實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何培養(yǎng)地理學(xué)科素養(yǎng)論文
在中學(xué)地理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是不可缺少的教學(xué)組成部分，它是學(xué)生認(rèn)識(shí)和探究地理學(xué)的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)地理教育目標(biāo)的重要手段。
筆者這里所說(shuō)的實(shí)驗(yàn)是廣義的地理實(shí)驗(yàn)，它包括地理觀察、地理觀測(cè)、地理演示、繪制地圖、地理制作、地理參觀、地理調(diào)查等地理實(shí)踐活動(dòng)。在教學(xué)過(guò)程中，筆者遵循可行性原則、針對(duì)性原則和啟發(fā)性原則，探究初中地理課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)律和方法，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)。尊重學(xué)生主體地位，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)具體來(lái)說(shuō)，可以從兩方面入手：首先是在現(xiàn)實(shí)生活環(huán)境中創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，例如利用社會(huì)大課堂活動(dòng)，學(xué)校每年的五月份都要組織學(xué)生“步行運(yùn)河畔，倡導(dǎo)綠色出行”活動(dòng)，利用這個(gè)社會(huì)大課堂活動(dòng)筆者布置地理實(shí)踐活動(dòng)內(nèi)容（比如運(yùn)河的起止點(diǎn)、運(yùn)河沿岸植被類型、不同河段采取水樣觀察水的污染狀況、分析原因等一些實(shí)踐問(wèn)題），來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。其次是在課堂環(huán)境中創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，例如在講到地圖三要素時(shí)，要求學(xué)生在桌面上的相同位置擺上相同的學(xué)習(xí)用具，再在不同大小紙張上畫桌面示意圖（要求紙張四周要留出兩厘米的頁(yè)邊距），利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)來(lái)探究比例尺大小與所繪區(qū)域內(nèi)容的詳略關(guān)系。
設(shè)疑猜測(cè)，提高實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的探究性教師要設(shè)置問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測(cè)結(jié)論，利用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證猜測(cè)的正確與否，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的過(guò)程。
比如前面提到的海陸熱力性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。首先提出問(wèn)題：一是燒杯中等量的水和細(xì)砂，放在太陽(yáng)下曬30分鐘，哪一個(gè)溫度高？將水和細(xì)砂移入室內(nèi)10分鐘后，哪個(gè)溫度高，哪個(gè)溫度低？鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測(cè)。二是然后做這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證學(xué)生的猜測(cè)正確與否，并且進(jìn)一步設(shè)問(wèn)：為什么有這樣的變化，這體現(xiàn)了海洋和陸地的什么特點(diǎn)？三是最后得出結(jié)論。這樣就提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探究性。所以，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，我們要設(shè)置好問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題，帶著猜想去探究，以此提高實(shí)驗(yàn)的探究性。參與設(shè)計(jì)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)放性例如：在研究北運(yùn)河水質(zhì)狀況的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以選擇查閱文獻(xiàn)資料、實(shí)地考察、社會(huì)調(diào)查、試驗(yàn)等方法。首先給學(xué)生分組，讓各組學(xué)生自行設(shè)計(jì)研究的方案，最后由老師進(jìn)行修改。之后各組按照自己設(shè)計(jì)的方案，去進(jìn)行北運(yùn)河水質(zhì)的調(diào)查研究。