浅议实验在地理教学中的应用

2015年优秀地理教研论文评奖浅议实验在地理教学中的应用安徽省庐江第四中学王自发邮编：231500手机：[phone]摘要：地理实验因其具有直观性、实践性、探究性强的特点，可以改善学生的学习方式，培养学生的科学素养，在地理教学中的作用和地位将日益重要，必将成为中学地理新课程实施的重要教学手段。本文从地理实验教学的基本功能、应用举例和存在问题等方面进行论述。关键词：中学地理实验教学信息技术教学现状改进措施地理实验因其形象、直观成为实施地理新课程标准的重要教学手段，又因其探究性、实践性强，因此也成为全面推进素质教育，培养学生创新精神和实践能力的重要途径。但由于长期的应试教育观念根深蒂固造成地理实验教学底子薄弱，不受重视，手段单一，设备不足等问题，使得地理实验教学的应用停留在起步阶段。本文就地理实验教学的作用、应用及实践操作，教学现状及改进措施等做一些浅析和探讨。一、地理实验教学的概念与基本功能（一）地理实验教学的概念地理实验教学是指学生在教师指导下，通过实验，得出结论，从而完成既定学习任务的教学方法。中学地理实验教学法是地理认识过程中的重要手段之一。通过实验，可以使学生获得一定的直接经验，使学生受到规范的实验训练，更重要的是使学生认识到在科学研究中，实验是最为重要的科学结论的源泉。（二）地理实验教学的基本功能地理实验包括观察、调查、制作和课堂实验，是一种形象、直观的教学方法和思维方式，通过实验手段，高效展示某一地理现象、过程和地理原理，揭示地理事物和现象分布与发展变化的规律。它对学生掌握和增强地理能力、获得和验证地理知识、培养地理观念、思维和地理素养等方面具有重要的功能。地理实验教学的基本功能如下：(1)突破地理教学难点，提高课堂效率地理事物和现象是发生在广阔空间，大尺度、长时间的地球演化过程和结果，如火山爆发，煤炭形成，地壳运动等，也就是说地理教学内容具有特殊性，那么要求同学们在短短的40分钟，在教室里去想象和理解地理事物和现象的演化和形成过程，是很难达到教学目标和效果的。在目前的教学中，我们通常利用多媒体辅助教学手段帮助同学们学习这些内容。如地球的运动，板块的运动等。但是，这依然是一种间接学习手段，依然是“看得见摸不着”。更为重要的是，有些地理现象利用多媒体根本就不可能表达出来。例如七年级《南极地区》一节中提到，南极大陆是一片“白色沙漠”。学生对于这个很难理解，怎么被冰雪覆盖的大陆会是一个像沙漠一样干旱的地方，南极不到处是“水”嘛。本地的冬天也不可能像南极那样的冰雪覆盖，学生缺少直接的生活经验，七年级的学生还没有物理知识的储备，难以理解这一问题，多媒体也很难表达这个现象。教学中，通过设计一个小实验就可以直观、迅速表现这个现象，最终帮助学生理解这一现象。对于一些在传统教学中难以突破的难点和重点，有时一个合适的实验就可以很好的解决。（2）创设情境体验学习的过程知识可以通过传授使学生获得，但发现的过程却只能通过实验来体验，更重要的是，在实验中可以很好的培养学生学习地理的兴趣，这是其他教学手段难以替代的。在生活中，知易行难是浅显的道理，纸上谈兵是难以培养学生踏实学风和科学素养的。只有让他们带着问题去实验、学习，才会使他们既学会实事求是又具备科学素养。在七年级学习分层设色地形图时，有个实验活动，就是将橡皮泥切成多片的等高线，然后将每一片的轮廓投影在纸上，一个等高线图就轻松制作完成。其实这个实验并不是想象的那么简单。在这个实验教学中，将学生分组，组长带领小组成员具体探究如何利用橡皮泥更好的制作等高线地图，这一过程中，有争论有试验有合作，学生的潜力无限，加上“实践”这个老师的引导，最后各组都比较好的完成任务。大家分享经验，条理清晰语言流畅，收获颇多，一个恰当的实验，给予学生体验知识形成的过程，呈现出知识的细节。（3）养成必备的实验素养与地理思维在教学中使用探究性的地理实验方法，可以帮助学生形成主动探究地理问题的意识和能力，培养学生的批判性思维，学习对终身发展有用的知识和技能。