地理实践力培养的实践与反思(1)

申报材料地理实践力培养的实践与反思——以定量的水土流失实验为例地理实践力培养的实践与反思——以定量的水土流失实验为例一、问题提出当前，培养学生的核心素养成为我国基础教育的重要目标。地理基础教育改革也提出了人地协调观、区域认知、综合思维和地理实践力四大学科核心素养。地理教育研究者和一线教师提出和总结了多种培养学生核心素养的理论和方法，都对地理学科核心素养的培养乃至学生核心素养的形成具有积极意义。作为一线地理教师，如何培养学生的地理实践力核心素养是让教师最难以把握的。地理学本身是实践性很强的科学，但是在高中因为教学课时、学业压力、教师意向、硬件条件、学生安全等的限制和考虑，与地理学科实践相关的野外考察、社会调查和模拟实验也基本在高中地理课堂中消失。笔者通过带领学生完成水土流失模拟实验，让学生总结出影响水土流失的因素，而不是通过老师的说教方式让学生知道影响水土流失的因素，以此期望培养学生独立思考的能力和自主动手实验能力，进而利于学生地理实践力核心素养的形成。笔者认为当前的水土流失模拟实验主要存在两个问题，第一，定量研究不足，实验设备与用具过于随意的问题，这个问题会导致模拟实验流于形式，学生只能通过主观判断而无法通过数据得到有力证据，不利于学生求真求实科学态度的形成，以及灵活运用知识的能力；第二，学生独立设计地理实验的能力尚未得到开发，一般的实验设计都是教师进行思想指导而学生动手操作，在看似学生锻炼了动手能力的背后是学生思考能力的缺位，看似学生为主，其实学生还只是教师思想的执行者，而这恰恰是地理实践力核心素养培养最应该注意的。二、实验过程为了培养学生的地理实践力，笔者所在的昌邑一中购买了一批进行水土流失模拟实验的专门设备，该套设备由电子秤、500ml烧杯、12L水箱、电动抽水器、降水槽、承压板、人工草皮、集水箱等组成。之前的水土流失设备只能定性的表述影响水土流失的因素，该设备能更加准确定量的验证各因素对水土流失的影响大小。实验准备阶段，为了锻炼学生的实践能力，笔者只提出了实验目的和要求，由学生自己以小组为单位探索设计实验过程并且组装实验器材。正像学生在实践报告所说，“在组装实验器材过程中，我们齐心协力，突破重重障碍，针对土质不够疏松、人工草皮位置不合理、承压板不牢固等一系列问题，我们反复思索，不断尝试，最终在大家的不懈努力下，准备阶段顺利完成。”实验阶段，教师提醒学生注意实验中的一些细节问题，学生分两组分别探究植被、坡度以及降水强度对水土流失的影响，观察记录实验情况。第一组：探究植被与水土流失之间关系第1步，先准备两个实验架，两个实验架承压板的斜坡坡度都设为高度1，在一号实验台的斜坡上铺设人工草皮，二号没有植被保护。第2步，称取2份500g的土壤，均匀的洒在两个实验台的承压板上。第3步，向2个实验台的水箱分别注入12L的水。第4步，用电动抽水机将水抽到承压板上面的模拟降水槽内，通过降水槽使水均匀的喷洒在斜坡上，降水通过斜坡流入到集水槽中，观察水、土在斜坡上的流动和下渗情况，并做好记录。另一名同学观察水箱的刻度，当用水量达到4L时，停止注水。第5步，流失停止后，称量集水槽中水量以及斜坡下下渗的水量。第6步，对集水槽内的泥沙进行过滤，然后晾干、称量，记录流失的土壤重量。第7步，对2号实验台实施同样的操作，并做同样的观察和测量。填写实验报告。（实验报告表附后）讨论结论：这说明植被能够涵养水源，减小流速，分散流量，固结土壤，减少水土流失。失去了植被的保护，就极容易发生水土流失。第二组：探究坡度与水土流失之间关系第1步，保留一号实验台的实验结果，准备三号实验台，同样采用相同的人工草皮保护，斜坡高度设为3号高度。第2步，重复上述操作，并做好观察和记录。填写实验报告。讨论结论：这说明在相同植被、相同降水强度、相同土质下地形坡度越陡越易发生水土流失。表1实验报告记录表评价指标：1.降水通过斜坡，最后流入集水槽内的水量及水的浑浊情况。类别实验组坡度植被降水量土壤集水槽的水量下渗到水箱的水量集水槽的土壤重量一号二号三号2.斜坡下面水箱内下渗的水量。3.斜坡上土壤的存留情况。实验结论：1、通过一、二组实验对比得出：植被对地表水土保持有重要作用，有植被保护的地方，水土保持较好，水土流失较少。