這樣做既體現(xiàn)了學(xué)生的參與度、自主學(xué)習(xí)的程度，同時(shí)也提高了學(xué)習(xí)的開(kāi)放性，符合課標(biāo)基本理念，構(gòu)建了開(kāi)放的地理課程。自主與合作，體現(xiàn)小組合作優(yōu)勢(shì)比如前面提到的地球的運(yùn)動(dòng)。在講到地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的特點(diǎn)時(shí)，讓學(xué)生分組做實(shí)驗(yàn)，他們兩人一組，利用2個(gè)地球儀做地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中一名學(xué)生手扶地球儀平放在桌子上充當(dāng)太陽(yáng)，另一名同學(xué)手拿地球儀一邊自轉(zhuǎn)還要一邊繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)操作之后兩名同學(xué)完成填表總結(jié)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，可以說(shuō)既培養(yǎng)了學(xué)生合作的能力、動(dòng)手操作的能力，也使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，更明白地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的'方向、周期和軌道。注重學(xué)科技能，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)化培養(yǎng)地理觀察能力地理課堂上經(jīng)常要做演示實(shí)驗(yàn)，比如觀察模型、標(biāo)本、計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)等。在做實(shí)驗(yàn)前一定要向?qū)W生提出觀察實(shí)驗(yàn)的要求，如：在講地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的地理現(xiàn)象及對(duì)地球表面光熱分布的影響.首先提出的觀察任務(wù)，當(dāng)?shù)厍蛟诓煌墓D(zhuǎn)位置時(shí)：觀察陽(yáng)光直射點(diǎn)在南半球還是北半球？當(dāng)沿自轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)地球儀觀察北極地區(qū)和南極地區(qū)的晝夜?fàn)顩r如何？其次做好觀察前的準(zhǔn)備工作，包括分組和分工，如：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中兩人一組，一名同學(xué)手持電筒（代表太陽(yáng)）一名同學(xué)手持地球儀（代表地球），還包括強(qiáng)調(diào)地球儀如何擺放、演示動(dòng)作如何做規(guī)范等等。這樣才能保證觀察結(jié)果的準(zhǔn)確性。再次要求觀察的步驟有序，也就是按照觀察任務(wù)一步步去觀察。最后要求觀察總結(jié)要認(rèn)真，也就是要把觀察到的結(jié)果隨時(shí)記錄下來(lái)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的地理觀察能力。強(qiáng)化培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析和表達(dá)能力就像理、化、生實(shí)驗(yàn)一樣，很多地理實(shí)驗(yàn)都會(huì)產(chǎn)生一些數(shù)據(jù)，如何培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的分析和表達(dá)能力呢？例如學(xué)習(xí)世界海陸分布時(shí)，不同半球間和同一半球內(nèi)海洋和陸地到底孰多孰少呢？根據(jù)這個(gè)問(wèn)題可以設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)具是用珠子粘成的世界海陸分布圖。首先，讓學(xué)生明確要求：將這些珠子按照顏色不同區(qū)分出海洋和陸地，再按照不同的半球摘下來(lái)。其次，明確實(shí)驗(yàn)步驟和方法。
數(shù)數(shù)、計(jì)算百分比、填表。這一步也是培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的能力。再次，分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果。不同半球間海陸分布均勻嗎？同一半球內(nèi)海陸分布怎么樣？這一步就是在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于數(shù)據(jù)的分析。最后，還要求學(xué)生依據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、加工、繪制出世界的海陸百分比。這一步不僅使學(xué)生更直觀地認(rèn)識(shí)到地球表面海洋多于陸地的結(jié)論，而且培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)于數(shù)據(jù)的表達(dá)能力。