楊金國(guó)　徐從安

摘要：本文主要從高中地理實(shí)驗(yàn)的意義、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求、實(shí)驗(yàn)課程資源開(kāi)發(fā)的原則以及開(kāi)發(fā)步驟等方面，深化探索高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)課程資源開(kāi)發(fā)；高中地理

？誗推廣高中地理課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的意義

地理學(xué)科是一門(mén)兼有自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的綜合性學(xué)科。從自然科學(xué)發(fā)展歷史看，自然科學(xué)歷來(lái)注重實(shí)驗(yàn)，可以說(shuō)沒(méi)有實(shí)驗(yàn)就沒(méi)有自然科學(xué)。從科學(xué)教育實(shí)踐看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是自然科學(xué)教育不可缺少的重要組成部分，它對(duì)學(xué)生了解科學(xué)發(fā)展、有效掌握科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣和能力，形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)行為方式，都具有不可替代的價(jià)值。地理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生地理學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)境意識(shí)；地理實(shí)驗(yàn)還可以形成學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，合作意識(shí)和正確的審美觀念，以及培養(yǎng)感受美、鑒賞美、創(chuàng)造美的能力。地理新教材相對(duì)于舊教材有其最大的亮點(diǎn)，即“活動(dòng)探究”板塊有很多內(nèi)容需要地理實(shí)驗(yàn)，它要求學(xué)生不能單把目光局限在課本和課堂，而要轉(zhuǎn)向大自然?！凹埳系脕?lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”，使學(xué)生真正從傳統(tǒng)的教學(xué)模式中走出來(lái)，自己主動(dòng)求索求知，發(fā)展學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究意識(shí)和方法，提高學(xué)生綜合地理素養(yǎng)，以適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展變化對(duì)人才的需求。

？誗高中地理課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求

1.簡(jiǎn)易可操作性

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，針對(duì)教學(xué)中的重難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，用簡(jiǎn)易而預(yù)期效果好的器材做實(shí)驗(yàn)，難度不宜過(guò)大，不能為了做實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)一些高難度的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)，以免畫(huà)蛇添足、弄巧成拙。地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般沒(méi)有現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)器材，大多需通過(guò)教師自己準(zhǔn)備或發(fā)動(dòng)學(xué)生搜集，因此實(shí)驗(yàn)力求簡(jiǎn)單。建議地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用符合國(guó)家規(guī)定的實(shí)驗(yàn)器材和材料，既有利于安全，又可充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用。

例如，講授地球運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生偏向力時(shí)，可設(shè)計(jì)如下演示實(shí)驗(yàn)，以證明地轉(zhuǎn)偏向力的存在。將地球儀北極點(diǎn)向上，在球面上滴適量的墨滴，然后模擬地球自轉(zhuǎn)方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，讓學(xué)生觀察并描述墨滴流痕的偏轉(zhuǎn)方向；再將虛擬南極點(diǎn)向上，重復(fù)以上步驟，但旋轉(zhuǎn)方向與以上步驟相反。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可證明地球表面的物體在做水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在北半球向右偏轉(zhuǎn)，在南半球向左偏轉(zhuǎn)。

2.鮮明針對(duì)性

實(shí)驗(yàn)是人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界的一種重要手段，也是進(jìn)行直觀教學(xué)提供感性認(rèn)知，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的基本途徑。地理科學(xué)與物理、化學(xué)等自然科學(xué)相比具有自身特性，地理事物和規(guī)律更多無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段再現(xiàn)，因而在地理教學(xué)過(guò)程中應(yīng)針對(duì)性地選擇那些通過(guò)地理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋庇^、更有效的理解和掌握的地理知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，多從生活和身邊現(xiàn)象中提出有價(jià)值的問(wèn)題進(jìn)行觀察研究。

例如，河流堆積地貌的形成?？捎靡槐w粒不均的細(xì)沙、一本書(shū)、一張白紙等器材，先將白紙平鋪在桌面上；將書(shū)本打開(kāi)并傾斜放于桌面；再將細(xì)沙自書(shū)本的中縫從高處向下緩緩傾倒；觀察在白紙上形成的堆積體的外形特點(diǎn)?？梢杂^察到堆積地貌呈現(xiàn)扇形的特點(diǎn)，顆粒大的分布在最外緣。

3.啟發(fā)性和探究性

地理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和體驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程與分析以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論推論中注重啟發(fā)學(xué)生觀察與思考、分析與判斷，將培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力落到實(shí)處。既要選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材和材料，又要考慮引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，在探究的過(guò)程中獲取知識(shí)、強(qiáng)化技能和培養(yǎng)能力，特別是學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)。

