加強(qiáng)中學(xué)地理科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的若干建議

上海市閔行教育局（201100） 何美龍

實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究最基本也是最為重要的方法，是科學(xué)課程教學(xué)的基本方法，也是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要過程途徑。但在現(xiàn)階段我國中學(xué)地理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)還停留于初步探索和少量實(shí)踐階段。積極開展地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是改進(jìn)中學(xué)地理教學(xué)重點(diǎn)方向。

一、我國中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

長(zhǎng)期以來，我國把中學(xué)地理學(xué)科劃歸到高考的文科類科目中。無論從科目設(shè)置還是從教學(xué)、考試命題實(shí)際狀況看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)均沒有得到足夠的重視。

1.可供實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程資源非常稀少

現(xiàn)行國家地理課程標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)版本的高中地理教材，普遍缺乏科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維和方法培育的整體建構(gòu)。即便有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)要求，大多數(shù)還是以簡(jiǎn)單的問題形式提出，操作性不強(qiáng)。以實(shí)驗(yàn)設(shè)置相對(duì)豐富的上海高中地理教材（中華地圖學(xué)社出版）為例，地理的實(shí)驗(yàn)僅有10項(xiàng)，集中分布于地球運(yùn)動(dòng)、巖石與地貌和大氣圈三個(gè)篇章，編在課后的“思考與實(shí)踐”與“綜合實(shí)踐活動(dòng)”中。這種編排本身就是因?yàn)檫@些實(shí)驗(yàn)不是發(fā)現(xiàn)性的，沒有把實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為地理教學(xué)的基本過程、方法和內(nèi)容本身，所以地理實(shí)驗(yàn)實(shí)證研究、假設(shè)推斷等科學(xué)方法教育的功能得不到充分發(fā)揮?！镀胀ǜ咧姓n程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 地理》（人教社）是使用省市最多的教材版本，“問題研究”被認(rèn)為是該教材編寫落實(shí)科學(xué)教育的“亮點(diǎn)”：共設(shè)計(jì)了16個(gè)大型的“問題研究”——暢想型的“月球基地是什么樣子？”反思、分析和論證型的“為什么市區(qū)氣溫比郊區(qū)高？是否可以用南極冰山解決沙特阿拉伯的缺水問題？”等。希望學(xué)生在一定情境下，以學(xué)習(xí)內(nèi)容為素材，問題為載體，研究為導(dǎo)向，在教師指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)“創(chuàng)造性學(xué)習(xí)活動(dòng)”。顯然，“問題研究”設(shè)計(jì)與地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、地理科學(xué)教育的內(nèi)涵之間還是有較大的差異的。從整體上看，地理學(xué)科作為科學(xué)課程所應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的科學(xué)素養(yǎng)訓(xùn)練，很少在課堂教學(xué)中得到體現(xiàn)（大學(xué)地理師范課程設(shè)置和教學(xué)中，也同樣存在著這樣的問題）。

由于課程教材的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不夠豐富，課程標(biāo)準(zhǔn)沒有對(duì)地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的明確、規(guī)范要求等，實(shí)際上影響了相應(yīng)實(shí)驗(yàn)配套器材和實(shí)驗(yàn)設(shè)施等課程資源的開發(fā)，導(dǎo)致可以供給中學(xué)地理開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)資源非常缺乏。至今，我國多數(shù)地區(qū)教育主管部門制定的配套用地理課程教學(xué)器材和產(chǎn)品還比較傳統(tǒng)，例如地球儀、經(jīng)緯儀、巖石和礦物標(biāo)本等，能夠用來作為實(shí)驗(yàn)的資源非常有限，多數(shù)只是起展示作用或者可由教師利用演示教學(xué)，學(xué)生的參與性嚴(yán)重不足。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐探索非常有限

