第四节 地理实验教学

关键术语：地理实验；实验教学

地理实验教学设计是地理实验教学准备阶段的一项十分重要的工作，在地理教学研究中具有重要的作用。它直接关系着地理实验教学效率的高低，甚至影响整堂课的成败。

地理实验教学设计的主要目的，并不只是帮助学生验证某一地理规律或理论，而是通过实验教学，帮助学生学习观察的方法、实验的方法、科学探究的方法，形成基于科学实验的思维方式，激发学生的兴趣，提高学生解决问题的能力，使其逐步形成求实、质疑、批判、创新、合作的科学精神与态度。

一、中学实验教学的意义

1．变间接学习为直接学习

实验活动是地理教学的重要方法之一，实验过程中形象直观的现象与实验结果往往能吸引学生的注意力，激发学生一探究竟的欲望。在实验中对实验现象的观察研究，能增强学生的感性认识，有利于帮助学生理解概念，领悟原理、加深对地理原理和规律的理解。定性实验有利于帮助学生进行质性分析，把握事物的本质，这个方法在地理中很普遍；在定量实验中，学生逐步学习到如何获取数据、分析数据，以及处理数据，特别是从纷繁复杂的数据中找到规律。比如开普勒定律的发现就是基于对大量数据的分析，找到的必然规律。因此，在实验教学中，学生会学习到很多科学探究的方法。

2．有助于掌握实验技能和方法

实验技能包括智力技能和操作技能，两者在实验教学过程中相互联系，相互促进。实验智力技能主要包括对实验操作方法、仪器装置的原理及有关数据和现象处理等方面的认识与理解。实验操作技能则指在操作演练方面达到准确、灵活、协调、规范，甚至接近自动化的程度。

实验活动本身就是一种十分重要的实践方法，是将理论与实践紧密结合起来的方法，而且实验活动本身就有许多特殊的要求与规范。要想获得有效的实验现象和事实，就必须选择一定的科学方法，比如托里拆利为了测出大气压的值，用转换的方法，变气体为液体，而且选择水银这种高密度的液体，最终取得成功。所以，在实验中，尤其是在实验探究中，不仅要学习方法选择、条件控制、变量控制、变量测定、实验现象记录、数据分析等技能与方法，还要学习科学抽象、模型建立、模型检验等一系列理性认识的方法。

3．能有效培养思维能力和解决问题的能力

实验是手脑并用的探究活动，能有效地培养学生的观察力与问题分析能力，获得的知识也是直接和灵动的，有助于学生在实际情境中发现问题、分析问题，更好地抓住事物的本质。在实验活动中，通过提出问题、建立假设、设计实验方案、获得数据、处理与分析数据、得出结论等环节，学生就像科学家一样进行思考与实践，有助于把握多元问题的解决方法。

在观察分析地理实验事实的过程中，学生能积极主动地探究地理问题的结构、组成及成因等。如果学生所获得的地理知识是得到亲自验证的，学生往往会加深理解，也会更加灵活地运用所学的地理知识，这样学得的知识更有生命力，更有意义，会更好地促进学生的发展。这样就把科学抽象思维与动手操作结合起来，有利于培养和发展他们提出问题、分析问题和解决问题的能力。

二、地理实验的类型

1．演示实验

演示实验是教师或部分学生参加的，为演示自然现象和规律等，结合课堂教学进行的实验活动。演示实验是直观教学的一种方法，可根据实验内容、学校实验室条件、实验安全等角度选择演示实验。

优点：能提供较为规范的实验操作及其流程，时间把控会较好，实验现象也会较好、数据获得也会较规范，能在一定程度上对学生进行观察和思维训练，巩固和应用科学知识。实验较直观、明显、简单、安全、可靠，富有启发性等。

缺点：能见度不足，学生亲身体验少，尤其是大班教学，后排的学生往往看不见，从而使一部分学生失去学习兴趣。

2．分组实验

分组实验是在教师的组织和指导下，根据实验内容的多少、难易程度、学生的实际情况、仪器设备选择，把学生分为几个小组进行实验。

优点：每位学生均参与实验的操作，有利于每位学生参与观察和思考。

缺点：实验仪器数量要足，某些实验可能涉及安全问题。

3．课外实验

课外实验是教师和学生利用课余时间进行的实验。课外实验具有时间较长、有一定的连续性和探究性等特点。

三、地理课堂实验的主要内容

1．地球运动实验系列

主要有地球自转、地球公转、昼夜更替、太阳高度角测量、方位测量、日地月空间关系、日食、月食、月相成因等模拟实验。地球运动实验涉及空间的变化，对学生来说有一定的抽象性，学生学习难度较大。

2．大气实验系列

主要有热力环流、风、太阳辐射、大气压、流速与压强的关系、季风和海陆风的形成、水汽的凝结、大气降水的实验等。

大气运动是天气和气候形成的基础，实验难度较大，学生不易理解，需要教师设计较好的导学案例进行引导，也要借助实验和其他直观手段。

3．水的实验系列

主要有水的循环模拟实验，水的对流、密度流、暖流与寒流观察，河流的观察等。

这一块的实验有一部分还是较为简单的，但也有许多实验还是较难的。可以采取演示实验的方法来解决问题。

4．地壳运动实验系列

主要有火山与地震的模拟实验、板块的组拼、软流层的模拟实验、流水作用的实验、风力作用的实验、泥沙沉积的实验、褶皱与断层成因的实验等。

这一块内容难度很大，可以采取科学视频、演示实验等方法进行教学。