周維國(guó)

（華東師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 上海 200241）

中學(xué)地理水土流失實(shí)驗(yàn)開(kāi)展成果綜述

周維國(guó)

（華東師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 上海 200241）

分析了中學(xué)地理水土流失實(shí)驗(yàn)開(kāi)展方面的文獻(xiàn)，從水土流失實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的效果和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)施等方面總結(jié)了既有研究的成果，同時(shí)發(fā)現(xiàn)既有研究的不足之處，即對(duì)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的科學(xué)原理研究不足，對(duì)水土流失實(shí)驗(yàn)的定量研究較少，且較少關(guān)注實(shí)驗(yàn)實(shí)施的效果。指出進(jìn)行水土流失實(shí)驗(yàn)?zāi)酥疗渌嚓P(guān)中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)應(yīng)該注意的研究方向：加強(qiáng)對(duì)地理實(shí)驗(yàn)背后原理依據(jù)的研究、盡快建立地理實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)體系、關(guān)注實(shí)驗(yàn)本身的科學(xué)性研究和加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究等。

中學(xué)地理；水土流失實(shí)驗(yàn)；綜述

水土流失這一名詞在中學(xué)地理課程中會(huì)經(jīng)常涉及到，特別是講授黃河和黃土高原等相關(guān)內(nèi)容時(shí)，這更是一個(gè)無(wú)法回避的概念?？墒撬亮魇且粋€(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，對(duì)于中學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們的認(rèn)知還無(wú)法充分理解水土流失的原因、影響，所以該部分內(nèi)容的講述就成了中學(xué)地理課堂中的一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容。如何讓學(xué)生更好地理解水土流失的原理，分析導(dǎo)致水土流失的各種因素，感受水土流失帶來(lái)的影響，許多一線地理教師都進(jìn)行了探討。地理教師在探索中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行水土流失地理模擬實(shí)驗(yàn)是攻克這一教學(xué)難點(diǎn)的好方法。

地理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展在中學(xué)地理教學(xué)中有其獨(dú)特的效果。地理新課程改革強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)中三維目標(biāo)的達(dá)成。對(duì)教師而言，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是很好的讓學(xué)生體會(huì)地理過(guò)程，領(lǐng)悟地理學(xué)習(xí)方法，進(jìn)行情感態(tài)度與價(jià)值觀教育的素材；對(duì)學(xué)生而言，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新形式可以提高地理課堂的趣味性。所以，在中學(xué)地理教學(xué)中進(jìn)行簡(jiǎn)單的地理實(shí)驗(yàn)還是比較受到教師和學(xué)生歡迎的。從水土流失這個(gè)實(shí)驗(yàn)本身來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所用的材料比較簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)過(guò)程所需時(shí)間也較少，所以比較適合進(jìn)行地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式?；谶@樣的基礎(chǔ)，中學(xué)地理水土流失實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展相比其他地理實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)還是較多的，也有不少的文獻(xiàn)研究成果，現(xiàn)總結(jié)如下。

一、水土流失實(shí)驗(yàn)研究成果綜述

近年來(lái)，關(guān)于水土流失地理實(shí)驗(yàn)的文獻(xiàn)研究不僅數(shù)量增長(zhǎng)比較迅速，文獻(xiàn)研究質(zhì)量也有了很大提升。研究者從不同的角度對(duì)水土流失實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、分析，并且與現(xiàn)有的新課改理念相結(jié)合，研究成果十分豐碩。

從現(xiàn)有的研究成果來(lái)看，周軍[1]、孫成華[2]等較早就進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究，對(duì)以后研究的開(kāi)展起到了重要的開(kāi)創(chuàng)作用，他們通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象總結(jié)出地表植被覆蓋狀況是影響水土流失發(fā)生與否的重要因素。