中學(xué)課時(shí)緊張、課外以及校外實(shí)驗(yàn)時(shí)空的稀缺；日常教學(xué)注重知識(shí)和原理學(xué)習(xí)，考試命題缺乏對(duì)地理實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)；缺乏教材的設(shè)計(jì)引領(lǐng)，沒有實(shí)驗(yàn)設(shè)施資源的支撐；教師重結(jié)果輕過程的教育觀念……種種原因，導(dǎo)致了我國中學(xué)地理教師開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索實(shí)踐非常有限，在2010年上海市教委教研室組織的地理課堂教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)征集中，全市共推薦了自然地理方面活動(dòng)設(shè)計(jì)45個(gè)，其中能稱為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的以學(xué)生實(shí)踐操作為主要特點(diǎn)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)（如地理圖表制作，地圖繪制、巖石鑒別、氣象觀測(cè)、天象觀測(cè)、軟件運(yùn)用）16個(gè)，約占全部設(shè)計(jì)的三分之一。其中有4個(gè)巖石鑒別類教學(xué)設(shè)計(jì)、4個(gè)地圖制作或等高線判讀類設(shè)計(jì)、3個(gè)氣象觀測(cè)設(shè)計(jì)，2個(gè)月相觀測(cè)設(shè)計(jì)和2個(gè)正午太陽高度觀測(cè)設(shè)計(jì)，1個(gè)現(xiàn)代信息技術(shù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的相似性、內(nèi)容重復(fù)性比重高，涉及章節(jié)知識(shí)有限，中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)至今沒有形成體系、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或內(nèi)容沒有形成系列。自然地理或者地球科學(xué)作為自然科學(xué)所特有的實(shí)證研究、實(shí)驗(yàn)假設(shè)等功能特點(diǎn)沒有得到應(yīng)有的發(fā)揮。當(dāng)發(fā)達(dá)國家中學(xué)科學(xué)課堂中貫穿著實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑和過程的時(shí)候，我們還只是偶爾有一些公開課采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)而眼睛一亮，這不得不說是一種教育的差距。

二、美國《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者》教材的實(shí)驗(yàn)編寫

《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者》（McGraw-Hill Education，浙江教育出版社2008）教材是美國中學(xué)科學(xué)主流教材之一，分為地球科學(xué)、生物、化學(xué)和物理四科?！犊茖W(xué)發(fā)現(xiàn)者——地球科學(xué)》的內(nèi)容與我國高中自然地理內(nèi)容相仿。豐富的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是該教材的重要特點(diǎn)之一。

教材共31章，根據(jù)不同的教育功能，各章均設(shè)置有“探索實(shí)驗(yàn)”“迷你實(shí)驗(yàn)”“地學(xué)實(shí)驗(yàn)”和“技能試驗(yàn)”四個(gè)實(shí)驗(yàn)大類，共124項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)的知識(shí)技能目標(biāo)上分析，既有單一性的，也有綜合性的；從教學(xué)思維上看，既有對(duì)新知識(shí)發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，也有對(duì)已有知識(shí)驗(yàn)證和訓(xùn)練性的實(shí)驗(yàn)。

探索實(shí)驗(yàn)，設(shè)置于每個(gè)章節(jié)的開始部分，一般由操作步驟和觀察思考等具有啟發(fā)性的問題兩部分組成，主要通過引發(fā)問題激發(fā)學(xué)生思考，提升學(xué)習(xí)興趣，并通過實(shí)驗(yàn)用來介紹這一章的內(nèi)容。其實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、便于操作；注重觀察，啟發(fā)引導(dǎo)；模擬過程，形象直觀。

迷你實(shí)驗(yàn)和技能實(shí)驗(yàn)散布于教學(xué)過程中。迷你實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖怯行山虒W(xué)過程中的知識(shí)，讓學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，理解知識(shí)；技能實(shí)驗(yàn)側(cè)重于地理技能，包括讀圖讀表技能、空間分析技能、數(shù)據(jù)處理與計(jì)算技能、圖標(biāo)繪制技能的培育與訓(xùn)練。簡(jiǎn)言之，迷你實(shí)驗(yàn)的目的是生成知識(shí)，而技能實(shí)驗(yàn)則側(cè)重于技能的習(xí)得。

