上海市繼光高級中學（200086） 潘紅星

由于受傳統(tǒng)教育觀念的影響，高中地理屬于基礎(chǔ)教育中的“文科”類，因此，我國中學地理長期忽視實驗教學，重理論、輕實踐，重書本、忽視實驗的教學現(xiàn)象普遍存在。新一輪課程改革明確提出了地理實驗的要求：“重視對地理問題的探究。倡導(dǎo)自主學習、合作學習和探究學習，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”。中學地理實驗教學迎來了發(fā)展的機遇，地理實驗在中學地理教學中被逐漸重視起來。

一、高中地理實驗設(shè)計的原則

1、 趣味性原則

地理實驗設(shè)計以引趣、激趣為原則，以幫助學生更愉快、更有效地學習為目的。如，學習月相變化這部分內(nèi)容時，教師事先準備好一個一半涂黑一半涂白的籃球代表月球，涂黑的半球表示月球背對太陽，涂白的半球代表月球面朝太陽。適當改變學生的座位方式，讓學生手挽手，背對背圍成圈模擬地球，老師則托住“月球”繞著“地球”運動，讓一位學生站在一側(cè)代表太陽，在演示的過程中學生能直觀地觀察到在新月、上弦月、滿月、下弦月四個位置時月相的不同，并能較容易地辨別上、下弦月亮面的差別。經(jīng)過這樣的探究性學習過程，學生對月相變化這部分內(nèi)容印象深刻，不易混淆，且記憶長久。難怪學完這部分內(nèi)容后學生發(fā)出了這樣的感慨：地理原來可以在玩中學，在玩中增長知識，在玩中培養(yǎng)能力。

2、 就近性原則

地理實驗無論是實驗器材的準備，還是實驗設(shè)計、實驗原理、實驗操作等堅持就近性原則，學生可以就地就近取材，實驗原理沒有高深難懂之處，緊隨他們所學的內(nèi)容，貼近學生的生活實際。如，在學習熱力環(huán)流之前，筆者讓學生回家觀察：當櫥房的門虛掩，爐上的水煮沸時，人站在櫥房和客廳之間，手里舉一支點燃的蠟燭，分兩種情況觀察，一種情況是將蠟燭舉過頭頂，還有一種情況是將蠟燭貼近地面，分別觀察燭火的飄向。這個實驗不受家庭條件的限制，只要注意防火安全，每位同學都可以操作。

3、 科學性原則

地理實驗所用的器材可以簡單，實驗原理也并不復(fù)雜，但實驗的過程要堅持科學性原則，無論是實驗知識還是設(shè)計原理務(wù)必保證正確科學。如，學習地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生地轉(zhuǎn)偏向力時，很多地理同行介紹過：觀察水斗水流向的實驗。理論上來說北半球水斗中的水應(yīng)該是逆時針旋轉(zhuǎn)流向下水道。但是，筆者實際觀察下來不一定，受水斗底部的形態(tài)、水量的大小和倒入水斗時的用力方向等一系列因素的影響，其結(jié)果不一定相同。因此，在學習這部分內(nèi)容時，筆者還是用傳統(tǒng)的地球儀實驗代替了水斗實驗。

4、 安全性原則

地理實驗無論實驗器材的選擇還是實驗操作過程要確保學生安全。在實驗器材的選擇上，教師要把好關(guān)；在實驗過程的操作上，教師要事先嘗試，確保學生實驗的安全。如，火山噴發(fā)的模擬實驗從查閱的資料來看，有的教師用重鉻酸銨引燃的方法，從實驗現(xiàn)象來看可能更逼真。但考慮到該實驗有一定的危險性，且重鉻酸銨屬于危險藥品，中學化學實驗室不一定配備，因此，筆者還是用面粉、蕃茄醬的實驗來替代。

5、 主體性原則

地理實驗關(guān)注學生的知識起點，設(shè)計貼近學生的能力要求，堅持以學生為主體，鼓勵學生參與實驗、設(shè)計實驗，從中培養(yǎng)和鍛煉學生的能力。剛開始開展地理實驗時，可能教師要考慮得多一些，在師生共同討論和操作的過程中完成實驗。隨著時間的推移，教師可以適當?shù)胤攀肿寣W生自己去設(shè)計、準備并操作實驗，體現(xiàn)學生的主體性，教師則在一旁指導(dǎo)。

6、 體驗性原則

地理實驗關(guān)注學生的創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)，要以學生親身體驗知識的形成過程為主，通過實驗培養(yǎng)學生地理學習的興趣，發(fā)展學生地理學習的能力。

二、高中地理實驗實施的局限條件

高中地理實驗在教學中日益受到重視毋庸置疑，但在實施過程中其實驗局限條件也不容忽視。

1. 就實驗環(huán)境看缺少專用實驗室

依據(jù)筆者的觀察，目前具備專地理專用教室的學校不多，屬鳳毛麟角，具備地理實驗室的學校更是很難看到。中學普遍缺少專用的地理實驗室，這在一定程度上制約了地理實驗教學的開展。

2．就實驗內(nèi)容看相對集中于《高中地理》上冊（高中地理《必修一》）

高中地理的實驗相對集中于《高中地理》上冊，如在第一篇宇宙與地球，可以進行太陽黑子的觀察、月相的觀察、月球同步自轉(zhuǎn)的模擬實驗、地轉(zhuǎn)偏向力的實驗、太陽高度的測量等；在第二篇巖石與地貌，可以進行三類巖石特征的模擬實驗、火山噴發(fā)的模擬實驗、影響地震烈度因素的實驗、地震中逃生的實驗等；在第三篇大氣與天氣、氣候，可以進行熱力環(huán)流實驗、物候觀察實驗、鋒面的模擬實驗等；在第四篇水環(huán)境，可以進行風海流、密度流的模擬實驗、洋流分布規(guī)律的模擬實驗等?！陡咧械乩怼废聝詢?nèi)容相對來說難于開展實驗。