從水土流失實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容來(lái)說(shuō)，郭振海[3]、劉立新[4]、殷放鳴[5]、張曉萍[6]等都利用常見(jiàn)的材料設(shè)計(jì)了水土流失的模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程雖然比較簡(jiǎn)單，但注意了對(duì)無(wú)關(guān)變量的控制，在這樣的思想指引下，探討了影響水土流失的某一個(gè)因素。例如，劉立新在控制其他無(wú)關(guān)變量如降雨強(qiáng)度、坡度、風(fēng)力的前提下，探討了植被對(duì)保持水土、防止水土流失的作用。梁紅梅[7]、欒勝星[8]、李昂[9]、吳根才[10]、楊士軍[11]、沈?qū)W萍[12]等則通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探討了植被覆蓋狀況、坡度、降水強(qiáng)度、土質(zhì)、風(fēng)力等不同因素對(duì)水土流失的影響，突破了之前的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究只注重于一個(gè)因素研究的局限。

從水土流失實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的效果來(lái)說(shuō)，袁麗娜[13]分析了水土流失實(shí)驗(yàn)對(duì)于實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)與技能的掌握、過(guò)程與方法的理解、情感態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)的重要意義，說(shuō)明了水土流失實(shí)驗(yàn)對(duì)于中學(xué)地理課堂教學(xué)的促進(jìn)作用。張友良[14]則把模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行對(duì)比分析，得出模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)實(shí)狀況基本吻合的結(jié)論，并據(jù)此提出了水土流失的治理措施，明確了實(shí)驗(yàn)理論研究的目的是為現(xiàn)實(shí)生活服務(wù)的。湯國(guó)榮[15][16]提出水土流失模擬實(shí)驗(yàn)注重了學(xué)生對(duì)地理過(guò)程的學(xué)習(xí)，對(duì)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成具有重要意義。

從水土流失實(shí)驗(yàn)的實(shí)施情況來(lái)看，韋勇[17]在課堂上采用了分組實(shí)驗(yàn)的形式，指導(dǎo)不同的小組探討水土流失的不同影響因素，然后各個(gè)小組間再進(jìn)行交流討論，將合作式學(xué)習(xí)巧妙地運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)課堂之中。欒勝星[18]先自己進(jìn)行了植被覆蓋狀況對(duì)于水土流失影響的實(shí)驗(yàn)，之后再讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)影響水土流失狀況的其他實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證其他因素是否可以導(dǎo)致水土流失的發(fā)生，將探究式學(xué)習(xí)融入地理實(shí)驗(yàn)之中。羅新宇[19]則在第一次課堂實(shí)驗(yàn)中失敗，但在課后尋找到原因，并對(duì)實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)，在課堂上再次實(shí)驗(yàn)且獲得了成功，而且據(jù)此對(duì)學(xué)生進(jìn)行了情感態(tài)度與價(jià)值觀的教育。

此外，江西的葉國(guó)仁[20]和吉林的欒勝星[21]還將水土流失的實(shí)驗(yàn)與鄉(xiāng)土地理教學(xué)結(jié)合起來(lái)，利用學(xué)校所在地的特殊土壤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，分別分析了江西當(dāng)?shù)丶t壤坡面的水土流失狀況和吉林當(dāng)?shù)厣降赝寥赖乃亮魇顩r，前者還探討了工程措施對(duì)于紅壤水土流失的防治效果，后者則總結(jié)了進(jìn)行低成本地理實(shí)驗(yàn)的基本途徑。陸敏[22]將水土流失的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)成為中英雙語(yǔ)教案，除了進(jìn)行地理知識(shí)學(xué)習(xí)外，還進(jìn)行了英語(yǔ)語(yǔ)言的學(xué)習(xí)。王葦[23]則將水土流失的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成為題目，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明植被對(duì)保持水土的作用。

二、水土流失實(shí)驗(yàn)研究成果的反思

雖然對(duì)水土流失實(shí)驗(yàn)的研究不少，但是我們總結(jié)現(xiàn)有成果可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的研究還存在一些問(wèn)題，值得我們回顧、反思、總結(jié)。