地學(xué)實(shí)驗(yàn)，又分地學(xué)實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、地學(xué)制圖實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)四類。地學(xué)實(shí)驗(yàn)主要通過構(gòu)建真實(shí)或模擬的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或裝置探究自然地理事象，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)則是借助網(wǎng)絡(luò)搜集資料分析和了解自然地理事象，地學(xué)制圖實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)利用地理相關(guān)圖表或親自繪制圖表對(duì)自然事像的性質(zhì)、特點(diǎn)和發(fā)展進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)則是在現(xiàn)有知識(shí)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的過程。歸納起來，就是有針對(duì)性的培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的信息搜集和分析能力、地理圖標(biāo)的分析繪制和預(yù)測(cè)能力，以及創(chuàng)新能力。地學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合性較強(qiáng)、難度較大，往往是對(duì)整個(gè)章節(jié)已學(xué)知識(shí)和技能的綜合運(yùn)用，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用和知識(shí)遷移的能力。

從實(shí)驗(yàn)的不同維度，作者把該教材實(shí)驗(yàn)歸納為以下6類：

——實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所：室內(nèi)和野外實(shí)驗(yàn)兼具，其中室內(nèi)實(shí)驗(yàn)74個(gè)，占69.7%。

——實(shí)驗(yàn)主體：以學(xué)生為實(shí)驗(yàn)活動(dòng)主題，教師主體的演示性實(shí)驗(yàn)只有1個(gè)。

——實(shí)驗(yàn)形式：個(gè)人和團(tuán)隊(duì)兼顧；其中個(gè)人實(shí)驗(yàn)81個(gè)，占65.3%,團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)19個(gè)，15.3%，其他為選擇活動(dòng)形式。

——實(shí)驗(yàn)真實(shí)性：模擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)兼顧；其中模擬實(shí)驗(yàn)55個(gè)，占44.3%。

——實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：?jiǎn)我荒繕?biāo)實(shí)驗(yàn)為主，綜合性實(shí)驗(yàn)27個(gè)，占21.8%。

——實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)：習(xí)得實(shí)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)性兼顧，發(fā)現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)60個(gè)，占48.3%。

以教材第二單元“地球的構(gòu)成”第四章“礦物”為例：

● 探索實(shí)驗(yàn)——觀察礦物的形狀

1.在顯微鏡下觀察食鹽顆粒

2.集中觀察一種顆粒，數(shù)出顆粒的面數(shù)，

3.用顯微鏡或者放大鏡觀察石英樣品，數(shù)出石英樣品多面體的面數(shù)，畫出石英顆粒草圖

● 迷你實(shí)驗(yàn)：制作晶體模型

1.你是用什么幾何形狀來制作模型的？

2.所有的礦物樣品的晶體結(jié)構(gòu)是否都比較明顯？推斷其原因。

3.參照附錄來鑒別這些礦物。除晶體外型外，還有什么性質(zhì)可以來區(qū)分礦物？

● 數(shù)學(xué)計(jì)算

在3000種已知礦物中，其中的10種礦物組成了地殼中90%的巖石。這10種礦物占全部礦物數(shù)的百分比是多少？

● 技能實(shí)驗(yàn)：制作并使用表格

制作一個(gè)礦物鑒定表。礦物可以根據(jù)其物理和化學(xué)性質(zhì)加以鑒別。物理性質(zhì)包括顏色、條痕、硬度、比重和晶體結(jié)構(gòu)等。

礦物鑒別表：

● 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：制作礦物圖鑒

礦物顏色 條痕 硬度 比重 晶系

你是否曾經(jīng)用圖鑒來鑒別一只鳥，一朵花，一塊巖石或一只昆蟲？通常一種典型的礦物圖鑒包括礦物的大致背景信息，以及每種礦物的形成過程、性質(zhì)和用途等內(nèi)容。在本實(shí)驗(yàn)中，你將學(xué)習(xí)如何為礦物制作一個(gè)圖鑒。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：?jiǎn)栴}，實(shí)驗(yàn)器材，提出假設(shè)，目標(biāo)，安全警示。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)分析。

