实验法在高中地理教学中的应用策略探究

赵志强

[摘要]在地理教学中，实验法可以直观有效地展示地理现象及其演变规律，是培养学生创新能力、实践能力的重要方法，有利于增强学生对大自然的探索欲望和探究精神。文章以地形地貌的教学为例，探讨实验法在高中地理教学中的应用策略。

[关键词]高中地理;实验法;教学;地形地貌

[中图分类号] G633.55

[文献标识码] A

[文章编号] 1674-6058（2020） 25-0093-03

实验法是高中地理课程的重要教学方法。教师利用实验现象与过程，能够引导学生了解和掌握地理知识。合理的实验设计、实验操作流程亦有助于培养学生独立思考能力与观察能力。但是，在地理教学中，并非所有的内容均适合采用实验法，教师需要设计具有针对性的实验方法，方能引导学生正确操作实验步骤、仔细观察实验，从而根据实验过程得出正确的结论，同时在实验过程中教师还需要逐渐培养学生的探究欲，让学生形成自主学习的习惯。因此，科学的理论指导、“因地制宜”的教学方法对于实验法在高中地理课程中的应用具有重要意义。

一、高中地理课堂开展实验教学的理论基础

地理实验是根据已知的实验目标，充分还原和展示地理现象或地理过程，让学生在实验中获取相关的地理信息和知识，培养学生地理素养的活动。地理学科兼具人文社会科学与自然科学的特征，其宇宙与地球、海洋地理、地理信息技术的运用等课程内容对现有的自然现象进行总结、归纳，具备观察性、规律性的特征，因此实验教学在这些内容的教学与学习中具备实践基础。此外，高中地理新课标、建构主义学习理论、经验之塔理论为在高中地理教学中开展实验教学提供了深厚的理论基础。

1.高中地理新课标

教育部在《普通高中地理课程标准（2017年版）》中明确提出了高中地理课程教学要综合“考察、实验、调查”等学习方式[1]。同时高中地理新课标还要求学生在学习地理课程时，加强动手能力。地理实验教学中有一种实验方式是模拟实验，主要是利用生活中的器材来还原地理演变历程，新课标中的实验建议是针对高中地理部分模拟实验教学进行对应的实验设计举例，通过设计、实验、观察、总结、汇报等一系列过程来达到实验教学的目的。

2.建构主义学习理论

建构主义学习理论是指在一定知识与经验基础之上，要求学习者利用已有的社会常识和知识，对新的学习内容进行体系化建构的过程。学生的自主性、社会文化情境基础以及对知识的意义建构是其主要的三方面内容[2]。因高中地理教学内容比较广泛、时间空间跨度较大，譬如海洋地理、宇宙与地球等学习内容，在现实生活中很难对其进行直接的观察，因此教师在教学该部分地理课程内容时，需要根据不同教学内容，创设不同教学情境。地理模拟实验是教学情境创设的一种方式，通过对地理现象及其演变的模拟展示，帮助学生建构相关的地理知识。

3.经验之塔理论

美国教育家戴尔提出的经验之塔理论认为经验获取的方式有两种，一种是直接获取，另一种则是间接获取。在此基础上，获得的经验又可分为三个层次——做的经验、观察的经验、抽象的经验，其以递进的形式展现在学习者的知识体系当中[3]。基础的地理模拟实验要求学生对地理现象进行观察，譬如对家乡地貌、自然灾害的直接观察，此过程为“做的经验”与“观察的经验”之获得。而经验之塔理论更注重让学习者获得对规律的抽象认识，从而发现可普遍适用的知识。在高中地理教学中开展模拟实验来展示地理事物演变的过程及规律，让学生在实验的过程中认识规律，形成对规律的认知，此为“抽象的经验”之获得。

二、高中地理实验教学存在的问题

1.教师“甄上谈实验”

