浙江省溫州中學(xué) （325014） 雷鳴

新課程下提高地理實驗教學(xué)有效性的探討

浙江省溫州中學(xué) （325014） 雷鳴

一、地理實驗教學(xué)的內(nèi)涵

地理實驗教學(xué)是指利用地理實驗器材，創(chuàng)設(shè)特定的“實驗環(huán)境”，采用演示手段，將跨越一定時空的地理過程（地理現(xiàn)象）變得可以接觸與感知，從而獲得和驗證地理知識的一種教學(xué)方法。

地理實驗教學(xué)以實驗活動為主要展開形式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的親身經(jīng)歷，要求學(xué)生積極參與到實驗活動中去，在“做”“觀察”“思考”“歸納”“推理”“探究”“體驗”和“創(chuàng)作”等一系列的活動中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，體驗和感受生活中的地理，增強(qiáng)實踐能力和創(chuàng)新能力。地理實驗教學(xué)在地理知識教育、技能教育、能力教育、情感態(tài)度和價值觀教育等方面發(fā)揮著重要作用。

根據(jù)地理學(xué)科特點(diǎn)和高中地理教學(xué)內(nèi)容，地理實驗的空間不能僅僅局限于教室或?qū)嶒炇遥钄U(kuò)展到家庭、社會；地理實驗的內(nèi)容不能僅僅拘泥于教材，需與現(xiàn)實生活相結(jié)合；地理實驗的形式不能僅僅滿足于課堂的演示，還需延伸至野外觀測、社會調(diào)查、地理小制作等。

二、新課程對地理實驗教學(xué)的要求

達(dá)·芬奇有句名言：“實驗是科學(xué)知識的來源，智慧是實驗的女兒?！笔軅鹘y(tǒng)教育觀念的影響，我國中學(xué)地理教育長期忽視實驗教學(xué)。多年來，由于高中地理屬于基礎(chǔ)教育中的“文科”類，因此地理教學(xué)就更加遠(yuǎn)離“實驗”了。2003年教育部頒布的《普通高中課程方案（實驗）》將地理學(xué)科劃歸為“人文與社會”和“科學(xué)”兩個學(xué)習(xí)領(lǐng)域，這就為地理學(xué)科實施科學(xué)實驗提供了充分的依據(jù)?！翱茖W(xué)”學(xué)習(xí)領(lǐng)域的其它學(xué)科，即物理、化學(xué)、生物在實驗教學(xué)方面已有很大突破，只有地理學(xué)科在此方面還很薄弱，還不能體現(xiàn)科學(xué)學(xué)科的教學(xué)特色。新課程力求改變以知識傳輸為主的教學(xué)方式，要求以創(chuàng)新精神和實踐能力為重點(diǎn)，建立新的教學(xué)方式。實驗教學(xué)因其實踐性、探究性強(qiáng)，是培養(yǎng)學(xué)生地理素養(yǎng)的良好途徑，必將成為地理新課程實施中的重要教學(xué)手段。

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》（以下簡稱新課標(biāo)）在基本理念、課程目標(biāo)、內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)等方面對實驗教學(xué)首次提出了明確的要求。新課標(biāo)在基本理念方面提出“倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)，開展地理觀測、地理考察、地理實驗、地理調(diào)查和地理專題研究等實踐活動” 。新課標(biāo)在課程目標(biāo)的“知識與技能”方面要求“學(xué)會獨(dú)立或合作進(jìn)行地理觀測、地理實驗、地理調(diào)查”。新課標(biāo)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)在“活動建議”中則多處提出開展地理實驗的建議。例如，“有條件的學(xué)校，可對水井進(jìn)行定點(diǎn)、定時觀測，記錄水位、水色等變化情況，并分析其變化規(guī)律和主要原因?！薄搬槍Ρ镜亟?jīng)常發(fā)生的自然災(zāi)害，成立課外監(jiān)測小組，制定計劃，開展活動。”等等。毋庸置疑，開展地理實驗教學(xué)是落實新課標(biāo)基本理念，達(dá)到新課程目標(biāo)的一種重要的教學(xué)方法。因此，高中新課程背景下的地理課必須重視地理實驗教學(xué)。