如果我們針對(duì)每一次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都有目的、有層次地設(shè)置問(wèn)題，讓學(xué)生去進(jìn)行分析和表達(dá)，我想一定能提高學(xué)數(shù)據(jù)分析能力和表達(dá)能力。強(qiáng)化培養(yǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的整合能力強(qiáng)化培養(yǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、判斷、比較、歸納的能力。例如在講我國(guó)降水空間分布規(guī)律和影響降水因素的一個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)例子。首先要準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)教具（A、B兩塊冷玻璃板、C一盆熱水、D一臺(tái)電風(fēng)扇）做一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將冷玻璃、熱水盆、電風(fēng)扇放在一條直線上，然后打開(kāi)電風(fēng)扇吹向熱水盆，一段時(shí)間后，讓學(xué)生觀察冷玻璃上出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？當(dāng)然可以看到水珠，接著我問(wèn)B、C、D三處條件有一處不具備，還能在B處形成水滴嗎？由學(xué)生分析并做出判斷。從而讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)到影響降水的形成因素：也就是需要?jiǎng)恿斔�、濕�?rùn)的空氣、遇冷成云致雨。緊跟著我又做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將B處的冷玻璃板移至A處，同樣的時(shí)間后，玻璃板上的水珠與B處有什么不同？為什么？學(xué)生通過(guò)觀察比較發(fā)現(xiàn)A處冷玻璃上的水珠少于B處，進(jìn)而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到海陸位置對(duì)降水的影響。這個(gè)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、判斷、比較、歸納的能力。強(qiáng)化地理圖像的閱讀與運(yùn)用能力地理圖像的閱讀與運(yùn)用能力是我們地理學(xué)科的基本能力。不管采取什么樣的教學(xué)方法，都應(yīng)該關(guān)注這個(gè)能力，在地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，更能強(qiáng)化地理圖像的閱讀與運(yùn)用能力。比如在教學(xué)北京市地形對(duì)氣溫的影響這部分內(nèi)容之前，給學(xué)生布置課下實(shí)驗(yàn)作業(yè)，讓學(xué)生收聽(tīng)北京電視臺(tái)晚上7點(diǎn)之前的天氣預(yù)報(bào)，并將北京市不同地區(qū)的氣溫值紀(jì)錄在北京市地形圖上相應(yīng)位置，讓學(xué)生分析不同的地形對(duì)于氣溫高低的影響。這不僅強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐活動(dòng)與課堂的有機(jī)結(jié)合，更強(qiáng)調(diào)了學(xué)生對(duì)于地理圖像的閱讀與運(yùn)用能力。像這樣的例子在初中地理教學(xué)中是很多的。挖掘知識(shí)內(nèi)容，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究把抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為直觀內(nèi)容初中地理教學(xué)中，有很多抽象的內(nèi)容難以理解，比如說(shuō)板塊運(yùn)動(dòng)、地質(zhì)斷層、地球的運(yùn)動(dòng)。地球運(yùn)動(dòng)這部分內(nèi)容我們?cè)谇懊娼榻B了很多實(shí)驗(yàn)，例如利用手電筒和地球儀探究晝夜交替現(xiàn)象,還有利用石膏球、白紙、臺(tái)燈探究地球形狀對(duì)地表獲取光熱的影響等。這些實(shí)驗(yàn)都是將間接的、抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為直接、形象的，幫助學(xué)生得到很好的理解。利用模型理解大空間問(wèn)題比如說(shuō)全球范圍內(nèi)的海陸分布、地形特征，中國(guó)范圍內(nèi)的地形分布、政區(qū)分布，甚至全球的大氣運(yùn)動(dòng)等。