結(jié)論與應(yīng)用。

● 知識(shí)拓展：科學(xué)與數(shù)學(xué)—鉆石的價(jià)值

此外，該教材在實(shí)驗(yàn)方法的引導(dǎo)和思維訓(xùn)練方面，還專門開辟一章“科學(xué)的本質(zhì)”，意在培養(yǎng)學(xué)生的技能。這些技能主要包括：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、演繹、理解、推斷、預(yù)測(cè)、解釋、判斷錯(cuò)誤、完善表格、評(píng)價(jià)、組織、問題解決等11種。

浙江教育出版社于2002年引進(jìn)并出版的另外一套美國中學(xué)生研究型學(xué)習(xí)教材——《科學(xué)探索者》（Padilla.M.J，PEARSON Education），也同樣體現(xiàn)了類似的實(shí)驗(yàn)編寫和設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

與我國現(xiàn)階段中學(xué)教學(xué)和教材編寫比較，美國中學(xué)研究性學(xué)習(xí)教材和地球科學(xué)教材的編寫特別注重對(duì)學(xué)生科學(xué)研究一般方法和一般能力的培育、實(shí)驗(yàn)技能和思維等方面的訓(xùn)練。地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)量多，類型豐富，力圖通過學(xué)生的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)、通過實(shí)驗(yàn)來實(shí)施教學(xué)，倡導(dǎo)發(fā)現(xiàn)的科學(xué)教育思想。教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)清晰、多元；教學(xué)實(shí)驗(yàn)功能定位明確——注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力，信息搜集和分析能力，地理圖標(biāo)的分析、繪制和預(yù)測(cè)能力，以及科學(xué)創(chuàng)新能力。教材設(shè)計(jì)體現(xiàn)了課程育人，以學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展為核心的理念。教學(xué)有利培養(yǎng)學(xué)科的專業(yè)人才，更強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)具有現(xiàn)代地理科學(xué)素養(yǎng)的國民。因此，實(shí)驗(yàn)成為了學(xué)生地理學(xué)習(xí)的基本過程和主要途徑。

當(dāng)然，中美兩國的教學(xué)要求上也存在著很大的差異。如，美國的教師在實(shí)際教學(xué)過程中只需要根據(jù)需求選用教材的內(nèi)容，各章節(jié)中同類實(shí)驗(yàn)的可操作性、難度、需要花費(fèi)的時(shí)間、提供教學(xué)資源的可能性的差異也許在美國并不構(gòu)成問題。

三、關(guān)于中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)的目的、類型、內(nèi)容及結(jié)構(gòu)

美國中學(xué)地球科學(xué)教材的編寫體現(xiàn)了科學(xué)方法和科學(xué)技能教學(xué)的宗旨。盡管我國的教材編寫未必參照美國的編寫思想，也不是要求所有中學(xué)生都向科學(xué)研究者的成長(zhǎng)方向培養(yǎng)，但我國中學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)量不足，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不夠切合中學(xué)生實(shí)際，實(shí)驗(yàn)教學(xué)未能滿足中國未來科學(xué)工作者數(shù)量和質(zhì)量的需求，我們?cè)谥袑W(xué)生科技教育方面的落后或者薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)該成為我們的共識(shí)。

1.中學(xué)地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的

地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的不僅僅是驗(yàn)證前人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，更主要的是強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過程的體驗(yàn)，就是地球科學(xué)研究——實(shí)驗(yàn)的方法教學(xué)，是科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重的不完全是實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的科學(xué)性，更多的注重對(duì)科學(xué)過程和科學(xué)原理的理解，是科學(xué)思想和技能、方法的綜合習(xí)得。

2.中學(xué)地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型

借鑒美國中學(xué)科學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從實(shí)驗(yàn)分類角度，中學(xué)地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)類型大致可以從以下6個(gè)不同維度分類：

