唐少霞，趙志忠，楊迅捷

(1.海南師范大學 地理與旅游學院，?？?571158；2.湖南省長沙市長郡雨花外國語學校，長沙 410001)

地理實驗教學內(nèi)容及條件的探討

唐少霞1，趙志忠1，楊迅捷2

(1.海南師范大學 地理與旅游學院，?？?571158；2.湖南省長沙市長郡雨花外國語學校，長沙 410001)

開展地理實驗教學能最大限度地調(diào)動學生學習的積極性，吸引學生參與課堂知識的構(gòu)建，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。但目前地理實驗教學中沒有專門的地理實驗場所及配備齊全的規(guī)范化的實驗器材，教師和行政管理部門缺乏地理實驗的觀念，教學過程中沒有嚴謹?shù)膶嶒灲虒W方案。文中通過實證研究，指出中學地理實驗教學應以驗證性實驗為主，規(guī)范性的實驗器材及專用的實驗場所是開展地理實驗教學的必要條件；嚴謹?shù)膶嶒灧桨甘翘岣叩乩韺嶒灲虒W效度的根本保證。

地理；實驗教學；實驗場所；實驗器材；實驗方案

今天的地理學已經(jīng)是以實驗為主要手段，機理探討為主要目的，數(shù)學模型表達為主要特色的現(xiàn)代科學。就地理學整體發(fā)展而言，已經(jīng)從經(jīng)驗科學走向?qū)嶒灴茖W，從對宏觀格局的研究走向微觀過程和機理與宏觀格局相結(jié)合的研究，從要素和過程的分離研究走向綜合集成研究[1]。

實驗教學能培養(yǎng)學生敏銳的觀察能力、嚴謹?shù)目茖W思維能力、系統(tǒng)的綜合分析能力、高度準確的判斷能力和敢于創(chuàng)新的勇氣[2]。實驗教學還能培養(yǎng)學生將理論知識與實踐相結(jié)合,了解和掌握本課程的實驗方法和技能，培養(yǎng)學生的實踐能力和實驗能力[3-4]。實驗能力是一種綜合實驗能力，它包括兩個方面，即基本實驗能力和創(chuàng)造性能力。基本實驗能力表現(xiàn)在一般的實驗技能、操作技能等方面；創(chuàng)造性實驗能力則表現(xiàn)在實驗的總體設(shè)計、實驗方向的選擇、實驗方案的確定、綜合性分析、新知識的探求等方面[5]。

地理學科具有課程內(nèi)容多、知識范圍廣的教學特點，與其他學科相比，更需要強調(diào)其科學實驗和社會實踐的環(huán)節(jié)[6]。長期以來，受傳統(tǒng)教育觀念、師資水平、教育經(jīng)費不足等諸多因素的影響，地理實踐教學的主要模式是教師的“灌輸式”講解，學生被動地聽、記、看。這種模式缺乏學生的自我訓練，不利于學生形成科學的地理實踐觀念，也不利于地理科研能力的培養(yǎng)[7]。地理教學中有很多知識因遠離學生生活實際，教師講述得再到位，學習效果也不甚理想，這些知識常成為教學中的難點，尤其是自然地理學中的許多地理過程及地理現(xiàn)象。自然地理學是一門實踐性很強的課程，該課程的教學內(nèi)容和教學方法強調(diào)加強學生的實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，以適應當今基礎(chǔ)教育和社會發(fā)展的需要[8]。

初中、高中地理課程標準均指出地理課程是一門兼有自然學科和社會學科性質(zhì)的課程，具有區(qū)域性、綜合性、思想性、生活性及實踐性。地理課程標準同時倡導學生自主學習、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，有條件的學?？梢耘渲玫乩韺Ｓ媒淌?。新課標在課程目標的“知識與技能”方面要求“學會獨立或合作進行地理觀測、地理實驗、地理調(diào)查”。新課標的內(nèi)容標準則在多處提出地理實驗的建議[9-10]。

