呂璐

“熱力環(huán)流”是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書地理必修1中的內(nèi)容。這節(jié)課的內(nèi)容要求為：運(yùn)用示意圖等，說明熱力環(huán)流的原理，并解釋相關(guān)現(xiàn)象。示意圖是靜態(tài)的，如何讓課堂講授變得生動(dòng)起來呢？熱力環(huán)流現(xiàn)象雖來源于生活，但是空氣的流動(dòng)是看不見也摸不著的。如何讓學(xué)生直觀地體驗(yàn)熱力環(huán)流現(xiàn)象呢？筆者認(rèn)為，利用實(shí)驗(yàn)，不僅可以讓學(xué)生在真實(shí)的情境中觀察和感悟地理現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)課程的內(nèi)容要求，還可以讓學(xué)生在地理實(shí)踐活動(dòng)中掌握自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐力素養(yǎng)。

一、利用課中實(shí)驗(yàn)，觀察和感悟熱力環(huán)流現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)課程要求

實(shí)驗(yàn)是地理課程重要的學(xué)習(xí)方法，它能幫助我們更好地掌握熱力環(huán)流原理。

關(guān)于熱力環(huán)流，教材中的實(shí)驗(yàn)是先將一盆熱水和一盆冰塊分別放置在玻璃缸的兩端，再用平整的膠合板或塑料薄膜將玻璃缸上部開口處蓋嚴(yán)，然后在膠合板或塑料薄膜的一側(cè)（裝冰塊的盆上方）開一個(gè)小洞，最后，將一束香點(diǎn)燃，放進(jìn)小洞內(nèi)。請(qǐng)同學(xué)們自己觀察煙霧在玻璃缸內(nèi)是如何飄動(dòng)的，并繪制出實(shí)驗(yàn)示意圖。

學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)所得：煙霧首先下沉，然后由冰塊所在一側(cè)向熱水一側(cè)飄動(dòng)，并在熱水上方繼續(xù)向上流動(dòng)，最后，在玻璃缸頂部由熱水所在一側(cè)向冰塊所在的一側(cè)流動(dòng)，從而在玻璃缸中形成順時(shí)針流動(dòng)。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)極大的好處，就是煙霧是可以被看見的，而不像現(xiàn)實(shí)生活中的一些熱力環(huán)流現(xiàn)象，如海陸風(fēng)、城市與郊區(qū)之間的熱力環(huán)流，還有山谷風(fēng)，都是看不見的。所以，這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅活躍了課堂氣氛，還讓原本靜止的示意圖動(dòng)了起來。學(xué)生通過直接觀察和體驗(yàn)，理解了氣溫與垂直氣流運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，也真正理解了空氣受熱膨脹上升、冷卻收縮下沉的道理，從而掌握了熱力環(huán)流原理。

二、利用課后實(shí)驗(yàn)，探索熱力環(huán)流在生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)地理實(shí)踐力素養(yǎng)

普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)指出，地理課程的基本理念之一是創(chuàng)新培養(yǎng)地理學(xué)科核心素養(yǎng)的方式。該理念認(rèn)為，根據(jù)學(xué)生地理學(xué)科核心素養(yǎng)形成過程的特點(diǎn)，科學(xué)設(shè)計(jì)地理教學(xué)過程，引導(dǎo)學(xué)生通過自主、合作、探究等學(xué)習(xí)方式，在自然、社會(huì)等真實(shí)情境中開展豐富多樣的地理實(shí)踐活動(dòng)。

在講授完熱力環(huán)流原理后，筆者給學(xué)生介紹了一個(gè)生活小竅門，并提出疑問。切洋蔥的時(shí)候，洋蔥中的“大蒜素”會(huì)散發(fā)出來，刺激人的眼睛，產(chǎn)生流淚現(xiàn)象。有人說，在案板旁邊點(diǎn)燃幾根蠟燭，再切洋蔥就不會(huì)流淚了。那么，“點(diǎn)蠟燭切洋蔥不易流淚”這樣的生活小竅門是真的嗎？

于是，筆者安排學(xué)生在課后分小組進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)——切洋蔥不點(diǎn)蠟燭VS切洋蔥點(diǎn)蠟燭的不同感受，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行記錄，觀察現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最后畫出實(shí)驗(yàn)原理示意圖。

以下為一組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。

洋蔥2個(gè)，蠟燭1支，菜刀1把，砧板1塊，火柴1盒。

2.實(shí)驗(yàn)步驟。

（1）直接切洋蔥。把洋蔥放在砧板上，切片。觀察（感受）口鼻和眼睛狀況。

（2）完成后，洗臉，洗凈菜刀和砧板，休息半小時(shí)。

（3）點(diǎn)蠟燭切洋蔥。點(diǎn)燃蠟燭放到砧板前方，把洋蔥切片。觀察（感受）口鼻和眼睛狀況。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（1）直接切洋蔥。鼻子聞到刺激性氣味，眼睛受到刺激，流眼淚。

（2）點(diǎn)蠟燭切洋蔥。鼻子也能聞到刺激性氣味，但不強(qiáng)烈，眼睛有微微的刺激感覺，但不至于流眼淚。

4.實(shí)驗(yàn)分析。

（1）直接切洋蔥。洋蔥細(xì)胞被切破，刺激性液體揮發(fā)。這樣，鼻子就能聞到，眼睛會(huì)被刺激流淚。

（2）點(diǎn)蠟燭切洋蔥。洋蔥細(xì)胞被切破，刺激性液體揮發(fā)，但蠟燭點(diǎn)燃后上方空氣變熱變輕，空氣會(huì)往上方移動(dòng)，洋蔥所在一側(cè)溫度較低，刺激性氣體不會(huì)向上揮發(fā)，所以人體感覺不是很強(qiáng)烈。

通過此次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生更深刻地理解了熱力環(huán)流原理，成功地尋找到生活小竅門所蘊(yùn)含的地理知識(shí)，解釋了生活中的地理現(xiàn)象。同時(shí)，也讓學(xué)生感受到地理知識(shí)是來源于生活，且運(yùn)用于生活的。

兩個(gè)實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)地理的動(dòng)力，在實(shí)驗(yàn)的過程中也鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力以及繪制實(shí)驗(yàn)原理示意圖的能力。

注：本文系南京市“十三五”規(guī)劃課題《開發(fā)本土學(xué)習(xí)資源聚焦高中地理實(shí)踐力的校本研究》（課題編號(hào)L/2016/293）的研究成果。