例如，晝夜長(zhǎng)短的變化。其目的是讓學(xué)生觀察晝夜長(zhǎng)短和極晝極夜變化，以動(dòng)態(tài)效果激發(fā)學(xué)生想象力。可以一張圓形硬紙，畫(huà)上赤道、南北回歸線、南北極圈，另一張黑卡紙剪成半圓形代表黑夜，覆蓋在底盤(pán)，另剪一段細(xì)條、紅卡紙與黑卡紙保持垂直，中間用一顆鐵丁固定卡紙，鐵丁固定在一底盤(pán)上。先由教師牽動(dòng)細(xì)條、紅卡紙，演示太陽(yáng)直射點(diǎn)不斷南北移動(dòng)，導(dǎo)致晨昏圈擺動(dòng)（太陽(yáng)光線與晨昏線始終保持垂直關(guān)系），晨昏圈切割緯線，造成晝弧和夜弧長(zhǎng)短發(fā)生變化；教師要重點(diǎn)演示春秋分日、夏至日和冬至日晨昏圈的位置關(guān)系；分四個(gè)節(jié)氣段（如表1）演示；學(xué)生根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)填表1，并得出結(jié)論。

1.理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)協(xié)調(diào)一致的原則

現(xiàn)代中學(xué)地理教育的主要目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)闊國(guó)際視野，關(guān)注各種地理問(wèn)題，弘揚(yáng)科學(xué)和人文精神，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。注意用課堂闡明的地理理論，指導(dǎo)學(xué)生地理探索活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)地理動(dòng)機(jī)。以學(xué)生親歷的實(shí)踐知識(shí)，豐富和深化課堂地理學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而有力地促進(jìn)課堂教學(xué)進(jìn)行。如“正午太陽(yáng)高度計(jì)算”是高中地理的一個(gè)難點(diǎn)，為加深學(xué)生對(duì)此內(nèi)容理解，在學(xué)校校本選修課中設(shè)計(jì)“利用正午太陽(yáng)光線測(cè)算某地緯度”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，學(xué)生集思廣益，用不同工具、在不同地點(diǎn)測(cè)得當(dāng)?shù)氐恼缣?yáng)高度和緯度。通過(guò)此活動(dòng)不僅可化解難點(diǎn)，學(xué)生也體會(huì)到真正的學(xué)有所用。

2.探究性與可行性緊密結(jié)合的原則

蘇霍姆林斯基說(shuō)過(guò)：“在人的心靈深處，總有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探究者?！钡乩韺?shí)驗(yàn)課程資源的設(shè)計(jì)應(yīng)突出“為學(xué)生創(chuàng)造條件，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性和自主性，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、調(diào)查、探究，使地理學(xué)習(xí)成為在教師指導(dǎo)下主動(dòng)的、有個(gè)性的、合作的探究過(guò)程?！睂?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)“小”（活動(dòng)時(shí)間短）、“實(shí)”（可行有實(shí)效）、“動(dòng)”（DIY）、“新”（新穎時(shí)代性）、“趣”（科學(xué)的理趣），重在啟發(fā)學(xué)生思維，鼓勵(lì)他們努力探索相關(guān)問(wèn)題各要素內(nèi)在聯(lián)系與邏輯魅力。在此基礎(chǔ)上，兼顧到量力而行。如“模擬火山噴發(fā)”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，最初選用的化學(xué)藥品反應(yīng)比較劇烈，存在一定的安全隱患，考慮到學(xué)生的安全，最后選取了反應(yīng)稍弱的化學(xué)藥品替代。

3.學(xué)科間相互融合的原則

地理學(xué)科的綜合性與區(qū)域性特點(diǎn)，決定了地理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要兼顧諸學(xué)科的關(guān)系。在設(shè)計(jì)某一實(shí)驗(yàn)時(shí)，一方面注意揭示地理環(huán)境各要素間的內(nèi)在聯(lián)系、相互依存的辯證關(guān)系，另外還要運(yùn)用其它學(xué)科的知識(shí)，使其有機(jī)融合、相互滲透。此類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有利于培養(yǎng)學(xué)生多角度、全方位解決問(wèn)題的能力。

高中地理實(shí)驗(yàn)課程資源開(kāi)發(fā)的步驟

根據(jù)地理實(shí)驗(yàn)課程資源開(kāi)發(fā)的原則，筆者認(rèn)為地理實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)發(fā)可以按照以下步驟進(jìn)行。

1.地理實(shí)驗(yàn)主題的確定

（1）根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)確定。課程標(biāo)準(zhǔn)在教學(xué)過(guò)程中處于核心地位，《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中，內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)由標(biāo)準(zhǔn)和活動(dòng)建議組成，其中對(duì)地理實(shí)驗(yàn)提出了一些要求，如“西北地區(qū)荒漠化形成的自然原因”，根據(jù)課標(biāo)要求，以西北地區(qū)為例，分析荒漠化發(fā)生的原因，而學(xué)生對(duì)西北地區(qū)環(huán)境沒(méi)有直觀的認(rèn)識(shí)，可以用地理實(shí)驗(yàn)?zāi)M形式探討荒漠化發(fā)生的自然原因。