1 中學開展實驗教學中存在的問題

1.1 沒有專門的地理實驗室及規(guī)范化的實驗器材

筆者2012年4～6月份曾組織學生對海南省20所中學進行詳細調(diào)查，其中省市級學校8所、縣級學校8所、鄉(xiāng)鎮(zhèn)學校4所，被調(diào)查的學生有2 000名、教師有100名。調(diào)查結(jié)果顯示， 20所學校均沒有專用的地理實驗室和配備齊全的規(guī)范的地理實驗器材。只有10所學校購買部分教學模型，而且這些模型都只有少數(shù)的2～3套。教師在上課時，即便是使用也僅僅是在講臺上演示，而現(xiàn)在每所學校每個班平均學生人數(shù)均在50名左右。教師在演示的過程中有相當一部分學生看不清楚或不理解教師所演示的內(nèi)容，更不用說讓學生思考所演示的地理過程或地理事件的意義或作用了。僅有4所學校的學生認為教師偶爾會在教學的過程中帶領(lǐng)學生動手制作地理教學模型或讓學生動手用地理模型或?qū)嶒炂鞑奶剿鞯乩磉^程或地理事件。

1.2 自制的實驗器材或模型不科學甚至出現(xiàn)知識性錯誤

由于缺乏規(guī)范的地理實驗材料，教師在開展地理實驗時只能使用自制的實驗器材。一些教師憑想象或能找到的材料來進行演示，出現(xiàn)偷梁換柱、斷章取義、類比不當之嫌，最終導致實驗過程無法揭示地理事物的真實過程。如有些教師錯誤地利用紅、藍兩種液體來演示冷暖氣流形成的鋒面；一些教師讓學生使用橡皮泥制作地形模型，再引導學生繪制等高線時，由于忽略了模型固定點，導致學生繪制的等高線無法真實地反映地形模型的形狀特點；還有一些老師簡單地將粉筆丟在水杯里，表示這就是水污染。

1.3 沒有嚴謹?shù)膶嶒灧桨?/p>

不少教師在開展實驗教學時，也按常規(guī)的地理課堂教學來編寫實驗教學設(shè)計，導致教學設(shè)計中缺失實驗教學必須考慮的實驗步驟及實驗要求。為了將抽象的知識形象化，教師大多運用手中的教學模型將地理過程演示給學生看，根本沒有讓學生參與動手操作，學生也談不上通過觀察發(fā)現(xiàn)問題和規(guī)律。一些教師即便讓學生參與模擬操作，但由于缺失科學嚴謹?shù)膶嶒灧桨?，學生也只是以單純的機械操作為主，很少甚至不考慮實驗中可能會出現(xiàn)什么問題，以及如何去解決這些問題，導致實驗教學效果不理想。

1.4 缺少實驗教學的觀念

由此可見，地理實驗教學的現(xiàn)狀令人擔憂，開展規(guī)范化的地理實驗教學已迫在眉睫。

2 地理實驗教學內(nèi)容及方式

地理實驗是指對地理事物和現(xiàn)象進行的模擬實驗，是一種既能夠驗證、鞏固課本理論知識，又能夠幫助學生探索發(fā)現(xiàn)新知識的學科探究方式。地理實驗教學是指在地理教學中運用科學實驗的手段來探尋地理科學規(guī)律、原理的一種教學方法。

2.1 實驗教學內(nèi)容的選擇

一般來說實驗教學可分為驗證性實驗、設(shè)計性實驗和綜合性實驗，至于采用哪一種實驗，需考慮學生年齡及地理課程標準中規(guī)定的教學內(nèi)容，筆者認為中學階段應以驗證性實驗為主，詳細見表1和表2。

表1 2011年修訂的義務(wù)教育階段地理課程標準涉及地理實驗的內(nèi)容

表2 普通高中地理課程標準(實驗稿)涉及地理實驗的內(nèi)容

2.2 地理實驗教學需要具備的條件

2.2.1 規(guī)范性的實驗器材及專用的實驗場所是開展地理實驗教學的必要條件

只有規(guī)范性的實驗器材及專用地理實驗場所才能保證實驗教學質(zhì)量和實驗教學工作的順利開展[11]。為了探討中學地理實驗教學的課堂效果，筆者2012年4月曾在海南師范大學附屬中學開展過系列的實證研究。研究結(jié)果如下：