2、通过一、三组实验对比得出：坡度越大，水土流失越严重。本项实验的亮点：1.在控制变量中，笔者采用相同功率的电动抽水器、相同密度的降水槽，从而严格控制了相同的降水量和降水强度。2.用电子秤精确称取了同等重量的土壤。3.在自变量控制中，本套器材有四个明确的坡度，不但可以调节不同坡度，还可以准确计算坡度数值。4.在因变量的比较中，之前的实验组只能从现象上去观察实验结果，本套实验可以更精确的用数据衡量实验结果。一方面通过斜坡后集水槽的水量以及下渗到斜坡下面水箱的水量可以用量筒精确测量。另一方面从斜坡流入到集水槽里的泥沙，通过过滤、晾干、称量可以准确获取流失的土壤重量。三总结和展望通过本次实验，让学生更深入的学习了影响水土流失的因素，锻炼了学生的动手操作能力和探究实践能力，培养学生树立环保意识和科学精神。后期对本项实验还可以进行改进，进一步引导学生探究降水强度、土质状况等因素对地表水土流失的影响。附件1实验报告实验日期2017.9.30题目地表水土流失探究实验姓名王昊，张清芬，王浩宇，张晓龙，郭嘉栩指导老师魏鹏程【实验目的】通过模拟不同地形，地势高度以及不同的地貌对水土保持的影响。【实验器材】电子秤，500ml烧杯，水箱（有刻度），电动抽水器，降水槽，承压板，人工草皮，集水箱【实验原理】水从高处流经地表，会对泥土产生冲刷作用，从而影响地势地貌。【实验内容】1号试验台模拟一级坡度和有草皮对水土流失的影响；2号试验台模拟一级坡度和无草皮对水土流失的影响；3号试验台模拟三级坡度和有草皮对水土流失的影响。【实验步骤】1.称取3份500g的土。2.将3份500g的土均匀地撒在三个实验台的承压板上。3.向3个水箱分别注入12L的水。4.一位同学观察用水量，同一控制在4L。另一位同学记录承压板上土的流动情况和集水槽中水的浑浊情况。5.进行流水实验。6.实验结束观察三个集水槽的水量和水的浑浊程度，承压板下方水量和水的浑浊程度，坡面上土的保留情况。【实验结果】因素组别高（坡）度植被降水量/L土壤（g）水槽浑浊程度模拟地表表面状况一组1号有4500较清澈水土保持二组1号无4500较浑浊水土流失严重三组3号有4500较浑浊水土流失严重【实验结论】1.坡度越小，水土保持作用越好，水土流失越少；2.坡度越大，水土保持作用越差，水土流失越多；3.有植被存在，水土保持作用越好，水土流失越少；4.无植被存在，水土保持作用越差，水土流失越多。【实验总结】1.知识层面：水土流失状况于植被状况和坡度关系密切；2.能力层面：培养了同学们动手操作的能力；3.情感，价值观层面：要树立环保意识。附件2地表水土流失探究实验的心得体会昌邑一中58级15班张晓龙通过本次地表水土流失探究实验，我受益匪浅。一方面，亲手操作实验加深了我对地理课本中水土流失理论知识的理解；另一方面，针对探究过程中出现的一系列问题进行不断思索、创新的同时，又提高了我解决实际问题的能力。准备实验阶段，我们同学一起组装实验器材。在此过程中，我们齐心协力，突破重重障碍，针对土质不够疏松、人工草皮位置不合理、承压板不牢固等一系列问题，我们反复思索，不断尝试，最终在大家的不懈努力下，准备阶段顺利完成。正式实验阶段，我们在老师的指导下分工合作。结合我们对课本水土流失理论知识的掌握和理解，我们怀着激动、兴奋的心情，开始了本次的探究实验。在实验中，我们虽然经历了一次又一次的失败，但是我们从未放弃，一次又一次地尝试，不断创新思维方式。最使我印象深刻的环节，当属探究承压板的流水路线。承压板底端被拦截，当时大家都不清楚流失的水土会如何进入集水槽。最后有人提议先试验一下，再找找出路。随后我们马上发现了答案：拦截部位的底部存在小孔，而由于这些小孔位于下渗水箱的一侧，所以我们难以发现。经过同学们的不懈努力，我们圆满的完成了本次的探究实验。总结实验阶段，针对实验结论，同学们积极踊跃地发表自己对于本次实验的看法及观点，分组讨论、竞相发言，得出了一致结论，最终理清了不同坡度、不同植被状况对地表水土流失的影响，宣告了本次探究实验的圆满结束！通过这次实验，我收获到的不仅是知识和能力，更是团结合作、勇于探究的精神，最重要的是为日后的高考树立了无限希望和信心！