淺談地理課堂實驗

余亞奇

[摘? ?要]區(qū)域認知和綜合思維、地理實踐力等學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)離不開直觀的、形象的、具體的地理現象，在日常教學中，地理教師也盡可能利用各種教學手段、信息化設備去展現各種地理現象及其發(fā)展變化。而要化虛為實，讓學生更直觀地去認知、發(fā)現和總結地理規(guī)律，地理課堂實驗是一個不錯的選擇。教師應在地理課堂中適時引入周期短且能及時反饋效果的實驗，讓學生在不斷的感知、釋疑過程中探究地理事物的成因，讓地理學科核心素養(yǎng)在實驗過程中生根發(fā)芽。

[關鍵詞]地理;學科核心素養(yǎng);課堂實驗

[中圖分類號]? ? G633.55? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）13-0095-02

愛因斯坦說過：“一個美妙的實驗，通常要比我們頭腦中提取二十個公式更有價值?！?課堂實驗是指教師結合課堂教學內容和育人目標，在課堂上完成并及時反饋實驗效果的教學媒介，是一種顯示直觀現象、能讓學生參與和經歷地理事物發(fā)展變化的教學手段，是學生獲得感性認識的重要源泉，是培養(yǎng)學生觀察力、思維力、合作精神和表達能力的重要途徑。學生在實驗探究中能學會克服各種困難，增強地理實踐力，形成創(chuàng)造性的結論。地理課堂實驗還可以幫助學生了解地理概念，理解地理原理，掌握知識遷移方法，形成學科思想和學術意識。

一、地理課堂實驗的必要性

地理課堂實驗以模擬性的預設條件、開放性的思維啟發(fā)，讓學生在正確的區(qū)域認知引領下，鍛煉地理實踐力、培養(yǎng)綜合思維，形成良好的人地協調觀。良好的課堂實驗，不僅可以提高學生的學習興趣、參與度、主觀能動性，更能培養(yǎng)學生的獨立探究能力、邏輯推理能力、綜合實踐能力等。

地理課堂實驗有自己獨特的藝術，常規(guī)課堂中教師會用各種圖片、視頻來展現旖邐的自然風光、充滿魅力的人文風情，以求讓學生在真實的情境中“識地析理”。這樣的課堂教學有利于培養(yǎng)學生獲取信息的能力，但是對于培養(yǎng)學生的地理實踐力作用有限。

達·芬奇有句名言：“實驗是科學知識的來源，智慧是實驗的女兒。”地理課堂實驗能夠承擔起呈現部分地理原理的重任。教師應選擇合適的、可操作性強的地理實驗，讓學生參與實驗的設計、條件的預設、現象的觀察，克服種種困難，在合作與分工中探討事物的變化與發(fā)展，真正透過現象理解本質。

二、地理課堂實驗的可行性

新高考下，地理試題的廣度和深度不斷加大，對學生的核心素養(yǎng)要求也越來越明確。地理學科具有文理兼具的特性，作為文科中的理科，其綜合性、邏輯性、學科交融性很強，從現象到本質，從時間到空間變化，無不考查理性的思維。如自然地理“地球的運動”中包含著物理學中的線速度、角速度、向心力，“太陽高度的計算”需運用數學中的三角函數和立體幾何，“經緯度”計算還涉及“線面角”“二面角”。對于理科生而言，地理知識涵蓋面之廣、地理信息的提取與圖文轉換、閱讀理解式的背景材料，都體現出地理的文科屬性。固有的教學套路與模板在新時代已經不能滿足人才培養(yǎng)需求，而地理課堂實驗有助于培養(yǎng)學生的地理實踐力和綜合思維。

以人教版高中地理必修1為例，課本上提供了很多具有較強可行性的地理實驗素材，包括地球運動、晨昏線、太陽高度角、熱力環(huán)流、三圈環(huán)流、海陸熱力性質差異、季風成因、大氣溫室效應、常見的天氣系統、地轉偏向力、河流地貌發(fā)育、沉積物分選等方面，為課堂實驗的開展提供良好的素材。

在信息爆炸的網絡時代，我們可以享受大量優(yōu)質的學科資源，如各級教育部門主推的“一師一優(yōu)課”，還有微信上的地理知識公眾號等，教師可以從中獲得很多課堂實驗教學的方法和案例，還可以足不出戶去學習學科前言知識，分析學科動態(tài)，采集教學素材，再根據所教學生的知識儲備、能力差異以及現有條件去設計、選擇、整合、修訂各種課堂實驗，從而保證課堂實驗的適用性。

三、如何有效實施地理課堂實驗

1.確保課堂實驗安全

安全是實驗教學的前提。雖然地理實驗不像化學、生物實驗那樣涉及較多的危險品，安全事故概率較低，但課堂是一個相對開放的場所，課堂實驗需要師生親自操作、演示，近距離觀察和記錄，教師在選材和操作時需全方位考慮安全問題，明確實驗要求，確保課堂實驗安全進行。如熱力環(huán)流演示實驗，課本上給出的材料有玻璃缸、塑料薄膜、一束香、火柴等，其中玻璃缸屬于易碎品，薄膜、香、火柴等屬于易燃品。為安全起見，教師在選材時可以用密封性好的透明塑料盒代替易碎的玻璃缸，用阻燃的膠合板代替薄膜，在實驗過程中要強調香和火柴的規(guī)范使用。

