探究性地理實(shí)驗(yàn)中學(xué)生發(fā)展性思維的培養(yǎng)

陳祝清

摘 要： 在學(xué)生關(guān)注、觀察、設(shè)計(jì)、體驗(yàn)、修正、再探究各類地理實(shí)驗(yàn)中，養(yǎng)成地理素養(yǎng)，拓展、深化對(duì)知識(shí)的理解。在同伴互助合作下取長(zhǎng)補(bǔ)短，預(yù)判實(shí)驗(yàn)發(fā)展過(guò)程并通過(guò)探究得出結(jié)論，初步實(shí)踐可持續(xù)發(fā)展觀。

關(guān)鍵詞： 發(fā)展性思維 探究性地理實(shí)驗(yàn) 培養(yǎng)策略

地理是跨“科學(xué)”學(xué)習(xí)領(lǐng)域的學(xué)科之一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其主要組成部分。地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為主要形式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段高度濃縮地展示人們認(rèn)知和發(fā)現(xiàn)地理事象的規(guī)律或原理的過(guò)程。地理教學(xué)中充分運(yùn)用各類地理實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)每個(gè)實(shí)驗(yàn)程序探究，將極大地促進(jìn)學(xué)生發(fā)展性思維形成。即在學(xué)生關(guān)注、觀察、設(shè)計(jì)、體驗(yàn)、修正、再探究地理實(shí)驗(yàn)中，養(yǎng)成地理素養(yǎng)，拓展、深化對(duì)知識(shí)的理解；在同伴互助合作下取長(zhǎng)補(bǔ)短，預(yù)判實(shí)驗(yàn)發(fā)展過(guò)程并通過(guò)探究得出結(jié)論；初步實(shí)踐可持續(xù)發(fā)展觀。筆者以“水土流失與地表狀況的關(guān)系”地理實(shí)驗(yàn)為例說(shuō)開(kāi)。

一、充分運(yùn)用各類地理實(shí)驗(yàn)，初步培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展性思維

地理實(shí)驗(yàn)分為教師演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)踐實(shí)驗(yàn)四類，教師若運(yùn)用自如則成效顯著。

1.教師開(kāi)展演示實(shí)驗(yàn)或計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，激發(fā)地理科學(xué)興趣，認(rèn)知地理科學(xué)知識(shí)。教師播放土豆視頻“保持水土與水土流失演示器”或“黃土高原水土流失”。通過(guò)觀看視頻，學(xué)生認(rèn)知以下地理科學(xué)知識(shí)：由于毀林開(kāi)荒、開(kāi)礦等人類活動(dòng)會(huì)破壞植被，黃土高原地表植被稀疏，植被覆蓋率低，因此導(dǎo)致水土流失加劇。而保護(hù)植被、植樹(shù)種草會(huì)增加地表植被的覆蓋率，防止水土流失。同時(shí)，通過(guò)觀察地理教師的演示實(shí)驗(yàn)或計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)獲得對(duì)地理實(shí)驗(yàn)的感知認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析事物、研究自然現(xiàn)象的習(xí)慣。但很多多媒體地理實(shí)驗(yàn)課只做部分實(shí)驗(yàn)，剩下的全部用文字解答，或只有解釋，所以要避免教師完全用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)模擬實(shí)驗(yàn)代替學(xué)生的操作實(shí)驗(yàn)而不留遺憾。

2.開(kāi)展學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生地理觀察能力、實(shí)際操作能力、創(chuàng)新能力、地理邏輯思維能力、繪制圖表能力和地理過(guò)程中的簡(jiǎn)單預(yù)測(cè)與合理想象能力。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師將部分實(shí)驗(yàn)主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，提供所需的實(shí)驗(yàn)器材，從旁指導(dǎo)。同時(shí)教師要積極為學(xué)生創(chuàng)造“創(chuàng)新發(fā)展”的環(huán)境，創(chuàng)設(shè)學(xué)生參與討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情境，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，依據(jù)學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)水平，大膽設(shè)計(jì)一些過(guò)程簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，教師則在一邊關(guān)注指導(dǎo)學(xué)生，然后耐心地靜聽(tīng)花開(kāi)。筆者讓學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)：證明水土流失與地表狀況的關(guān)系即植被保持水土的作用。