高中地理实验教学内容比较少，而在实验教学中，还存在“纸上谈实验”的问题，即没有任何实验器材或实验工具，学生也不需要动手操作实验，只是由教师讲解实验步骤，让学生依靠想象力在纸上画出实验演变过程。这样降低了学生学习乐趣，同时严重挫伤了学生动手实践的积极性[4]。

2.学生“看”实验

学生在高中地理实验教学中常常扮演的是旁观者的角色，教师在讲台上演示实验、利用多媒体播放实验视频、在黑板上画出实验过程，而学生仅仅是在座位上观看。这样的教学方法虽然有提高教学效率的作用，但严重偏离前述新课标对高中地理课程的要求。“观察的经验”之获得要求学生亲身参与至实验的实践操作中，而非观察他人操作实验。

3.“标准化流水线”实验

让学生动手操作实验的作用有很多，如培养学生动手能力、激发学生学习兴趣、提高学生自主解决问题的能力等。但在现实教学过程中，实验往往被教师“标准化”，实验所用器材、步骤、现象均统一，学生只按照教师所说的步骤完成实验，就像工厂流水线工人工作一样。在这个过程中学生不需要自主思考，完全没有任何选择余地地去照搬已有的实验。

三、实验法在高中地理地形地貌教学中的应用

1.深入分析教材，做好教学准备

开展实验教学的前提是教师深入研究和分析教材内容，在全面掌握教材知識点的基础上形成实验的体系化与系统化方案。了解教材内容的目的在于为实验设计奠定基础，例如，有时候不同章节的实验教学能够同时展开，让学生在一个实验当中获得多方面的知识，既能节约教学资源，又能让学生将知识串联起来，这就需要教师对教材内容的精准掌握。除此之外，教师还应当结合学生原有的知识储备及认知情况，立足教材内容，设计适合于其认识水平的实验方法，从而保证学生深入了解和掌握地理知识。

例如《地表形态的塑造》这一课，教材知识比较抽象，学习难度较大，如果学生只是听教师进行理论讲解，无法在脑海中自主构建出河流、风化地貌演变的规律，因此教师可通过实验教学向学生展示河流、风化等外力对地表形态的影响。在教学中，风化的实验条件较难获得，教师可通过向学生展示河流对地表形态的塑造作用，让学生了解外力对地表形态的塑造。在学生已经获得“观察的经验”之基础上，重点引导其“抽象的经验”之获得，即要求学生了解外力对地表形态塑造的作用机理是什么，何种外力、需要的时间等影响地表形态的外部因素。在此基础上，教师再结合多媒体的展示以及课程内容的讲解，给学生教授风化对于地表形态的塑造，可以较为高效地弥补学生想象力不足的问题，还可以提高学生的地理认知能力及理解能力。

2.演示模拟实验，加深学习印象

模拟实验与直接观察相对应，对于一些难以直接观察、需要在课堂中开展实验的教学内容，可采用模拟实验的方法。模拟实验主要通过专业的模拟实验教学工具，再现自然地理现象演变过程，是激发学生积极性、提升课堂教学质量的一种有效手段。

对于一些实验器材较容易获得的实验项目，教师可以先进行实验演示，讲解注意事项、实验目的等，进而让学生自行开展模拟实验，并引导学生掌握实验原理。例如，在教学《河流地貌的发育》这一课时，多数情况下教师无法带领学生直接观察河流地貌的真实形态，因此可以借助沙盘、矿泉水、石头等，模拟还原河流地貌的发育过程。在此实验中，矿泉水充当河流，沙盘则展示原本的地貌，教师需要引导学生理解河流的冲击对于地貌发育的影響。通过几种简单的教学器材，不仅可以给学生造成强烈的视觉冲击，调动其学习热情，还可以营造活跃的教学氛围。最后是学生自主开展实验，教师应当“预留”一些内容让其自行观察，譬如不同阶段流水侵蚀造成的地貌变化，促使学生更好地掌握河流地貌的成因及特点。当然，在开展模拟演示实验时，需要让学生成为实验分析的主体，让他们自主发表意见，从而调动他们的学习主观能动性，让他们更加深入地理解地理知识。