而地理实验教学是达到这一目标的最佳途径，我们可以通过帮助学生学会观察自然现象和学会设计实验等实践活动，转变学生机械模仿、被动接受的学习方式，促进学生主动和富有个性地学习。二、地理实验教学的可操作性与典型案例（一）地理实验的可操作性地理实验不同于理化生实验，有其自身特性，因为不少地理过程、原理和规律并不能通过实验的方法加以认识，因而应该选择那些能够通过实验模拟、验证和探究的知识内容进行实验。实验的过程要简单易行，每个环节都要切合实际，实验结果的显现要迅速。为了地理实验具有简易可操作性，实验的设计应从实际出发，用简易而预期效果好的器材做实验，难度不宜过大，不能为了做实验而设计一些高难度的复杂实验，以免弄巧成拙。同时地理实验教学一般没有现成的实验器材，大多需要通过教师自己准备或发动学生搜集，因此也要求实验力求简单可操作。在具体实践中，可以在实验进行之前编写指导语，简单介绍实验内容，明确学生任务，加强实验的指向性；其次要详细列出实验的每个步骤，难度适中，使大部分学生能独立完成；在实验步骤之后，还应有观察与推断、分析与结论等内容，为学生的分析留有空间，引导学生进一步思考，主动探究知识的形成过程；在文字内容旁最好附上某一学生做实验的图片，既可以引发学生的兴趣，又可以指导学生模仿图片内容进行实验。（二）地理实验教学的应用举例（1）课内演示实验指利用地理实验器材，采用演示手段，配合讲解，使学生获得地理事物感性认识的一种方法，演示实验能使学生获得生动而直观的感性认识，加深对学习对象的印记，把书本上的理论与实践联系起来，帮助学生形成正确、生动的概念。如在讲授八年级地理黄土高原水土流失原因时，为了更好地说明植被的覆盖程度对水土流失的影响时，课堂上设计了如下演示实验：实验目的：为了更好地说明黄土高原水土流失的自然原因中的植被的作用。实验器材：两个烧杯，光滑斜面，少量粘土，棉质毛巾，雾化喷头等。实验过程：A组：用光滑斜面代表山坡，斜面上敷以一薄层粘土（约2厘米厚）代表植被不良的山坡；B组：同A组外，在粘土上覆盖一层棉质毛巾或纱布表示植被覆盖率良好。请两位同学同时用雾化喷头向上述A、B组洒水模拟大气降水，指导学生观察哪一组烧杯里水更多，哪一组的粘土更快被冲刷干净，从而得出实验结果，实现教学目标。相类似的演示实验还有：七年级地球运动，用手电筒表示太阳，用地球仪演示昼夜更替现象等。该类实验要求教师精心设计演示内容，课堂演示前要亲自进行多次实验，必须在实验成功、效果明显、操作规范、娴熟的条件下，再在课堂向学生演示。（2）动手操作实验指学生利用学具、教具或其他地理实验器材，在教师指导下，通过合作、探究和动手操作获得实验结果或数据等直接经验的教学方法。案例分析：制作中国地形模型中国三级阶梯及主要地形区的分布和范围，在教学中是比较抽象的，空间结构感强，因此在教学中有效地安排学生动手实践作业时必要的，根据教材的内容，学生动手制作中国地形模型。实验目的：在实验中感知中国三级阶梯分布范围界线及主要地形区的位置，并理解中国地势分布。实验步骤：1.按中国三级阶梯分布图的边界，裁剪好一层海绵纸作为三级阶梯的底层。2.按地形图上第一、第二阶梯的范围，分别裁好两块海绵纸，把这两块用胶水重叠粘好。然后再将第一、第二阶梯分布的范围与底层粘合。3.按地形图上第一阶梯的范围，裁剪好同样大小的五块海绵纸，再按一级阶梯的范围与前三层相互粘好。（3）地理课外实验组织学生野外实地考察、参观，增强学生对地理要素的感性认识，促进学生地理学习的实践活动能力。观察内容主要有：地形地貌：到野外进行地形地貌的考察，气象气候：气温、降水及风速的观察、记录，天气变化过程，气候现象的观察等。植物植被：山地植被的垂直变化，河流水系：观察河流的流量、水位、流速、水系流域状况的基本特征。实践证明地理实验是一种有效的教学手段，在新课程改革理念的要求下，在中学地理教学中恰当开展实验教学既是对新理念的实施，又有现实价值。