原理：地表植被覆蓋率與水土流失程度呈負(fù)相關(guān)。

實(shí)驗(yàn)器材：長(zhǎng)條鋁合金板（2塊寬20cm、長(zhǎng)0.5m）、灑水壺1個(gè)、淺、深底塑料盆（各1個(gè)）（以上教師提供）、泥土適量、草皮、清水（以上學(xué)生提供）。

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）第一組：在一塊長(zhǎng)條鋁合金板上均勻鋪設(shè)上10厘米厚的泥土，把它斜放在淺底塑料盆上（形成一個(gè)相對(duì)較小的坡度）。

（2）第二組：在另一塊長(zhǎng)條鋁合金板上均勻鋪設(shè)10厘米厚的泥土（同上）后，在泥土表面鋪上一層草皮，把它斜放在淺底塑料盆上（形成一個(gè)與第一組實(shí)驗(yàn)相同的坡度）。

（3）用1升的灑水壺均勻?yàn)⑺谀嗤帘砻?，觀察塑料盆中水的渾濁程度和沙的多少。

（4）用1升的灑水壺均勻?yàn)⑺谟胁萜や佋O(shè)的表面，觀察塑料盆中水的渾濁程度和沙的多少。（以上步驟四由教師引導(dǎo)對(duì)比并啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)問(wèn)題）

觀察結(jié)果：第一組塑料盆中水更渾，沙多些，第二組塑料盆中水更清，沙少些，但不是很明顯。

經(jīng)過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，學(xué)生明確地理實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便安全、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，適合探究。

3.鼓勵(lì)進(jìn)行課外實(shí)踐實(shí)驗(yàn)，有效培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，初步實(shí)踐可持續(xù)發(fā)展觀。

上述實(shí)驗(yàn)后不久，一位同學(xué)帶著疑惑找到老師，描述以下一幕真實(shí)的“實(shí)驗(yàn)”：

有次放學(xué)回家正巧碰上路邊一處水管較大滲漏，旁邊是一處路坡草地，水流急，直接順坡流下，瞬間一個(gè)淺淺的小溝出現(xiàn)在路坡草地中，只有一些小草殘存溝里；又過(guò)了一會(huì)兒，深達(dá)數(shù)厘米的寬溝形成了，草已被沖蝕殆盡。

學(xué)生帶著懷疑問(wèn)道：“為什么我沒(méi)有觀察到植被的水土保持作用？”教師提醒：當(dāng)水流過(guò)大過(guò)急，沖刷能力大于植被“固定”泥土的能力時(shí)，植被就會(huì)遭到破壞，更談不上水土保持作用。學(xué)生由百思不得其解到明白其中道理，教師此時(shí)將這一難得的“實(shí)驗(yàn)”正確引導(dǎo)，收到意想不到的效果。萬(wàn)事萬(wàn)物是不斷發(fā)展變化的，這個(gè)天然演示的“野外地理實(shí)驗(yàn)”正提醒我們利用自然要注意度，若過(guò)度使用，違背自然規(guī)律，則必然會(huì)遭到自然懲罰。

二、引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)每個(gè)實(shí)驗(yàn)程序去探究，拓展學(xué)生的發(fā)展性思維

地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)程序包括確定地理實(shí)驗(yàn)主題、選擇地理實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)地理實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施地理實(shí)驗(yàn)方案、完善地理實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生深入實(shí)踐的每一環(huán)節(jié)，將使他們受益匪淺。

1.精心設(shè)計(jì)地理實(shí)驗(yàn)方案，合理選擇地理實(shí)驗(yàn)器材，加強(qiáng)學(xué)生探究能力。

在本文“水土流失與地表狀況的關(guān)系”地理實(shí)驗(yàn)中，第二組結(jié)束實(shí)驗(yàn)后，可繼續(xù)深入以下探究：

第三組：安排學(xué)生把淺底塑料盆換成深底塑料盆，繼續(xù)做第二組實(shí)驗(yàn)，觀察塑料盆中水和沙的多少有什么變化？實(shí)驗(yàn)中鋁合金板形成的坡度有什么變化？?jī)蓚€(gè)變化有聯(lián)系嗎？

觀察結(jié)果：第三組塑料盆中沙比第二組增多，鋁合金板形成的坡度變大，兩個(gè)變化呈正相關(guān)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在相同植被覆蓋率、同等降水、不同坡度情況下，坡度與水土流失成正相關(guān)。