三、提高地理實驗教學(xué)有效性的基本策略

1．精選實驗內(nèi)容，彰顯實驗教學(xué)的價值

“重視對地理問題的探究”是新課程的基本理念之一，而實驗教學(xué)是落實這一基本理念的重要載體，地理教師應(yīng)樹立重視地理實驗的教學(xué)觀念。實驗內(nèi)容是實施實驗教學(xué)的客體，教學(xué)中要做到實驗內(nèi)容的精選，才能充分體現(xiàn)地理實驗教學(xué)的應(yīng)有價值。

精選實驗內(nèi)容一般要考慮以下幾個方面：

（1）實驗內(nèi)容應(yīng)具備實驗特質(zhì)。實驗教學(xué)是中學(xué)地理教學(xué)中的一種教學(xué)方式，教師不能過分夸大實驗的功能，為了實驗而實驗。有許多地理原理和規(guī)律并不能通過實驗的手段得以再現(xiàn)，因此在地理實驗內(nèi)容的選擇中要有針對性。不具備實驗特質(zhì)的實驗在課堂教學(xué)實施中可能成為“魔術(shù)表演”，曇花一現(xiàn)，只見現(xiàn)象，得不出科學(xué)的實驗結(jié)論，或只是“講”實驗，華而不實，最終不能彰顯實驗的應(yīng)有價值，也無法促進(jìn)學(xué)生能力的發(fā)展。同時，對容易理解的內(nèi)容也應(yīng)減少實驗或不做實驗，避免為追求實驗形式，將簡單的問題復(fù)雜化，影響教學(xué)效果。

（2）實驗內(nèi)容應(yīng)符合學(xué)生實際。實驗教學(xué)的主體是學(xué)生，這就要求教師充分考慮實驗內(nèi)容與學(xué)生已有經(jīng)驗、知識之間的關(guān)系，盡量選擇貼近學(xué)生生活實際的內(nèi)容。例如，教學(xué)“風(fēng)力作用”時，有些教師利用電動吹風(fēng)機(jī)和大小不一的砂粒進(jìn)行模擬演示，通過觀察得出：“風(fēng)力越大，搬運(yùn)作用越強(qiáng)”、“顆粒大的在下層，顆粒小的在上層”的實驗結(jié)論。就高中生的生活經(jīng)驗而言，這個結(jié)論是一個已知的常識，教學(xué)中沒有必要進(jìn)行實驗演示，否則會使教學(xué)過程變得累贅，既浪費(fèi)時間，又缺失實驗價值。

（3）實驗內(nèi)容應(yīng)有利于教學(xué)重難點(diǎn)的突破。例如，在“大氣受熱過程”（湘教版）這部分內(nèi)容中，“大氣的保溫作用”是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。新課標(biāo)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)在“活動建議”中也提出地理實驗的建議之一：“利用身邊可以找到的材料（如透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶等）和溫度計，做一次模擬大氣溫室效應(yīng)的小實驗”。如果根據(jù)新課標(biāo)的“活動建議”設(shè)置一個實驗應(yīng)用到教學(xué)中，將有利于教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的突破，會收到較好的教學(xué)效果。實驗教學(xué)過程設(shè)計如下：