（2）根據(jù)教材內(nèi)容確定。教材是課程實(shí)施的重要資源，需要根據(jù)教材內(nèi)容特點(diǎn)確定實(shí)驗(yàn)主題。人教版必修一“大規(guī)模的海水運(yùn)動(dòng)”中，對(duì)盛行風(fēng)作用下形成的洋流，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)的形成，會(huì)讓學(xué)生更直觀有效地認(rèn)識(shí)在盛行風(fēng)作用下海水的運(yùn)動(dòng)狀況，所以根據(jù)教材內(nèi)容也是確定地理實(shí)驗(yàn)主題的重要依據(jù)。

（3）根據(jù)學(xué)習(xí)狀況確定。學(xué)生的年齡特點(diǎn)、心理能力、思維能力、已有的知識(shí)水平都會(huì)影響他們對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作能力、對(duì)問(wèn)題的探究和解決能力，所以需要根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)確定主題。

（4）根據(jù)鄉(xiāng)土地理環(huán)境確定。地理實(shí)驗(yàn)中的觀測(cè)類、考察類離不開(kāi)本地的地理環(huán)境，可以選擇鄉(xiāng)土案例作為地理實(shí)驗(yàn)的主題，既可以使地理學(xué)科知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系，也可以將地理實(shí)驗(yàn)建立在學(xué)生能夠切實(shí)體驗(yàn)和感悟的基礎(chǔ)上，使地理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)具有明顯的地域性特征。

2.選擇地理實(shí)驗(yàn)器材

確定地理實(shí)驗(yàn)主題后，選擇實(shí)驗(yàn)器材甚為重要。選擇器材要盡可能與生活密切聯(lián)系，是平時(shí)在生活中能夠較易找到的，以提高實(shí)驗(yàn)實(shí)施的可能性。地理實(shí)驗(yàn)器材可以分為三類：一類是生活中容易找到的：如測(cè)量正午太陽(yáng)高度角時(shí)需要使用的竹竿或標(biāo)桿、皮尺，甚至是一支鉛筆等；一類是專業(yè)觀測(cè)儀器：如觀測(cè)太陽(yáng)黑子、衛(wèi)星時(shí)需要使用的天文望遠(yuǎn)鏡等；第三類是一些化學(xué)藥品：如模擬火山噴發(fā)所使用的鋁箔、重鉻酸銨粉等。

3.設(shè)計(jì)地理實(shí)驗(yàn)方案

地理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成功與否取決于通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是否達(dá)到事先預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。地理實(shí)驗(yàn)方案是整個(gè)地理實(shí)驗(yàn)實(shí)施的總體設(shè)計(jì)，一般需要滿足以下要求：實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_，科學(xué)性強(qiáng)；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯；突出原理、操作簡(jiǎn)單；形式多樣，適合探究。在實(shí)驗(yàn)方案中應(yīng)包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)等選擇、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)中需要的數(shù)據(jù)、資料表、實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)等。同樣一個(gè)地理實(shí)驗(yàn)主題，可以設(shè)計(jì)出多個(gè)地理實(shí)驗(yàn)方案。如“無(wú)錫正午太陽(yáng)高度角的測(cè)定”，由于器材、思路的差異，會(huì)有多種方案，但是其中蘊(yùn)含的地理原理相同。地理實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)是一個(gè)集思廣益、合作探究的過(guò)程，不妨與他人合作，綜合多個(gè)實(shí)驗(yàn)方案后加以改進(jìn)，選擇最簡(jiǎn)便、最適合的實(shí)驗(yàn)方案。

4.進(jìn)行地理實(shí)驗(yàn)操作

在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行地理實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，首先要注意學(xué)生安全問(wèn)題，如一些化學(xué)藥品的使用；野外考察時(shí)的交通、人身安全等。其次要及時(shí)地利用各種問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察和思考；再次對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)突發(fā)現(xiàn)象或者實(shí)驗(yàn)效果與預(yù)期不符時(shí)，應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題產(chǎn)生原因，如何修改實(shí)驗(yàn)方案以解決問(wèn)題，這樣即使實(shí)驗(yàn)不成功，也能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)毅力、創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力。

5.評(píng)價(jià)地理實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中存在的優(yōu)點(diǎn)與不足、問(wèn)題與結(jié)果進(jìn)行反思，分析其中的原因，與教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度加以對(duì)比，也要對(duì)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、可行性、器材選擇和實(shí)驗(yàn)功能等多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估，為實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)提出更多建議。針對(duì)地理實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問(wèn)題與不足，找出原因，思考對(duì)策，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)和完善。一個(gè)地理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)需要不斷地反思、調(diào)整與完善，不可能一蹴而就。

（江蘇省無(wú)錫市第一中學(xué) 徐從安）