3、就實驗過程看不能過于復(fù)雜

學習月球?qū)ｎ}“由于月球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)方向相同，周期相同，地球上總是看到相同的半個月面”這部分內(nèi)容時，學生理解起來很困難。為此，筆者在課上加入了一個人體演示實驗，一名學生模擬地球，老師模擬月球，在A位置時，教師面朝地球；教師邊自轉(zhuǎn)邊公轉(zhuǎn)，在B位置時，老師自轉(zhuǎn)了90°，也公轉(zhuǎn)了90°，此時，教師依然面朝地球；同理，在C和D位置，教師始終是面朝地球。具體如下圖所示：

通過上述演示實驗，學生對“為什么地球上總是看到相同的半個月面”的成因印象深刻。

但在觀察實驗的過程中，也有學生提出：“模擬地球的同學為什么不能模擬地球的自轉(zhuǎn)？在教師由A位置到B位置的轉(zhuǎn)動過程中，月球自轉(zhuǎn)并公轉(zhuǎn)了90°，地球大約自轉(zhuǎn)了7圈左右。”同學的質(zhì)疑很有道理，這樣更接近月球和地球的真實運動情況，但在實驗的過程中如果把地球的自轉(zhuǎn)疊加進去，反而干擾了對月球同步自轉(zhuǎn)的觀察，“為什么地球上總是看到相同的半個月面”的教學難點反而沒有突破。因此，地理實驗的設(shè)計和過程依據(jù)實驗?zāi)康?，有時不能過于復(fù)雜。

4、就實驗現(xiàn)象看有些難于觀察

學完火山這部分內(nèi)容后，為加深學生對火山結(jié)構(gòu)和火山噴出物組成的理解，筆者曾開展了一次“模擬火山噴發(fā)”的實驗，實驗過程如下：第一步師生一起來到化學實驗室，拿出了從家里帶來的面粉，和上水做成中空的圓錐形，放入蒸發(fā)皿中，四周和蒸發(fā)皿粘合在一起；第二步拿出從食堂要來的蕃茄醬，兌上水稀釋后倒入火山通道中，以倒?jié)M不溢出為標準；第三步把蒸發(fā)皿放在酒精燈上加熱，當加熱到沸騰時可觀察到紅色的蕃茄醬從火山錐的頂部沸騰出，以此來模擬火山的噴發(fā)。通過這一實驗，學生知道火山的結(jié)構(gòu)分為火山口、火山通道、火山錐。但是對于火山的噴出物有熔巖、氣體和火山灰難于全部觀察到。在實驗的過程中水蒸氣可以模擬火山噴發(fā)的氣體，沸騰的蕃茄醬可以模擬火山噴發(fā)的熔巖，但對于火山噴發(fā)的火山灰及火山噴發(fā)的強度與熔巖的性質(zhì)和它所含的氣體量有關(guān)等難于模擬。

熱力環(huán)流是最基本的大氣運動方式。熱力環(huán)流的學習可以幫助學生理解海陸風的成因、山谷風的成因、城郊熱力環(huán)流的成因，也是學習三圈環(huán)流和季風環(huán)流的基礎(chǔ)。在進行熱力環(huán)流的實驗時，我們準備了一只透明的塑料整理箱、冰塊、蚊香、打火機，把冰塊放在一側(cè)，點燃蚊香放在另一側(cè)，將透明的塑料整理箱罩在上面，觀察煙的飄向。不斷地變換蚊香的位置，觀察煙的飄向。實驗結(jié)果是無論怎樣變換位置，我們都能觀察到點燃的蚊香煙上飄，箱內(nèi)上部的煙飄向冰塊一側(cè)。但是實驗過程沒能觀察到箱內(nèi)下部的煙飄向蚊香一側(cè)，形成典型的環(huán)流。

5、就實驗結(jié)果看存在一定誤差

如學完地球公轉(zhuǎn)運動這部分內(nèi)容后，為了加深同學們對正午太陽高度定義及其年變化規(guī)律的理解，筆者帶學生開展了太陽高度角的測量實驗。選擇天氣晴朗的上午第五節(jié)課，學生們從體育組借來卷尺、直桿，從數(shù)學組借來三角板，事先通過電臺校正手表時間。實驗的原理學生很好理解，主要運用數(shù)學三角知識。一般從11：40分開始每兩分鐘測量一次，并記錄測量結(jié)果，一方面利用測量結(jié)果驗證是否在北京時間11：56分（即上海地方時12：00）時太陽高度角達到一天中的最大值，另一方面利用冬至日前后一段時間或春、秋分日前后一段時間的測量，體驗上海正午太陽高度的年變化規(guī)律。但實驗的結(jié)果誤差較大。學生在小結(jié)中這樣寫道：要使測量精確，所選的測量桿要細長筆直，桿要固定在地面上，所選的地點要確保桿影觀察清晰，用卷尺讀數(shù)時要耐心細致等。

紙上得來終覺淺，絕知此事須躬行。由于有些地理實驗理論上可行，實際操作未必能行，因此，學生實驗之前教師先要嘗試，確保學生實驗的成功；地理實驗現(xiàn)象未必全部能觀察到，因此，對實驗現(xiàn)象局限教師要跟學生解釋清楚，確保學生掌握知識的全面科學；地理實驗的結(jié)果未必精確，因此，教師要引導(dǎo)學生探討改進實驗的方法，或?qū)ふ姨娲鷮嶒灐?/p>