1.開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的科學(xué)原理研究不足

現(xiàn)有的研究成果主要關(guān)注于實(shí)驗(yàn)本身，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)大都大同小異，對(duì)于實(shí)驗(yàn)背后的原理卻關(guān)注較少。水土流失的整個(gè)過(guò)程非常復(fù)雜，能否利用生活中一些簡(jiǎn)單的事物進(jìn)行模擬，其科學(xué)性如何判斷，尚不得而知，就如湯國(guó)榮[24][25]提到的，這種演示實(shí)驗(yàn)與實(shí)際的自然環(huán)境有著明顯的差異，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的失真性很大，不足以說(shuō)明相關(guān)的地理原理。在與水土流失實(shí)驗(yàn)相關(guān)的文獻(xiàn)中，只有徐憲立等[26]對(duì)植被與水土流失關(guān)系進(jìn)行了科學(xué)的論述，總結(jié)了前人研究的成果，也為中學(xué)地理課堂的水土流失實(shí)驗(yàn)提供了科學(xué)依據(jù)。此外，沒(méi)有研究文獻(xiàn)關(guān)注實(shí)驗(yàn)背后的科學(xué)原理問(wèn)題。

2.水土流失實(shí)驗(yàn)的定量研究較少

實(shí)驗(yàn)追求的是科學(xué)化和定量化的研究，是為了給尚存疑問(wèn)的問(wèn)題提供強(qiáng)有力的證據(jù)，而用事實(shí)數(shù)據(jù)證明則是最直接的方式。由于地理實(shí)驗(yàn)只能是進(jìn)行小范圍內(nèi)的模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們看到的實(shí)驗(yàn)效果是比較模糊的，而定量化的數(shù)據(jù)則可以為學(xué)生提供更加直觀的感受。但是在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中研究者沒(méi)有對(duì)水土流失的過(guò)程及結(jié)果進(jìn)行定量化的研究，只是通過(guò)定性的描述討論了影響水土流失的因素及結(jié)果。我們的教育研究本身就缺少扎實(shí)的實(shí)證研究，而最應(yīng)該進(jìn)行定量研究的地理實(shí)驗(yàn)也缺少了實(shí)證的思想，這是值得我們反思的。

3.較少關(guān)注實(shí)驗(yàn)實(shí)施的效果

研究者關(guān)注水土流失實(shí)驗(yàn)的過(guò)程設(shè)計(jì)，但實(shí)驗(yàn)取得的實(shí)際效果研究者較少論述，即使有涉及效果的研究，也是以籠統(tǒng)的定性描述為主。例如，降低了教學(xué)難度，提高了學(xué)生的綜合能力，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)等，而少見(jiàn)詳細(xì)的有針對(duì)性的評(píng)價(jià)，更沒(méi)有定量化的評(píng)價(jià)。究其原因，可以追溯到地理課程的教學(xué)評(píng)價(jià)問(wèn)題，地理教學(xué)評(píng)價(jià)尚未建立起系統(tǒng)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，作為其分支的地理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)就更少有研究者關(guān)注了。但是，沒(méi)有令人信服的教學(xué)效果，也就無(wú)法真正在中學(xué)地理教學(xué)中進(jìn)行大范圍的推廣，而只能是一線教師自己進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新的嘗試了。

三、以水土流失實(shí)驗(yàn)為代表的中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)研究的幾點(diǎn)建議

總結(jié)反思了現(xiàn)有的以水土流失實(shí)驗(yàn)為代表的研究成果和不足，筆者認(rèn)為我們關(guān)于中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)的研究應(yīng)該注意從以下幾點(diǎn)中尋找突破口。

1.加強(qiáng)地理實(shí)驗(yàn)依據(jù)的研究

由于地理空間的復(fù)雜性和模擬實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單化之間的矛盾，地理實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裨讵M小的空間中進(jìn)行科學(xué)的操作有很大的疑問(wèn)，我們需要加強(qiáng)對(duì)地理實(shí)驗(yàn)科學(xué)性的研究，尋找地理實(shí)驗(yàn)背后的原理。例如，水土流失的地理實(shí)驗(yàn)，我們可以在詳細(xì)掌握水土流失原理的基礎(chǔ)上，理清其發(fā)生原因和過(guò)程，了解水土流失發(fā)生的空間和時(shí)間限制條件，在自己設(shè)計(jì)的地理實(shí)驗(yàn)中盡可能模擬其真實(shí)過(guò)程，真正發(fā)揮地理實(shí)驗(yàn)在地理教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，讓學(xué)生更加直觀地體會(huì)水土流失的自然過(guò)程。如果教師本身對(duì)于地理實(shí)驗(yàn)背后的原理也了解較少，這樣的過(guò)程也可以促進(jìn)教師的專業(yè)發(fā)展，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。

