實(shí)驗教學(xué)如何培養地理學(xué)科素養論文
在中學(xué)地理教學(xué)中，實(shí)驗是不可缺少的教學(xué)組成部分，它是學(xué)生認識和探究地理學(xué)的規律，實(shí)現地理教育目標的重要手段。
筆者這里所說(shuō)的實(shí)驗是廣義的地理實(shí)驗，它包括地理觀(guān)察、地理觀(guān)測、地理演示、繪制地圖、地理制作、地理參觀(guān)、地理調查等地理實(shí)踐活動(dòng)。在教學(xué)過(guò)程中，筆者遵循可行性原則、針對性原則和啟發(fā)性原則，探究初中地理課堂的實(shí)驗教學(xué)的規律和方法，培養學(xué)科素養。尊重學(xué)生主體地位，激發(fā)學(xué)習動(dòng)機創(chuàng )設情境，激發(fā)實(shí)驗學(xué)習動(dòng)機具體來(lái)說(shuō)，可以從兩方面入手：首先是在現實(shí)生活環(huán)境中創(chuàng )設學(xué)習情境，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“步行運河畔，倡導綠色出行”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)內容（比如運河的起止點(diǎn)、運河沿岸植被類(lèi)型、不同河段采取水樣觀(guān)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)習動(dòng)機。其次是在課堂環(huán)境中創(chuàng )設學(xué)習情境，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)習用具，再在不同大小紙張上畫(huà)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)驗活動(dòng)來(lái)探究比例尺大小與所繪區域內容的詳略關(guān)系。
設疑猜測，提高實(shí)驗學(xué)習的探究性教師要設置問(wèn)題，鼓勵學(xué)生大膽猜測結論，利用實(shí)驗來(lái)驗證猜測的正確與否，使得實(shí)驗教學(xué)成為學(xué)生探究性學(xué)習的過(guò)程。
比如前面提到的海陸熱力性質(zhì)的實(shí)驗。首先提出問(wèn)題：一是燒杯中等量的水和細砂，放在太陽(yáng)下曬30分鐘，哪一個(gè)溫度高？將水和細砂移入室內10分鐘后，哪個(gè)溫度高，哪個(gè)溫度低？鼓勵學(xué)生大膽猜測。二是然后做這個(gè)實(shí)驗來(lái)驗證學(xué)生的猜測正確與否，并且進(jìn)一步設問(wèn)：為什么有這樣的變化，這體現了海洋和陸地的什么特點(diǎn)？三是最后得出結論。這樣就提高了實(shí)驗教學(xué)的探究性。所以，在實(shí)驗教學(xué)之前，我們要設置好問(wèn)題，讓學(xué)生帶著(zhù)問(wèn)題，帶著(zhù)猜想去探究，以此提高實(shí)驗的探究性。參與設計，提高實(shí)驗教學(xué)的開(kāi)放性例如：在研究北運河水質(zhì)狀況的學(xué)習中，學(xué)生可以選擇查閱文獻資料、實(shí)地考察、社會(huì )調查、試驗等方法。首先給學(xué)生分組，讓各組學(xué)生自行設計研究的方案，最后由老師進(jìn)行修改。之后各組按照自己設計的方案，去進(jìn)行北運河水質(zhì)的調查研究。這樣做既體現了學(xué)生的參與度、自主學(xué)習的程度，同時(shí)也提高了學(xué)習的開(kāi)放性，符合課標基本理念，構建了開(kāi)放的地理課程。自主與合作，體現小組合作優(yōu)勢比如前面提到的地球的運動(dòng)。在講到地球自轉和公轉的特點(diǎn)時(shí)，讓學(xué)生分組做實(shí)驗，他們兩人一組，利用2個(gè)地球儀做地球自轉和公轉的實(shí)驗。在實(shí)驗中一名學(xué)生手扶地球儀平放在桌子上充當太陽(yáng)，另一名同學(xué)手拿地球儀一邊自轉還要一邊繞太陽(yáng)公轉。實(shí)驗操作之后兩名同學(xué)完成填表總結自轉和公轉的特點(diǎn)。在這個(gè)實(shí)驗活動(dòng)中，可以說(shuō)既培養了學(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，更明白地球自轉和公轉的'方向、周期和軌道。注重學(xué)科技能，開(kāi)展實(shí)驗教學(xué)強化培養地理觀(guān)察能力地理課堂上經(jīng)常要做演示實(shí)驗，比如觀(guān)察模型、標本、計算機模擬實(shí)驗等。在做實(shí)驗前一定要向學(xué)生提出觀(guān)察實(shí)驗的要求，如：在講地球的公轉運動(dòng)所產(chǎn)生的地理現象及對地球表面光熱分布的影響.