三、信息技术条件下的地理实验教学（一）信息技术与地理实验教学地理是一门跨自然科学与人文科学的综合性学科，自然地理部分展现地球圈层中的地质地貌，大气、水以及陆地和海洋等自然要素，由于这些地理事象看不见摸不着，并且时空跨度大，因此学生理解起来困难。在传统教学过程中，教师只能通过语言描述、图画等来帮助理解，但难以帮助学生建立空间概念。地理实验教学因其直观形象的优势可以较好的解决这一难题，然而，由于实验经费、实验设备、实验性质等因素的制约，目前在教学实践中开展的地理实验教学尚不能完全满足教学实践的需要。因此，在教育信息化条件下教师可以充分运用多媒体、计算机网络等现代教育技术手段辅助地理实验教学来提高地理教学效果，使学生形成更为清晰正确的地理空间思维和概念。这对于学生学习、生活是终身受益的。(二)信息技术在地理实验中的应用信息技术对于地理实验用武之地主要表现在模拟实验方面，如地球运动、地图的模拟实验，教师可以利用Googleearth、地图软件、地理信息系统、遥感、全球定位系统等软件提供的用户界面来改变变量来观察地球圈层的不同状况及演变过程等。地理教学中有些地理过程和地理现象要经历漫长的历史年代和复杂的地理变化，演变过程在时间尺度上过大或过小而不易观察，运用信息技术就可以人为地放大或缩小时间尺度，从而使地理事象的整个演变过程更好地展现在眼前。如地壳运动、海陆变迁等。都要经历上百万年甚至上亿年的漫长岁月，这些地理事象是学生不可能全部亲身经历、直接观察的。信息技术可以将漫长的地理过程浓缩在几分钟的时间里演示出来，可以使稍纵即逝的地理现象速度放慢，进行状态分解，展现每一个环节。在教师的控制下，地理知识内容可以有效地展示出来，地理事物的发展全过程，形成完整、清晰、深刻的认识，并了解到真正的地理现象和地理过程。四、地理实验教学的现状及改进措施地理实验教学在现阶段各类中学都具备实施的条件。因为学校都有一定的实验设备如专用地理教室，地图、地球仪、手电筒、模型等，但是在实际中应用不多。（一）地理实验教学存在的问题（1）教师忽视地理实验教学地理教师在研究地理教学法时，很少将精力投入到实验教学中，所以地理实验教学及其产生的效果都易被大家忽视。另外，地理教师在教学过程中，诸如赶教学进度，减轻工作量，避免各种麻烦等因素，都让教师尽可能少采用或不采用实验教学法。（2）实验设计的科学性和目的性不强科学性是实验的最基本要求，地理实验设计要能正确的反映地理过程的内在规律，实验的结果要让学生得出正确的结论。但地理实验不同于理化生实验，因为地理现象和地理事物的形成过程复杂，有些无法直接观察或亲身经历，因此地理实验要把地理过程、原理展现出来就必须要求实验的设计科学，有明确的目的性，而受到实验手段，课程资源，师资水平等方面的限制，目前我国中学地理实验教学中的实验设计科学性和目的性不强，从而导致不能有效发挥地理实验教学的基本功能。（3）学生的自主性还需增强地理实验教学应体现学生的主体性。大部分实验应该不要教师的指导和监督，学生应该在学习新知识前独立或合作完成。学生是实验的主体是实施者。但我国目前的教育环境下，学生的独立自主能力都比较弱，加之地理实验设计不够科学且操作难度大，可操作性不够强等导致学生的自主性较差。所以在今后的地理实验教学中应增强学生的自主性。（二）地理实验教学的优化措施针对上述地理实验教学中存在的问题，我们地理教师应该：（1）围绕新课标要求和学科特点实施实验教学，突出地理实验的科学性；义务教育课程标准明确提出要学习对生活有用的地理，地理实验教学应体现它的科学性，发挥科学普及的作用。（2）基于学生和学校的具体情况选编实验，凸显地理实验的针对性；只有符合学生实际情况的地理实验才能起到预期的效果，不同学生的认知基础、生活经历和兴趣爱好各异，他们需要的实验不同，能完成的实验也不同，教师要针对所教学生的特点，精心选择、修改和编制实验，使每个学生都能在实验过程中有所收获。（3）紧扣教学目标精心选编实验，强调地理实验的目的性和可操作性；（4）根据教学情境变化灵活调整实验程序，重视