1)以小組為單位是開展實驗教學的最佳途徑。實驗教學最主要的目的是培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力、動手操作能力、觀察能力、分析能力，因此開展地理實驗教學時，應根據(jù)實驗內(nèi)容的要求，對學生進行合理地分組，一般以3～5名為宜，分組后要讓每個組的學生明確實驗的內(nèi)容和要求。

2)實驗需要在地理專用課室內(nèi)開展。目前中學的實際情況是班級過大，尤其是重點學校。如果實驗教學也在普通課室內(nèi)開展，教師必然要利用課間僅有的10 min將原來成排的桌椅調(diào)成適合小組合作式學習的圍桌式，同時分發(fā)實驗器材。實踐證明，這樣做的時間非常倉促甚至來不及。筆者在海南師范大學附屬中學組織課堂教學前，帶了5名學生幫忙協(xié)調(diào)才勉強在10 min內(nèi)完成桌椅的調(diào)整和器材的分發(fā)。由此可見，地理實驗課必須在專用課室內(nèi)進行，這樣才能讓教師有充分的時間做好實驗教學前的工作準備。

3)實驗使用的模型或器材必須是規(guī)格化的定制品。為了完成 “地形圖判讀”的教學實證研究，筆者課前帶領(lǐng)10名本科生按一定的規(guī)格，用了一整天時間制作了20套地形模型，使用材料是橡皮泥和PK板，見圖1。由于成品模型的牢固性和回歸性欠佳，筆者在課堂教學后，收集這些地形模型時，發(fā)現(xiàn)部分模型已變形或缺少了零部件。由此可見教師自行制作的實驗教學模型或器材不但耗時耗力，而且在使用后不利于收集。如果廠家按一定的規(guī)格生產(chǎn)，并配有組裝盒子，實驗器材就能多次重復使用，進而調(diào)動教師開展實驗教學的積極性。

圖1 等高線模型圖

2.2.2 嚴謹?shù)膶嶒灧桨甘翘岣叩乩韺嶒灲虒W效度的根本保證

開展地理實驗教學的目的是為讓學生更好地參與課堂知識的構(gòu)建，進而提高課堂教學質(zhì)量。因此，地理實驗教學方案不僅應該包含常規(guī)教學設(shè)計中的課標及教學背景、教學知識的內(nèi)在聯(lián)系、學情分析、教學目標、教學重難點、教學方法、教學時數(shù)安排、教學輔助器材和教學過程，而且還應該包含實驗器材說明、實驗操作步驟和實驗過程中應思考的問題。

例如，中學 “地形圖判讀” 實驗方案中的實驗器材、實驗操作步驟和實驗過程應思考的問題可以擬定以下內(nèi)容。

1)實驗器材：(1)模型的比例是1∶10 000；橡膠泥模型每一層厚度是2 cm ，即等高距是200 m；PK模型每一層厚度是0.5 cm,即等高距是50 m。(2)PK板模型左邊山地共五層，右邊山地共六層；而橡皮泥模型左邊山地共四層，右邊山地共五層。從底部往上，依次命名為第一層、第二層、第三層、第四層、第五層、第六層。(3)每個模型的山頂各有一根固定棒。