【實驗器材】1個較大的白色礦泉水空瓶、2支溫度計、2個玻璃盤、1把剪刀、1塊手表、少許土壤。

【實驗步驟】（學(xué)生在課外完成）

① 將少許土壤分別放入兩個玻璃盤內(nèi)，把兩個溫度計編號為A、B，并分別放在玻璃盤上。

② 用剪刀將白色礦泉水空瓶攔腰剪斷，然后倒扣在放置著溫度計A的玻璃盤上，制成模擬的微型溫室（放置著溫度計B的玻璃盤上沒有任何遮蓋物）。

③ 將兩個裝置放在室外的陽光下，并確保兩支溫度計接受同樣的陽光照射。

④ 每隔1小時觀察一次溫度計，并做好溫度記錄。

⑤ 分析實驗獲得的數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論。

【實驗應(yīng)用】（在課堂內(nèi)實施）

① 在教師組織、指導(dǎo)下，學(xué)生交流實驗成果，并達(dá)成共識。

② 將實驗結(jié)論遷移應(yīng)用到“大氣受熱過程”教學(xué)中。

③ 舉例并解釋該實驗?zāi)M的原理在實際生產(chǎn)過程中的具體應(yīng)用，如“大棚農(nóng)業(yè)”。

（4）實驗內(nèi)容應(yīng)圍繞新課標(biāo)的要求。高中科目多，學(xué)生學(xué)習(xí)非常緊張，應(yīng)把有限的時間用在學(xué)習(xí)的“刀刃”上。超越新課標(biāo)要求的學(xué)習(xí)，將有加重學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)之嫌，一切游離在教學(xué)目標(biāo)之外的實驗教學(xué)也是徒勞的。例如，“地球的宇宙環(huán)境” （湘教版）這一節(jié)內(nèi)容，新課標(biāo)的要求是“描述地球所處的宇宙環(huán)境，運(yùn)用資料說明地球是太陽系中一顆既普通又特殊的行星”。有些教師設(shè)置了“觀察月相”的實驗，這顯然超出了新課標(biāo)的要求。再說，在初中《科學(xué)》（浙江省初中課程）教學(xué)中大多學(xué)生做過該實驗，因而學(xué)生興趣不高，同時也弱化了實驗的價值。

2．精心設(shè)計實驗方案，提高實驗教學(xué)的效益

實驗方案是實施實驗教學(xué)的載體，在一定程度上關(guān)系到實驗?zāi)芊裾ｉ_展，直接影響實驗教學(xué)的效益。教師在設(shè)計實驗方案時，一般需要考慮以下幾個方面：

（1）加強(qiáng)實驗?zāi)繕?biāo)定位。教師要研究所設(shè)計的實驗與教學(xué)目標(biāo)的關(guān)系，對實驗?zāi)繕?biāo)作出正確的定位，并做到目標(biāo)具體、可操作性強(qiáng)。如落實什么知識，培養(yǎng)何種能力或技能，學(xué)會何種方法，達(dá)到怎樣的情感體驗，達(dá)成怎樣的地理觀念等。

（2）選擇恰當(dāng)?shù)膶嶒烆愋?。中學(xué)地理教育界對地理實驗的分類方法很多。本文從所創(chuàng)設(shè)的“實驗環(huán)境”與客觀現(xiàn)實的地理環(huán)境之間的關(guān)系出發(fā)，將地理實驗分為四種類型：模擬地理實驗、模型地理實驗、原型地理實驗、虛擬地理實驗。不同類型的實驗，其功能和特點(diǎn)是有差異的，教師要針對教學(xué)內(nèi)容，本著“沒有最好，只有更好”的原則，恰當(dāng)選擇實驗類型。

（3）優(yōu)化實驗操作各個環(huán)節(jié)。教師要研究實驗操作各個環(huán)節(jié)的科學(xué)性和可行性，使實驗的實施能揭示地理現(xiàn)象以及地理原理或規(guī)律，防止學(xué)生對知識的生成產(chǎn)生負(fù)遷移。同時要經(jīng)教師的反復(fù)操作不斷細(xì)化，達(dá)到學(xué)生易于操作為止。

3．重視實驗動態(tài)生成，實現(xiàn)精彩與創(chuàng)新共舞

動態(tài)生成是新課程倡導(dǎo)的教學(xué)理念之一。課堂動態(tài)生成是指在課堂教學(xué)過程中師生之間的交流、生生之間的合作與交流時，即時出現(xiàn)的超出教師預(yù)設(shè)方案的新問題、新情況，是課堂教學(xué)過程中的一種重要教學(xué)資源，它的價值體現(xiàn)與教師的處理方式密切相關(guān)。

地理實驗實施過程是一個復(fù)雜的動態(tài)變化過程，教師要以極大的熱情關(guān)注學(xué)生在實驗活動過程中的表現(xiàn)和反饋，善于捕捉隨時可能出現(xiàn)的有價值的動態(tài)生成性資源，及時進(jìn)行課堂“現(xiàn)場設(shè)計”，將動態(tài)生成的資源巧妙運(yùn)用于教學(xué)活動之中，使課堂生成意外的精彩。例如，在演示“地表水平運(yùn)動物體方向的偏轉(zhuǎn)”實驗時，有學(xué)生提出：“將水流方向改為從雨傘的邊緣一側(cè)流向雨傘頂部怎么樣？把雨傘翻過來，水流在雨傘內(nèi)側(cè)流動怎么樣？若模擬赤道上的水平運(yùn)動物體的偏轉(zhuǎn)該怎樣演示？”等問題。此時，教師可以及時調(diào)整教學(xué)預(yù)設(shè)，引導(dǎo)鼓勵學(xué)生針對以上問題繼續(xù)實驗，深入探究，并在班級上交流實驗成果，這樣既滿足學(xué)生的求知欲望，提高學(xué)習(xí)地理的興趣，又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

