《義務教育地理課程標準(2022年版)》的課程目標之一是學生能夠初步掌握地理實驗、社會調查、野外考察等基本方法。地理課堂是地理實踐的主陣地,在課堂教學中如何體現(xiàn)地理課程的實踐性,培養(yǎng)學生的地理實踐力和發(fā)揮地理實踐的育人價值呢?加強地理實驗教學是行之有效的途徑之一。教師可以根據(jù)初中學生的年齡特點和認知規(guī)律,充分挖掘地理教材中實踐性強的學習內容,設計簡單的實驗方案,讓學生通過實驗操作和實際觀察,體驗地理知識的生成過程,深化對地理知識的理解,培養(yǎng)地理實踐力。
凌汛模擬實驗選自中圖版七年級地理教材第三章第四節(jié)。凌汛是黃河的主要憂患之一,凌汛的形成是難點,對于七年級學生而言,大多感到比較抽象、難懂。筆者過去主要利用凌汛圖片和視頻進行授課,教學效果一直不理想。針對這一實際問題,通過精心創(chuàng)設“凌汛模擬實驗”進行地理實驗教學,深受學生歡迎,教學效果比較顯著?,F(xiàn)將該模擬實驗設計的原理、目標、器材、步驟、分析、結論和應用做一簡單介紹。
一、實驗原理與實驗目標
1.實驗原理。
凌汛每年發(fā)生兩次,分別在初冬封河期和初春開河期。黃河的凌汛主要分布在蘭州到內蒙古河口鎮(zhèn)、鄭州花園口到入??趦蓚€河段,流向都是從較低緯度流向較高緯度。由于初冬封河期,較高緯度河流結冰早于較低緯度,初春開河期較高緯度河流解凍晚于較低緯度,均會造成較低緯度河流來水受阻,引發(fā)河水上漲形成凌汛。凌汛是一種極其危險的自然災害,易造成河水泛濫,給河流兩岸人民帶來巨大危害。
2.實驗目標。
知道凌汛發(fā)生的時間、河段和危害;學會分析凌汛形成的主要原因。
二、實驗器材
一個長30 ㎝、寬20 ㎝、高8 ㎝的泡沫箱,500克棕色黏土,一塊泡沫板,一瓶藍墨水,一個容量1 000 ml的塑料瓶,一張白紙,紅藍水彩筆各一支,膠帶,小刀,塑料盆等。
三、實驗步驟
1.用小刀將白紙裁成兩小塊,用藍色水彩筆在紙上分別寫上較低緯度和較高緯度,將之貼在泡沫箱一寬面外側,并用紅色水彩筆在二者之間畫一箭頭表示河流流向,箭頭由較低緯度指向較高緯度。
2.將黏土放入泡沫箱做成河床及兩岸地面,要求兩岸地勢較平緩,河床坡度由較低緯度向較高緯度逐漸降低,在較高緯度設計一處較為狹窄或彎曲的河段。
3.用小刀在泡沫箱標有較高緯度旁一窄面切開一個長6 ㎝、寬5 ㎝的出水口。
4.將泡沫箱放在講桌上,出水口一側伸出桌面5 ㎝,其下端放置一塑料盆。
5.給塑料瓶裝滿水并滴入墨水搖勻,以此模擬河水。
6.將泡沫板掰成大小不等的若干小塊放入較高緯度河段,模擬該河段形成的冰面,接著把塑料瓶中的水由較低緯度一端慢慢倒入河流,觀察實驗(如圖1和圖2),該實驗用以模擬初冬封河期的凌汛現(xiàn)象。
Qib82adcfuRoQ6GnkSsk7g==7.上一實驗做完后先將黏土上的泡沫碎屑和水清理干凈,再將剩余的泡沫板掰成較多小塊放入較高緯度河段,表示該河段尚未完全解凍的冰面,少量小塊放入較低緯度,表示該河段解凍后河水挾帶的一些浮冰,最后把塑料瓶中的水由較低緯度一端慢慢倒入河流,觀察實驗(如圖3和圖4),該實驗用于模擬初春開河期的凌汛現(xiàn)象。
四、實驗分析
1.初冬封河期,較低緯度與較高緯度哪一河段先結冰?河流流向是什么?凌汛會造成什么危害?
2.初春開河期,較低緯度與較高緯度哪一河段后解凍?河流流向是什么?凌汛會造成什么危害?
3.由以上實驗分析凌汛形成的原因有哪些。
五、結論與應用
1.結論。
初冬封河期,由于較高緯度河流先結冰,當河水由較低緯度流向較高緯度時,冰面在上游來水的沖擊作用下很快在河流狹窄或彎曲處形成冰壩,阻塞河道,導致河流水位急劇上升,從而形成凌汛;初春開河期,由于較高緯度河流后解凍,當較低緯度的河水挾帶一些浮冰順流而下時,在較高緯度遇到尚未完全解凍的冰面,就造成河面浮冰層層堆疊形成冰壩阻塞河道,最終導致河水泛濫形成凌汛。凌汛的形成原因主要有兩個,一是河流冬季有結冰現(xiàn)象;二是河流由較低緯度流向較高緯度。
2.應用。
我國著名地質學家李四光說過:“視察、實驗、分析是科學工作經常使用的方法?!卑褜嶒炓氲乩碚n堂,讓學生做到眼到、手到、腦到,多感官聯(lián)動,深度參與地理學習,經歷有意義的學習過程,獲得并積累學習經驗,從中深刻理解地理知識的生成過程。地理實驗教學不僅能有效突破教學重難點,而且能優(yōu)化學生的學習方式,培養(yǎng)學生的地理實踐力、科學素養(yǎng)和協(xié)作能力,也為學生的終身學習和發(fā)展打下堅實的基礎。凌汛模擬實驗的設計與應用不僅激發(fā)了學生的學習興趣和求知欲,還化抽象為具體,化復雜為簡單,彌補學生思維能力的欠缺,幫助學生構建“最近發(fā)展區(qū)”,為學生搭起連通知識的橋梁,使之更輕松地掌握“凌汛的形成”這一難點知識,達到事半功倍的效果。該實驗主要利用我們身邊隨手可得的泡沫箱、塑料瓶等廢舊物品,器材大多可以重復使用,經濟環(huán)保;實驗方案設計簡單可行,易于操作。