2.關(guān)注實(shí)驗(yàn)本身的科學(xué)性

地理實(shí)驗(yàn)一個(gè)很重要的作用是對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感、態(tài)度價(jià)值觀的教育，而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗(yàn)精神對(duì)學(xué)生價(jià)值觀的形成有重要作用。地理實(shí)驗(yàn)雖然不和物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)一樣追求完全的數(shù)據(jù)指標(biāo)，但是地理實(shí)驗(yàn)本身的科學(xué)性也主要是靠數(shù)據(jù)體現(xiàn)出來(lái)的。教師可以在開(kāi)展地理實(shí)驗(yàn)時(shí)盡量加入定量的指標(biāo)和思想，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行初步的科學(xué)探究。例如，在水土流失的地理實(shí)驗(yàn)里，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用天平、量角器、彈簧秤等簡(jiǎn)易工具稱取泥土的重量，測(cè)量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的土層的坡度等，在實(shí)驗(yàn)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行前后的對(duì)比，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)其前后的不同之處。從地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的小方面來(lái)說(shuō)，這樣既可以讓學(xué)生理解水土流失的過(guò)程。又加強(qiáng)了動(dòng)手能力的鍛煉，還可以進(jìn)行價(jià)值觀的培養(yǎng)，真可謂一舉多得。從地理教學(xué)這個(gè)大的方面來(lái)說(shuō)，我們需要扎實(shí)的實(shí)證性研究，借助實(shí)證研究，進(jìn)行“科學(xué)發(fā)現(xiàn)”的產(chǎn)出，也能夠使地理課程與教學(xué)研究具備“科學(xué)研究”的特征。[27]

3.盡快建立地理實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)體系

現(xiàn)有的文獻(xiàn)研究成果都認(rèn)為水土流失實(shí)驗(yàn)?zāi)酥林袑W(xué)階段地理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展可以促進(jìn)中學(xué)地理教學(xué)的改革，對(duì)教師和學(xué)生都有很多好處，但我們需要更加有說(shuō)服力的證據(jù)去證明地理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)地理課堂中有實(shí)際的效果。這需要我們地理實(shí)驗(yàn)的研究者注意對(duì)地理實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系的研究，構(gòu)建比較科學(xué)合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)，以顯示地理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)地理課堂中的巨大優(yōu)勢(shì)。例如，可以利用里克特量表法研究學(xué)生對(duì)于地理課堂的興趣有沒(méi)有提高，利用測(cè)試結(jié)果推斷學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況是否牢固等。這樣可以說(shuō)明我們地理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展是否真的有效，對(duì)中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)的推廣也大有益處。同時(shí)，地理實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的建立可以作為地理教學(xué)評(píng)價(jià)的一個(gè)子系統(tǒng)，對(duì)于構(gòu)建科學(xué)合理的地理教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)也很有幫助。

4.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究

現(xiàn)有研究都是以模擬現(xiàn)實(shí)的研究為主，利用實(shí)物等模擬現(xiàn)實(shí)中的事物和過(guò)程，這樣的設(shè)計(jì)雖然具有客觀性，不過(guò)需要較長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，這對(duì)地理教師和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作來(lái)說(shuō)也有一定難度。在信息化非常發(fā)達(dá)的今天，我們可以考慮更換地理實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)。例如，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)等虛擬現(xiàn)實(shí)中的地理實(shí)驗(yàn)，解決當(dāng)前地理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)課堂中難以開(kāi)展的問(wèn)題，這樣的虛擬環(huán)境還可以讓學(xué)生自主的構(gòu)建自己想進(jìn)行的地理實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這樣的平臺(tái)學(xué)生一方面了解了地理實(shí)驗(yàn)的真實(shí)過(guò)程，又鍛煉了自己的想象力，還進(jìn)行了自主的探究學(xué)習(xí)。同時(shí)，地理課堂教學(xué)平臺(tái)的研究也剛剛興起，電子書(shū)包、電子教材等的研究是研究者關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究也可以是我們關(guān)注的另一個(gè)研究方向。