教師還可引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)備黃土、沙土、黑質(zhì)土壤若干克，并設(shè)計(jì)不同土質(zhì)之間的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀察水土流失結(jié)果，得出以下結(jié)論：砂土最輕，黑土稍重，黃土流失程度最為嚴(yán)重，所以不同土質(zhì)，水土流失程度不同；還可引導(dǎo)學(xué)生思考地表草木的品種不同會(huì)不會(huì)造成水土流失差異？并設(shè)計(jì)出新的對(duì)比實(shí)驗(yàn)；在準(zhǔn)備地理實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，學(xué)生學(xué)會(huì)參照視頻因陋就簡(jiǎn)地選擇“可替代性”材料，如實(shí)驗(yàn)中的灑水壺可用更普通的較大塑料飲料瓶替代，只要用鐵釘在瓶上鉆三排均勻的小孔，也可模擬出均勻?yàn)⑺男Ч?/p>

2.認(rèn)真實(shí)施地理實(shí)驗(yàn)方案，增強(qiáng)同伴互助合作意識(shí)，取人之長(zhǎng)，補(bǔ)己之短。要求避免地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生參與“冰火兩重”的現(xiàn)象。即鼓勵(lì)學(xué)生在自主探究學(xué)習(xí)的同時(shí)，注意“撮合”學(xué)困生與學(xué)優(yōu)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作。例如，安排實(shí)驗(yàn)中的合理分工，要求較高、難點(diǎn)較大的環(huán)節(jié)由學(xué)優(yōu)生完成，而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的簡(jiǎn)單環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備由學(xué)困生完成，充分調(diào)動(dòng)全部學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性。如在“水土流失與地表狀況的關(guān)系”地理實(shí)驗(yàn)中，學(xué)困生負(fù)責(zé)放好木塊，按要求放置木塊上的覆蓋物，更換土質(zhì)材料，負(fù)責(zé)噴水，等等，學(xué)優(yōu)生掌握噴水時(shí)間，做好實(shí)驗(yàn)記錄，并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論，等等。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)困生可能對(duì)實(shí)驗(yàn)有一定的畏懼心理而不能熟練操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果教師能及時(shí)給予鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)，則必然會(huì)產(chǎn)生良好效應(yīng)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

3.師生共同完善地理實(shí)驗(yàn)方案，改進(jìn)設(shè)計(jì)地理實(shí)驗(yàn)中不合理的環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍的地理科學(xué)作風(fēng)。

在本文“水土流失與地表狀況的關(guān)系”地理實(shí)驗(yàn)中，第二組做完實(shí)驗(yàn)，經(jīng)觀察后，請(qǐng)學(xué)生思考：你觀察到什么情況會(huì)使結(jié)果不是很明顯？

學(xué)生議論得出：鋁合金板側(cè)面沒(méi)有擋板，使水土從多面流下，第二組塑料盆中側(cè)面流下的沙很多。

（5）學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材，將鋁合金板側(cè)面增貼擋板后重做第一、二組實(shí)驗(yàn)。

觀察結(jié)果：水土從一面流下，結(jié)果明顯了，即第一組塑料盆中沙更多，第二組塑料盆中沙更少。

通過(guò)對(duì)一些失敗或效果不顯著的地理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思改進(jìn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，找出原因，提出解決問(wèn)題的方案后成功完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生細(xì)致觀察地理現(xiàn)象的能力得以提升，同時(shí)激發(fā)學(xué)生探究熱情，增強(qiáng)探究能力。

總之，教師引導(dǎo)學(xué)生深入開(kāi)展探究性地理實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生地理素養(yǎng)，學(xué)生終將獲得發(fā)展性思維，我們滿懷信心向著這個(gè)目標(biāo)前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫月雁.地理實(shí)驗(yàn)在高中新課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].地理教育，2006，04.

[2]沈海燕.為地理實(shí)驗(yàn)課喝彩[J].地理教育，2006，04.

[3]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，2008，01.

[4]吳壽虎.巧用失敗的地理實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2011，04.

[5]伏成云.對(duì)高中地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)去偽求真的思考_以地球的運(yùn)動(dòng)為例[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2012，10.

[6]陳健.高中地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與地理實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2013，05.

[7]李建平.失敗的地理實(shí)驗(yàn)課啟示錄[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2014，1-2.

[8]胡立強(qiáng).利用地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高地理課堂有效性[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2014，04.

[9]黃莉敏.地理模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)：從觀念走向常規(guī)實(shí)踐[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2014，05.

[10]王冬梅.高中地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性及主要功能[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2014，05.