★美國中學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的主體類型

3.中學(xué)地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容

分析美國中學(xué)地球科學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，好像存在一些非地理學(xué)科的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：谷物的物質(zhì)組成，晶體的結(jié)構(gòu)等（在我國更多出現(xiàn)在化學(xué)和物理學(xué)科教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)）。實(shí)際上，類似“巖石和礦物的結(jié)構(gòu)”“地球表面的風(fēng)化”等，本屬于基礎(chǔ)的自然原理性質(zhì)的內(nèi)容，涉及物理、化學(xué)等多個(gè)學(xué)科。從地球科學(xué)綜合性的學(xué)科特點(diǎn)分析，中學(xué)地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系的建設(shè)，包含天文學(xué)、氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)和海洋學(xué)四個(gè)子系統(tǒng)的所涉及的核心問題和基礎(chǔ)知識(shí)，因此，內(nèi)容本身是綜合的，多學(xué)科領(lǐng)域的。所以地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容涵蓋生物、物理、化學(xué)等所有基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該中學(xué)科學(xué)各學(xué)科領(lǐng)域綜合兼顧。

4.中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)體系的結(jié)構(gòu)

美國中學(xué)科學(xué)教材統(tǒng)一章節(jié)內(nèi)的探索實(shí)驗(yàn)、迷你實(shí)驗(yàn)、技能實(shí)驗(yàn)和地圖實(shí)驗(yàn)的編排具有梯度性和系統(tǒng)性。探索實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生觀看、思考所探究的內(nèi)容；然后迷你實(shí)驗(yàn)了解探究的內(nèi)容；技能實(shí)驗(yàn)教會(huì)你如何分析探究的內(nèi)容；最后 地學(xué)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)銓?duì)所學(xué)內(nèi)容的綜合掌握和運(yùn)用。整個(gè)過程從易到難，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由感性到理性，遵從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，同時(shí)在過程中從觀察、思考、分析到綜合運(yùn)用，逐步提高著學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，把一個(gè)完整的章節(jié)性科學(xué)知識(shí)和技能教學(xué)，以實(shí)驗(yàn)方式分解成若干小實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)之間具有一定的層次性，對(duì)應(yīng)不同的知識(shí)和技能，相互支撐，形成一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)體。

四、改進(jìn)我國中學(xué)地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本途徑

改進(jìn)我國中學(xué)地理科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀首先要真正樹立起“實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)的基本方法”的理念，重視地理實(shí)驗(yàn)的育人價(jià)值開發(fā)，通過加強(qiáng)地理實(shí)驗(yàn)類教學(xué)資源的開發(fā)，建設(shè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)施，建設(shè)地球科學(xué)的實(shí)驗(yàn)系列，促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)知識(shí)、鍛煉能力，全面改進(jìn)和提升地理科學(xué)教學(xué)水平。

1.樹立“實(shí)驗(yàn)是地理科學(xué)教學(xué)基本方法”的理念

在我們目前的地理教學(xué)中，理論講授與實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往還是分開的，即便教材中有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，且多數(shù)的實(shí)驗(yàn)屬于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn), 學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前便已經(jīng)知道實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。樹立“實(shí)驗(yàn)是地理科學(xué)教學(xué)基本方法”的理念，就要注重實(shí)驗(yàn)與理論的有機(jī)結(jié)合, 實(shí)驗(yàn)既是學(xué)習(xí)的過程，也是學(xué)習(xí)的目的，實(shí)驗(yàn)是為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究的基本技能和對(duì)科學(xué)探究的本質(zhì)的理解，是科學(xué)教學(xué)的基本方法。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上，不僅有驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，更多的強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究技能和科學(xué)探究本質(zhì)的要素體現(xiàn)，努力設(shè)計(jì)開放、探究型實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)才能得出結(jié)論, 而且結(jié)論可能不唯一。中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該貫串課程教學(xué)的始終。

2.從地球科學(xué)研究基本方法的視角建設(shè)中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)體系

隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地球科學(xué)逐漸形成了日臻完善的由多學(xué)科組成的綜合性學(xué)科體系。長(zhǎng)期的科學(xué)研究形成了地球科學(xué)特有的八大研究方法，作為地球科學(xué)在中學(xué)階段主要的對(duì)應(yīng)學(xué)科，中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)可以從地球科學(xué)研究的基本方法層面進(jìn)行梳理、開發(fā)。在八大研究方法中，野外調(diào)查、歷史比較法、綜合分析等地球科學(xué)研究所特有的方法設(shè)計(jì)和實(shí)踐教學(xué)等，應(yīng)該有足夠的教學(xué)時(shí)間和空間安排；實(shí)驗(yàn)室觀察、分析等科學(xué)研究的基本技能和方法應(yīng)該成為地理實(shí)驗(yàn)建設(shè)的主體。電子計(jì)算機(jī)模擬既是地球科學(xué)研究的重要發(fā)展方向，也是中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要方向。中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)該兼顧一般科學(xué)課程教學(xué)的特點(diǎn)和地球科學(xué)自身研究的特點(diǎn)。

3.推進(jìn)實(shí)驗(yàn)過程規(guī)范化，實(shí)驗(yàn)方案微型化、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容生活化

借鑒美國中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在我國中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)的開發(fā)設(shè)計(jì)中，要注意去粗取精，關(guān)注學(xué)生對(duì)觀察、交流、預(yù)測(cè)、測(cè)量、解釋和使用數(shù)據(jù)、制作圖表、控制變量、歸納、推理、推導(dǎo)公式、構(gòu)建模型等實(shí)驗(yàn)技能的習(xí)得，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作和過程的規(guī)范，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)科學(xué)教學(xué)的功能。

倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方案微型化。實(shí)驗(yàn)方案簡(jiǎn)化、精練，以“微型實(shí)驗(yàn)”的形式出現(xiàn)，讓學(xué)生在家庭、課堂等日常生活和學(xué)習(xí)場(chǎng)所中能很容易開展實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容生活化。地理教材中提出了許多與生活密切聯(lián)系、學(xué)生感興趣的、有意義的問題，在這些問題的引導(dǎo)下，學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)證據(jù)的收集、整理過程，學(xué)習(xí)對(duì)科學(xué)證據(jù)的獲得、解釋和評(píng)價(jià)的方法，探討科學(xué)證據(jù)的兩面性，即對(duì)人們的生活、健康、環(huán)境等有利和不利的兩個(gè)方面。

4.切實(shí)加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

地理教師應(yīng)該結(jié)合新課程研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容要求等，利用教材已經(jīng)編寫或課程標(biāo)準(zhǔn)明確的地理實(shí)驗(yàn)，精心設(shè)計(jì)教學(xué)方案，努力讓每一個(gè)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，獲得基本的實(shí)驗(yàn)過程體驗(yàn)。如，針對(duì)上海市高中地理新課程標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)踐環(huán)節(jié)中的實(shí)驗(yàn)：一日氣象觀測(cè)、中午太陽高度觀測(cè)、河段的水質(zhì)污染監(jiān)測(cè)、城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、巖石和礦物鑒定等，切實(shí)加強(qiáng)中學(xué)地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

5.加強(qiáng)地理實(shí)驗(yàn)類教學(xué)資源的開發(fā)

發(fā)動(dòng)全體地理教師和地球科學(xué)工作者共同參與，為中學(xué)生開發(fā)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可操作的地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過評(píng)比、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)，建立全國性或區(qū)域性的地球科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)資源庫，為中學(xué)地球科學(xué)教學(xué)提供足夠的實(shí)驗(yàn)選擇。

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)行教材，開發(fā)中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)指南和實(shí)驗(yàn)配套器材，《指南》詳細(xì)介紹各教學(xué)內(nèi)容可以開展的地理實(shí)驗(yàn)，列出實(shí)驗(yàn)的目的、方法、器材、實(shí)施條件、實(shí)施步驟，可以利用的其他教學(xué)資源和圖表等。

加強(qiáng)地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)施資源建設(shè)，建立類似物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室一樣的“標(biāo)準(zhǔn)配備”，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供資源的保障和支撐。

[1]美國國家研究理事會(huì).國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)[S].戢守志，金慶和,等,譯.北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1999.