[1] 周軍.利用水土流失實(shí)驗(yàn)突破教學(xué)重、難點(diǎn)[J].中學(xué)地理教學(xué)參考,2001,(11):32.

[2] 孫成華,孫智果,劉建武,趙泓泉.測(cè)試植被與水土流失的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)[J].生物學(xué)通報(bào),2000,(2):37.

[3] 郭振海.水土流失小實(shí)驗(yàn)[J].小學(xué)生之友(閱讀寫(xiě)作版),2003,(6):20.

[4] 劉立新.水土流失對(duì)比實(shí)驗(yàn)演示裝置的制作與使用[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2013,(6):27-28.

[5] 殷放鳴.“水土流失”模擬實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新[J].探秘(科學(xué)課),2012,(7):60.

[6] 張曉萍.水土流失小實(shí)驗(yàn)[J].第二課堂(小學(xué)),2006,(Z2):10-11.

[7] 梁紅梅,王洪玉,孫婧,郭恒源.“植被變化影響自然地理環(huán)境”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)地理教學(xué)參考:2012,(9):44-45.

[8][18][21] 欒勝星.低成本實(shí)驗(yàn)在普高地理教學(xué)中的開(kāi)發(fā)和利用[J].地理教育,2011,(9):6-7.

[9] 李昂.水土流失實(shí)驗(yàn)教學(xué)法探究[J].中小學(xué)實(shí)驗(yàn)與裝備,2009,(2):10-11.

[10] 吳根才.地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)[M].北京:原子能出版社,2009.

[11] 楊士軍.高中地理活動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)[M].上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,2008.

[12] 沈?qū)W萍,尹中峰,許太州,葉成福.水土流失影響因子合作探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)[J].地理教學(xué),2012,(20):57-58.

[13] 袁麗娜.“水土流失”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)及其有效性分析[J].新課程(教育學(xué)術(shù)),2011,(7):93-94.

[14] 張友良.新課程理念下中學(xué)地理模擬實(shí)驗(yàn)功能的探索——以“黃土高原”為例[J].地理教學(xué),2011,(16):39+50.

[15][24] 湯國(guó)榮.追尋注重“過(guò)程”的高中地理教學(xué)[J].地理教學(xué),2012,(16):19-25.

[16][25] 湯國(guó)榮.關(guān)于活動(dòng)式地理課堂的思考與實(shí)踐[J].中學(xué)地理教學(xué)參考,2012,(10):18-20.

[17] 韋勇,梁玉萍.水土流失影響因素探究實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)[J].地理教學(xué),2010,(10):47-49+14.

[19] 羅新宇.實(shí)驗(yàn)使“水土流失”更加直觀[J].地理教學(xué),2006,(8):24-25.

[20] 葉國(guó)仁,湯愛(ài)蘭.“紅壤坡面侵蝕與水土流失防治”的實(shí)驗(yàn)與探索[J].地理教學(xué),2010,(6):24-25.

[22] 陸敏.“水土流失”實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的雙語(yǔ)教學(xué)設(shè)計(jì)[J].地理教學(xué),2005,(4):26-27.

[23] 王葦.地理實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)[J].中學(xué)地理教學(xué)參考,2008,(Z1):54-55.

[26] 徐憲立,馬克明,傅伯杰,劉憲春,黃勇,祁建.植被與水土流失關(guān)系研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2006,(9):3137-3143.

[27] 袁孝亭.基于地理思想方法的地理課程與教學(xué)研究[J].課程?教材?教法,2010,(7):82-87.

（責(zé)任編校：繆鑫）