2.選取簡單易行的實驗

很多高中都沒有專門的地理實驗器材，更沒有專業(yè)的地理實驗室，而課堂實驗的精髓在于簡單易行，可操作性強，且不會對課堂環(huán)境造成污染和損害。故課堂實驗對地理教師專業(yè)要求相對較高，教師不僅要設計易操作的實驗，有時還需根據課堂實際自制簡單易操作的地理教具。例如，在講解地轉偏向力的時候，可以讓學生兩兩合作，分別在靜止和旋轉的平面圓上畫直線，觀察、記錄、比較不同的地理現象，并表述其形成原理。在講解褶皺山的形成時，對于課堂實驗器材可以就地取材，選擇學生都有的課本或者彩色的便箋紙進行水平擠壓。這樣的實驗道具和實驗方式簡單易操作，學生參與度高，還可反復驗證。

3.控制實驗時長

每一節(jié)課的時間都是有限的，在課堂中進行演示實驗必須保證實驗完整、效果明顯、思考深入、討論到位、結論準確。在有限的時間內要達到這樣的教學效果，需要教師在選取教學內容、設計實驗時控制實驗的完成時間，如求當地經緯度、觀測月象等周期較長的實驗就不可取。而河流堆積地貌的形成演示實驗（見圖1）就符合周期短、現象明顯、可操作性強的要求。

實驗器材：清水、長方形塑料盒、一張白紙、一小袋泥沙、三角凹形槽。

操作步驟：①將白紙平鋪在可漏水的長方形塑料盒上;②把粗細不均的泥沙倒入三角凹形槽;③讓三角凹形槽與白紙呈15～30度斜角;④在三角凹形槽上方緩緩倒入清水。引導學生觀察在白紙上形成的堆積物的位置、形態(tài)特征、顆粒物分布等地理現象，總結反思其現象產生機理，并用語言描述其形成過程。此實驗時間每次不超過4分鐘，學生不僅可以自主觀察、發(fā)現、記錄、分析、總結，還可以大膽對實驗進行改進，反復演示。在此實驗中，注水速度、三角凹形槽的傾斜角度、泥沙的粗細程度及多少都會影響實驗的結果。

4.關注師生定位

好的課堂實驗有助于培養(yǎng)學生的區(qū)域認知能力和地理實踐力等學科核心素養(yǎng)，不僅能給學生帶來視覺上的沖擊，還能激發(fā)學生的主體意識，調動學生的主觀能動性，把時間和課堂還給學生，讓學生以探索者的身份去觀察地理現象、體驗地理過程，從而發(fā)現問題、解決問題，形成正確的人地觀。

教師需不斷更新教育觀念，明確自身在課堂中的定位，在教學過程中充分發(fā)揮組織者、引導者、促進者的作用。如果所有的實驗都是教師全程包辦，不讓學生參與，教師在實驗過程中只是簡單地問學生“有沒有看到”“有沒有發(fā)現”“是不是這樣”，就沒能很好地起到點撥和引導者的作用，課堂實驗就變成了另類的“教學視頻”。

5.重視學生參與度

地理實驗教學的意義在于讓抽象的地理現象變成具體的體驗過程，讓學生由觀眾、聽眾轉化為地理過程的參與者、探究者，讓課本上的理論變成學生分析的所得。在地理課堂實驗過程中，教師要注重增強學生的參與意識，盡可能讓每一個學生都參與到實驗的各個環(huán)節(jié)中。在實驗教學中，教師可以對實驗的目標和任務進行多樣化的分解，可以是目標分解，也可以是任務分解，盡可能讓每個學生有目標、有任務地去獲取地理信息、演示地理過程。

在條件允許的情況下，實驗設備可多準備幾套，讓學生分組參與，這樣既可體現小組的分工與合作，也可讓學生及時就發(fā)現的地理問題進行交流探討。在論證實驗中，實驗設備可多樣化。例如，做晝夜交替演示實驗時，可讓學生自由選取物品（乒乓球、鉛球、水晶球、發(fā)光的燈泡、手電筒、蠟燭等）來表示太陽和地球，而采用不同的實驗器材，學生觀測到的地理過程及實驗結果可能存在差異。此時，教師可及時引導學生對實驗中出現的現象進行分析和評價。

總之，地理課堂實驗不僅可以呈現直觀的地理現象、模擬地理過程，還可以提升學生的課堂參與度，讓學生在失敗中查找原因，在成功中總結經驗，在思維碰撞中感受地理的魅力，不斷提升區(qū)域認知能力和綜合分析問題的能力。

（責任編輯? ?周侯辰）