2)實驗操作步驟：第一步，用筆沿著模型底部輪廓畫一曲線。第二步，將模型全部取出。第三步，將第二層模型套回固定棒并往下滑至底部，然后用筆沿著模型底部輪廓畫一曲線。第四步，取出第二層模型。第五步，將第三層模型套回鐵棒并往下滑至底部，然后用筆沿著模型底部輪廓畫一曲線。第六步，重復第四步和第五步，逐一將左邊山地的第三層至第五層底部輪廓線畫在紙上，同時將右邊山地第六層底部輪廓線畫在相應的線上。第七步，在所畫的等高線上標海拔高度：(1)PK板繪制的等高線圖，最外一條等高線的海拔若是150 m，因等高距是50 m，則從外往內(nèi)逐一高度是150m、200m、250m、300m、350m,或邊山頂附后近的等高線是400m；(2)橡膠泥繪制的等高線圖，最外一條等高線的海拔如果說是200 m，因等高距是200 m，從外往內(nèi)逐一高度是200m、400m、600m、800m、1 000m，或邊山頂附后近的等高線是1 200m。第八步，將模型按大至小全部套回固定棒上，恢復模型原狀。

3)實驗過程需要思考的問題：(1)觀察所繪制等高線等高值的分布規(guī)律(規(guī)律從外圈往內(nèi)，數(shù)值大小的變化規(guī)律)；(2)觀察模型山脊、山谷與所繪制等高線彎曲形狀有何不同(注意等高線凸向數(shù)值的分布規(guī)律)；(3)觀察模型鞍部地區(qū)對應等高線圖中曲線的分布規(guī)律；(4)觀察模型左邊山脊與右邊山脊的陡緩程度，并對照等高線圖中相應地區(qū)等高線的疏密程度。

2.2.3 統(tǒng)一的地理實驗教材有利于實驗教學的推廣

實驗教學內(nèi)容是一項系統(tǒng)工程，必須有適合本專業(yè)的實驗教材，才有利于學生動手能力的訓練和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[13-14]?？紤]各中學師資力量的不均一性，各省級教育主管部門可以組織當?shù)馗邘熢盒５乩韺I(yè)的教授充分利用課題研究的成果來編寫實驗教學大綱及教材，并將此大綱及教材作為地方課程資源隨課本統(tǒng)一配發(fā)，以促進地理實驗教學的進一步推廣。

3 結(jié)束語

實驗教學強調(diào)演示與參與能夠有力地改變被動接受式的學習方式，讓學生在實驗設(shè)計、實驗操作、實驗觀察記錄和實驗分析研究的過程中主動獲取知識、得出結(jié)論。開展地理實驗教學能最大限度地調(diào)動學生學習的積極性，吸引學生參與課堂知識的構(gòu)建，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。但地理實驗教學的推進和創(chuàng)新是一個循序漸進的過程，既需要地理教師們的不斷探索和論證，把新理念、新技術(shù)和新知識融入其中，更需要教育主管部門及教具研發(fā)部門的積極配合和大力支持。只有研發(fā)出具有科學性和規(guī)范性的便于師生開展地理實驗教學，且能重復使用的地理實驗器材，學校層面對地理實驗教學引起足夠重視，開辟地理專用實驗室，地理實驗教學才能順利開展，提高地理課堂教學的有效性才能落到實處。

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Discussion on the Contents and the Conditions of Experiment Teaching in Geography

TANG Shaoxia1, ZHAO Zhizhong1, YANG Xunjie2

(1. School of Geography and Tourism, Hainan Normal University, Haikou 571158, China;2. Changjun Yuhua Foreign Language School，Changsha 410001, China)

The experiment teaching of geography can motivate students’ activity, appeal students to take part in designing the structure of the knowledge points and cultivate their ability to create. However, there are not specific and professional laboratories and equipment for the experiment teaching of geography. The teachers and executives lack of the ideas of geography experiment. Besides, there are not strict experiment plans and standard procedures during the teaching process. This paper points out that the geography experiment teaching should focus on testifying experiment. The standard equipment and specific laboratory are the foundations. The meticulous experiment programs and procedures are the guarantee of teaching achievement.

geography; experimental teaching; laboratory; experiment equipment; experiment programs

2014-02-23；修改日期: 2014-05-25

海南省教育科學規(guī)劃項目：地理實驗教學的有效性研究(QJY125018)資助；海南師范大學2012年教改項目中學地理實驗教學的有效性研究資助。

唐少霞(1964-)，女，本科，教授，主要從事資源開發(fā)與地理教學研究。

G462.0；G424

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2014.06.040