3.学生分组实验，操作实验流程

在高中地理教学中，对于一些过程较长、反映内容较多的实验，教师可采用分组实验的方式开展，让学生在分组实验的过程中学会与他人合作，进而加深对地理知识的理解。但需要注意的是，各个小组进行的实验难度应相当，并且要注意各个小组实验与其他小组实验的互补性，如此才能发挥分组的作用，从而让学生获得良好的学习效果。

例如，在教学《河流地貌的发育》时，教师首先可以通过多媒体向学生展示一些河滩的照片，让学生通过观察发现河滩上层是一层一层的细沙颗粒，从上层往下看则会发现细沙颗粒越来越大，有的已经形成较大的卵石形状。接着向学生提出问题：“这种现象是由什么原因造成的？流水侵蚀导致河流发生哪些变化（如深度、宽度等）？”让学生带着问题去开展实验，在实验当中解答问题。在分组时，可根据班级学生数量，将学生分成若干小组，设计实验。有的组将碎石、沙粒及黏土混合后，静置到河谷模具中，然后用自来水冲击河谷，获得实验现象。有的组则是将所有实验道具混合放入塑料瓶中，加入矿泉水大力摇晃塑料瓶，以此获得河滩分层现象。教师让学生分组实验，通过讨论、设计实验并获得实验现象，充分激活学生的思维，培养学生的动手实践能力，同时也充分体现了学生的主体地位。

4.因地制宜选择实验器材，体现实验科学性

高中地理实验开发需要多元化，多元化可以是实验方式的多样化，也可以是实验项目器材选择的多样化。以地形图的地貌判读实验为例，其最主要的目的是让学生学会地形图的判读方法，可以根据地图读出 图面上的地势、地表的各种形态等特征，并在此基础上分析各种地貌形态对应的地形等高线图式。在实验过程中，学生可以充分发挥自己的想象力，自行寻找生活中可以利用的所有材料[5]。若学生在准备材料过程中存在各种问题，教师不必急于纠正学生，可以逐步引导学生自主解决问题，充分发挥学生的自主性，让学生因地制宜地开发地理实验资源。

在设计实验时首先需要确保实验可以反映出本节课的主要内容、实验材料合适、场地适合、实验步骤严谨;其次需要充分考虑实验条件，实验教学所需的前期工作较多，但不宜占用课堂上的太多时间;此外，地理实验“宜精不宜多”，要选择经典的实验，将实验用在教学关键步骤。

5.明确实验教学主体，促进全员参与

高中地理实验教学有助于改变纯理论教学的模式，改变以教师为主体的教学方式，让学生在课堂上不仅需要听教师讲课、在座位上记课堂笔记，还需要自主发现问题、乐于自主去分析和解决问题。教师要让学生主动参与到课堂教学中，在设计实验时需要设计一些趣味性比较强、能够激发学生兴趣的实验，促进学生全员参与。

综上，在高中地理课程中开展实验教学需要采用科学的教学方法，合理设计实验，因地制宜地选择实验方法与实验器材，同时让学生成为实验教学的主体，这样才能发挥地理实验帮助学生理解课堂内容、建构地理知识体系之作用。

[参考文献]

[1]中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017.

[2]李峰.高中地理教学过程中模拟实验的应用研究[D].南充：西华师范大学，2018.

[3]戴尔.试听教学法之理论[M].杜维涛，译.上海：中华书局.1949.

[4]陈健.高中地理实验教学与地理实验技能的培养[J].中学地理教学参考，2013（5）：32-34.

[5]曲忠厚.高中地理新课标教材中的“案例”分析与运用：以人教版高中地理实验教科书（必修）为例[J].课程·教材·教法，2009（1）：68-71.

（责任编辑 周侯辰）