學(xué)生很難看到這些內(nèi)容的全貌，因此掌握起來(lái)就變得困難重重。如果我們能把這些大尺度的空間內(nèi)容微縮到學(xué)生可視范圍內(nèi)，再學(xué)習(xí)它們的空間分布，就會(huì)變得容易。我們可以利用地理實(shí)驗(yàn)中的模型制作來(lái)解決這類問(wèn)題。比如在教學(xué)中國(guó)的地勢(shì)和地形類型時(shí)，設(shè)計(jì)了地理實(shí)驗(yàn)：制作中國(guó)地形模型。讓學(xué)生自由分組，各組學(xué)生可以選擇不同的材料（橡皮泥、陶泥、米�！┰诳瞻椎恼䥇^(qū)圖上制作四大高原、四大盆地、三大平原和各階梯的分界線。學(xué)生在制作模型的過(guò)程中都很興奮和積極，在愉快的氛圍中輕松掌握了中國(guó)的主要地形、地勢(shì)特點(diǎn)。將抽象概念具體到真實(shí)的實(shí)例中例如在學(xué)習(xí)等高線內(nèi)容時(shí)，有一些比較抽象的概念，如等高線、山谷、山脊、陡崖等，由于學(xué)生沒(méi)有實(shí)際的經(jīng)歷，理解起來(lái)比較困難。因此我在教學(xué)中采取了這樣的做法。要求學(xué)生利用陶泥制作等高線地形模型，要做出山谷、山脊、鞍部、陡崖、山峰五種地形部位。然后用刀從下到上每?jī)衫迕椎拇怪备叨纫来吻谐蓭讐K。再將切面涂上顏色。最后將切成的幾塊依次摞在一起。使學(xué)生在做中學(xué)，親身體驗(yàn)中理解等高線、山谷、山脊等比較抽象的地理概念。把漫長(zhǎng)的演變過(guò)程放到課堂中在地理教學(xué)中，有很多地球演變的過(guò)程，比如地殼的運(yùn)動(dòng)、大陸的漂移就屬于這類地理內(nèi)容。它們往往需要幾億年甚至更長(zhǎng)時(shí)間才能看出變化，我們?nèi)祟惒豢赡艿戎此鼈兊难葑冞^(guò)程，要了解這個(gè)演變過(guò)程，我們可以做地理實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)就可以通過(guò)觀察地理實(shí)驗(yàn)感受漫長(zhǎng)的演變過(guò)程。比如我們知道世界海陸分布是不斷變化的，2億年前的海陸分布格局經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的變化，演變成為現(xiàn)在這個(gè)樣子。由于太漫長(zhǎng)，我們不可能直接觀察到。由此我采用一個(gè)簡(jiǎn)單的模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明。
用實(shí)驗(yàn)展示人地關(guān)系問(wèn)題例如在學(xué)習(xí)鄉(xiāng)土地理時(shí)的例子，任務(wù)是調(diào)查家鄉(xiāng)的河流，認(rèn)識(shí)河流與人類生產(chǎn)生活的關(guān)系。筆者做了如下的課外考察活動(dòng)：一是帶領(lǐng)學(xué)生到學(xué)校附近的一條河流（北運(yùn)河）中取水樣并將水樣倒入燒杯中。在另一個(gè)燒杯中放等量的自來(lái)水。二是在兩個(gè)燒杯中養(yǎng)同樣大小的金魚(yú)。三是觀察結(jié)果并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。四是揭示河流出現(xiàn)的問(wèn)題。五是分析原因，提出治理措施。在這個(gè)課外實(shí)踐活動(dòng)中通過(guò)學(xué)生的親身考察和親自實(shí)驗(yàn)操作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析原因、提出措施，認(rèn)識(shí)到家鄉(xiāng)水源污染問(wèn)題及與當(dāng)?shù)厝祟惿a(chǎn)和生活的關(guān)系。增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于人地關(guān)系的理解，形成科學(xué)的人口觀、資源觀、環(huán)境觀和可持續(xù)發(fā)展觀。觀察真實(shí)的地理現(xiàn)象在人們的日常生活中，差不多每一件事都與地理密切相關(guān)，生活中的一些地理現(xiàn)象，就可以揭示地理規(guī)律，地理特征。我們將這些地理現(xiàn)象作為觀察、考察的內(nèi)容，學(xué)習(xí)對(duì)生活有用的地理。
例如生活中影子的變化就可以說(shuō)明地球的運(yùn)動(dòng)以及陽(yáng)光照射角度不同對(duì)溫度的影響。所以我就設(shè)計(jì)地理觀察實(shí)驗(yàn)，有三個(gè)問(wèn)題：一天中學(xué)校旗桿的影子長(zhǎng)短有什么變化？影子的方向有什么變化？氣溫有什么變化？從這三個(gè)問(wèn)題入手來(lái)做觀察記錄，分析觀察記錄可以知道影子長(zhǎng)短的變化說(shuō)明陽(yáng)光照射到地面的角度有所變化。影子方向的變化說(shuō)明地球是在自轉(zhuǎn)的，氣溫的不同說(shuō)明由于陽(yáng)光照射到地面的角度不同，所以造成溫度的不同�？傊踔械乩韺�(shí)驗(yàn)教學(xué)策略是一種利用直觀、形象的地理實(shí)驗(yàn)來(lái)展現(xiàn)地理現(xiàn)象和地理過(guò)程的教學(xué)方法。初中地理課堂依據(jù)可行性原則、針對(duì)性原則和啟發(fā)性原則，通過(guò)讓學(xué)生自己動(dòng)手操作、觀察分析、得出結(jié)論，從而培養(yǎng)了學(xué)生的地理能力。
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