首先提出的觀(guān)察任務(wù)，當地球在不同的公轉位置時(shí)：觀(guān)察陽(yáng)光直射點(diǎn)在南半球還是北半球？當沿自轉方向轉動(dòng)地球儀觀(guān)察北極地區和南極地區的晝夜狀況如何？其次做好觀(guān)察前的準備工作，包括分組和分工，如：在這個(gè)實(shí)驗教學(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），還包括強調地球儀如何擺放、演示動(dòng)作如何做規范等等。這樣才能保證觀(guān)察結果的準確性。再次要求觀(guān)察的步驟有序，也就是按照觀(guān)察任務(wù)一步步去觀(guān)察。最后要求觀(guān)察總結要認真，也就是要把觀(guān)察到的結果隨時(shí)記錄下來(lái)。在這個(gè)實(shí)驗教學(xué)中強化培養學(xué)生的地理觀(guān)察能力。強化培養數據分析和表達能力就像理、化、生實(shí)驗一樣，很多地理實(shí)驗都會(huì )產(chǎn)生一些數據，如何培養學(xué)生對數據的分析和表達能力呢？例如學(xué)習世界海陸分布時(shí)，不同半球間和同一半球內海洋和陸地到底孰多孰少呢？根據這個(gè)問(wèn)題可以設計了一個(gè)實(shí)驗，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)驗步驟和方法。
數數、計算百分比、填表。這一步也是培養學(xué)生統計數據的能力。再次，分析統計結果。不同半球間海陸分布均勻嗎？同一半球內海陸分布怎么樣？這一步就是在培養學(xué)生對于數據的分析。最后，還要求學(xué)生依據表格中的數據，進(jìn)行統計、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(guān)地認識到地球表面海洋多于陸地的結論，而且培養了學(xué)生對于數據的表達能力。如果我們針對每一次的實(shí)驗數據都有目的、有層次地設置問(wèn)題，讓學(xué)生去進(jìn)行分析和表達，我想一定能提高學(xué)數據分析能力和表達能力。強化培養對實(shí)驗現象的整合能力強化培養對實(shí)驗現象的分析、判斷、比較、歸納的能力。例如在講我國降水空間分布規律和影響降水因素的一個(gè)實(shí)驗教學(xué)例子。首先要準備實(shí)驗教具（A、B兩塊冷玻璃板、C一盆熱水、D一臺電風(fēng)扇）做一個(gè)實(shí)驗：將冷玻璃、熱水盆、電風(fēng)扇放在一條直線(xiàn)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(guān)察冷玻璃上出現了什么現象？當然可以看到水珠，接著(zhù)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(guān)地認識到影響降水的形成因素：也就是需要動(dòng)力輸送、濕潤的空氣、遇冷成云致雨。緊跟著(zhù)我又做了這樣一個(gè)實(shí)驗：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(guān)察比較發(fā)現A處冷玻璃上的水珠少于B處，進(jìn)而讓學(xué)生認識到海陸位置對降水的影響。這個(gè)實(shí)驗培養了學(xué)生對實(shí)驗現象的分析、判斷、比較、歸納的能力。強化地理圖像的閱讀與運用能力地理圖像的閱讀與運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，都應該關(guān)注這個(gè)能力，在地理實(shí)驗教學(xué)中，更能強化地理圖像的閱讀與運用能力。比如在教學(xué)北京市地形對氣溫的影響這部分內容之前，給學(xué)生布置課下實(shí)驗作業(yè)，讓學(xué)生收聽(tīng)北京電視臺晚上7點(diǎn)之前的天氣預報，并將北京市不同地區的氣溫值紀錄在北京市地形圖上相應位置，讓學(xué)生分析不同的地形對于氣溫高低的影響。這不僅強調了實(shí)踐活動(dòng)與課堂的有機結合，更強調了學(xué)生對于地理圖像的閱讀與運用能力。像這樣的例子在初中地理教學(xué)中是很多的。挖掘知識內容，開(kāi)展實(shí)驗探究把抽象的內容轉化為直觀(guān)內容初中地理教學(xué)中，有很多抽象的內容難以理解，比如說(shuō)板塊運動(dòng)、地質(zhì)斷層、地球的運動(dòng)。地球運動(dòng)這部分內容我們在前面介紹了很多實(shí)驗，例如利用手電筒和地球儀探究晝夜交替現象,還有利用石膏球、白紙、臺燈探究地球形狀對地表獲取光熱的影響等。這些實(shí)驗都是將間接的、抽象的內容轉化為直接、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)全球范圍內的海陸分布、地形特征，中國范圍內的地形分布、政區分布，甚至全球的大氣運動(dòng)等。