4．強(qiáng)化實驗結(jié)論遷移，提升學(xué)生解決地理問題的能力

實驗結(jié)論的遷移是地理實驗教學(xué)的關(guān)鍵。地理實驗教學(xué)的目的是通過實驗演示地理過程和現(xiàn)象，揭示地理原理和規(guī)律，從而提升學(xué)生解決地理問題的能力。因此，在地理實驗教學(xué)的實施過程中要強(qiáng)化這一教學(xué)環(huán)節(jié)。由于不同類型的實驗，其“實驗環(huán)境”的特征存在差異，教學(xué)中實施實驗遷移的著力點(diǎn)應(yīng)有所不同。

（1）模擬地理實驗的“實驗環(huán)境”是一個具有特定自然地理環(huán)境特征的模擬環(huán)境；虛擬地理實驗的“實驗環(huán)境”是用計算機(jī)軟件對客觀地理環(huán)境進(jìn)行虛擬重構(gòu)而成的。因此，在這兩種“實驗環(huán)境”下得出的實驗結(jié)論，都應(yīng)著重實現(xiàn)還原遷移，從而使學(xué)生真正掌握解決實際地理問題的能力。例如，在模擬實驗“地表水平運(yùn)動物體方向的偏轉(zhuǎn)”的教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生用實驗結(jié)論解決實際問題：①長江下游南岸的河水為何一般比北岸深？②請你推測：若干年后，位于長江口的崇明島可能會與哪岸（南岸或北岸）連接起來？③請你舉實例說明水平運(yùn)動物體的偏向現(xiàn)象。

（2）模型地理實驗的“實驗環(huán)境”是利用實物或標(biāo)本構(gòu)建而成的微型現(xiàn)實地理環(huán)境——模型。因此在這種“實驗環(huán)境”下得出的實驗結(jié)論，應(yīng)著重進(jìn)行類比遷移，實現(xiàn)觸類旁通。例如，探究自然地理環(huán)境要素相互作用的“土壤侵蝕”模擬實驗，實驗演示完成之后，教師可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生合作探究“山麓洪積扇的形成”。

（3）原型地理實驗的“實驗環(huán)境”是現(xiàn)實地理環(huán)境中某一代表性的區(qū)域。因此在這種“實驗環(huán)境”下得出的實驗結(jié)論，應(yīng)著重進(jìn)行應(yīng)用遷移，從而達(dá)到舉一反三的效果。例如，“冷鋒影響下的天氣特征”原型實驗教學(xué)中，進(jìn)行實驗遷移時，可以采用小組合作形式討論系列問題：①學(xué)生結(jié)合生活體驗，描述冷鋒影響下的天氣特征；②探究暖鋒影響下的天氣特征；③比較冷鋒和暖鋒影響下的天氣特征異同點(diǎn)。

5．完善實驗過程評價，促進(jìn)實驗教學(xué)的增值

新課程下的評價，注重評價的發(fā)展性、多元化，以及過程性與終結(jié)性相結(jié)合的原則。評價活動要與實際教學(xué)過程結(jié)合，追求地理教學(xué)的思維能力培養(yǎng)，注重教學(xué)過程中的多元評價。通過對評價資料的分析，發(fā)現(xiàn)問題，修正教學(xué)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高，實現(xiàn)有效教學(xué)。因此，完善地理教學(xué)評價是實現(xiàn)有效教學(xué)的保證。在地理實驗教學(xué)中，教師要高度重視評價，特別是要注重對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程的評價，而且不斷完善實驗過程的評價方式（如建立地理實驗實施過程中學(xué)生活動質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)，見下表），提高評價的有效性，促進(jìn)實驗教學(xué)的增值。

地理實驗實施過程中學(xué)生活動質(zhì)量評價表