學(xué)生很難看到這些內容的全貌，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容微縮到學(xué)生可視范圍內，再學(xué)習它們的空間分布，就會(huì )變得容易。我們可以利用地理實(shí)驗中的模型制作來(lái)解決這類(lèi)問(wèn)題。比如在教學(xué)中國的地勢和地形類(lèi)型時(shí)，設計了地理實(shí)驗：制作中國地形模型。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^圖上制作四大高原、四大盆地、三大平原和各階梯的分界線(xiàn)。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的主要地形、地勢特點(diǎn)。將抽象概念具體到真實(shí)的實(shí)例中例如在學(xué)習等高線(xiàn)內容時(shí)，有一些比較抽象的概念，如等高線(xiàn)、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(xiàn)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?jì)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)，親身體驗中理解等高線(xiàn)、山谷、山脊等比較抽象的地理概念。把漫長(cháng)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，比如地殼的運動(dòng)、大陸的漂移就屬于這類(lèi)地理內容。它們往往需要幾億年甚至更長(cháng)時(shí)間才能看出變化，我們人類(lèi)不可能等著(zhù)看它們的演變過(guò)程，要了解這個(gè)演變過(guò)程，我們可以做地理實(shí)驗，使學(xué)生在短時(shí)間內就可以通過(guò)觀(guān)察地理實(shí)驗感受漫長(cháng)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(cháng)的變化，演變成為現在這個(gè)樣子。由于太漫長(cháng)，我們不可能直接觀(guān)察到。由此我采用一個(gè)簡(jiǎn)單的模擬實(shí)驗來(lái)說(shuō)明。
用實(shí)驗展示人地關(guān)系問(wèn)題例如在學(xué)習鄉土地理時(shí)的例子，任務(wù)是調查家鄉的河流，認識河流與人類(lèi)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)燒杯中養同樣大小的金魚(yú)。三是觀(guān)察結果并分析實(shí)驗結果。四是揭示河流出現的問(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)驗操作，發(fā)現問(wèn)題、分析原因、提出措施，認識到家鄉水源污染問(wèn)題及與當地人類(lèi)生產(chǎn)和生活的關(guān)系。增強學(xué)生對于人地關(guān)系的理解，形成科學(xué)的人口觀(guān)、資源觀(guān)、環(huán)境觀(guān)和可持續發(fā)展觀(guān)。觀(guān)察真實(shí)的地理現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象，就可以揭示地理規律，地理特征。我們將這些地理現象作為觀(guān)察、考察的內容，學(xué)習對生活有用的地理。
例如生活中影子的變化就可以說(shuō)明地球的運動(dòng)以及陽(yáng)光照射角度不同對溫度的影響。所以我就設計地理觀(guān)察實(shí)驗，有三個(gè)問(wèn)題：一天中學(xué)校旗桿的影子長(cháng)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(guān)察記錄，分析觀(guān)察記錄可以知道影子長(cháng)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�，初中地理實(shí)驗教學(xué)策略是一種利用直觀(guān)、形象的地理實(shí)驗來(lái)展現地理現象和地理過(guò)程的教學(xué)方法。初中地理課堂依據可行性原則、針對性原則和啟發(fā)性原則，通過(guò)讓學(xué)生自己動(dòng)手操作、觀(guān)察分析、得出結論，從而培養了學(xué)生的地理能力。
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