實驗教學(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(guī)律，實現(xiàn)地理教育目標的重要手段。
筆者這里所說的實驗是廣義的地理實驗，它包括地理觀察、地理觀測、地理演示、繪制地圖、地理制作、地理參觀、地理調(diào)查等地理實踐活動。在教學(xué)過程中，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驗教學(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)動機創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)實驗學(xué)習(xí)動機具體來說，可以從兩方面入手：首先是在現(xiàn)實生活環(huán)境中創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，例如利用社會大課堂活動，學(xué)校每年的五月份都要組織學(xué)生“步行運河畔，倡導(dǎo)綠色出行”活動，利用這個社會大課堂活動筆者布置地理實踐活動內(nèi)容（比如運河的起止點、運河沿岸植被類型、不同河段采取水樣觀察水的污染狀況、分析原因等一些實踐問題），來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。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，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邊距），利用這個實驗活動來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，提高實驗學(xué)習(xí)的探究性教師要設(shè)置問題，鼓勵學(xué)生大膽猜測結(jié)論，利用實驗來驗證猜測的正確與否，使得實驗教學(xué)成為學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的過程。
比如前面提到的海陸熱力性質(zhì)的實驗。首先提出問題：一是燒杯中等量的水和細砂，放在太陽下曬30分鐘，哪一個溫度高？將水和細砂移入室內(nèi)10分鐘后，哪個溫度高，哪個溫度低？鼓勵學(xué)生大膽猜測。二是然后做這個實驗來驗證學(xué)生的猜測正確與否，并且進一步設(shè)問：為什么有這樣的變化，這體現(xiàn)了海洋和陸地的什么特點？三是最后得出結(jié)論。這樣就提高了實驗教學(xué)的探究性。所以，在實驗教學(xué)之前，我們要設(shè)置好問題，讓學(xué)生帶著問題，帶著猜想去探究，以此提高實驗的探究性。參與設(shè)計，提高實驗教學(xué)的開放性例如：在研究北運河水質(zhì)狀況的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以選擇查閱文獻資料、實地考察、社會調(diào)查、試驗等方法。首先給學(xué)生分組，讓各組學(xué)生自行設(shè)計研究的方案，最后由老師進行修改。之后各組按照自己設(shè)計的方案，去進行北運河水質(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，同時也提高了學(xué)習(xí)的開放性，符合課標基本理念，構(gòu)建了開放的地理課程。自主與合作，體現(xiàn)小組合作優(yōu)勢比如前面提到的地球的運動。在講到地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的特點時，讓學(xué)生分組做實驗，他們兩人一組，利用2個地球儀做地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的實驗。在實驗中一名學(xué)生手扶地球儀平放在桌子上充當太陽，另一名同學(xué)手拿地球儀一邊自轉(zhuǎn)還要一邊繞太陽公轉(zhuǎn)。實驗操作之后兩名同學(xué)完成填表總結(jié)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的特點。在這個實驗活動中，可以說既培養(yǎng)了學(xué)生合作的能力、動手操作的能力，也使學(xué)生通過實驗，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，開展實驗教學(xué)強化培養(yǎng)地理觀察能力地理課堂上經(jīng)常要做演示實驗，比如觀察模型、標本、計算機模擬實驗等。在做實驗前一定要向?qū)W生提出觀察實驗的要求，如：在講地球的公轉(zhuǎn)運動所產(chǎn)生的地理現(xiàn)象及對地球表面光熱分布的影響.首先提出的觀察任務(wù)，當?shù)厍蛟诓煌墓D(zhuǎn)位置時：觀察陽光直射點在南半球還是北半球？當沿自轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動地球儀觀察北極地區(qū)和南極地區(qū)的晝夜狀況如何？其次做好觀察前的準備工作，包括分組和分工，如：在這個實驗教學(xué)中兩人一組，一名同學(xué)手持電筒（代表太陽）一名同學(xué)手持地球儀（代表地球），還包括強調(diào)地球儀如何擺放、演示動作如何做規(guī)范等等。這樣才能保證觀察結(jié)果的準確性。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)要認真，也就是要把觀察到的結(jié)果隨時記錄下來。在這個實驗教學(xué)中強化培養(yǎng)學(xué)生的地理觀察能力。強化培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析和表達能力就像理、化、生實驗一樣，很多地理實驗都會產(chǎn)生一些數(shù)據(jù)，如何培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)據(jù)的分析和表達能力呢？例如學(xué)習(xí)世界海陸分布時，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)這個問題可以設(shè)計了一個實驗，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(qū)分出海洋和陸地，再按照不同的半球摘下來。其次，明確實驗步驟和方法。
數(shù)數(shù)、計算百分比、填表。這一步也是培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計數(shù)據(jù)的能力。再次，分析統(tǒng)計結(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)，進行統(tǒng)計、加工、繪制出世界的海陸百分比。這一步不僅使學(xué)生更直觀地認識到地球表面海洋多于陸地的結(jié)論，而且培養(yǎng)了學(xué)生對于數(shù)據(jù)的表達能力。如果我們針對每一次的實驗數(shù)據(jù)都有目的、有層次地設(shè)置問題，讓學(xué)生去進行分析和表達，我想一定能提高學(xué)數(shù)據(jù)分析能力和表達能力。強化培養(yǎng)對實驗現(xiàn)象的整合能力強化培養(yǎng)對實驗現(xiàn)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(guī)律和影響降水因素的一個實驗教學(xué)例子。首先要準備實驗教具（A、B兩塊冷玻璃板、C一盆熱水、D一臺電風(fēng)扇）做一個實驗：將冷玻璃、熱水盆、電風(fēng)扇放在一條直線上，然后打開電風(fēng)扇吹向熱水盆，一段時間后，讓學(xué)生觀察冷玻璃上出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？當然可以看到水珠，接著我問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)生直觀地認識到影響降水的形成因素：也就是需要動力輸送、濕潤的空氣、遇冷成云致雨。緊跟著我又做了這樣一個實驗：將B處的冷玻璃板移至A處，同樣的時間后，玻璃板上的水珠與B處有什么不同？為什么？學(xué)生通過觀察比較發(fā)現(xiàn)A處冷玻璃上的水珠少于B處，進而讓學(xué)生認識到海陸位置對降水的影響。這個實驗培養(yǎng)了學(xué)生對實驗現(xiàn)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(yīng)該關(guān)注這個能力，在地理實驗教學(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(nèi)容之前，給學(xué)生布置課下實驗作業(yè)，讓學(xué)生收聽北京電視臺晚上7點之前的天氣預(yù)報，并將北京市不同地區(qū)的氣溫值紀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于氣溫高低的影響。這不僅強調(diào)了實踐活動與課堂的有機結(jié)合，更強調(diào)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(nèi)容，開展實驗探究把抽象的內(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，比如說板塊運動、地質(zhì)斷層、地球的運動。地球運動這部分內(nèi)容我們在前面介紹了很多實驗，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、臺燈探究地球形狀對地表獲取光熱的影響等。這些實驗都是將間接的、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題比如說全球范圍內(nèi)的海陸分布、地形特征，中國范圍內(nèi)的地形分布、政區(qū)分布，甚至全球的大氣運動等。
學(xué)生很難看到這些內(nèi)容的全貌，因此掌握起來就變得困難重重。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，就會變得容易。我們可以利用地理實驗中的模型制作來解決這類問題。比如在教學(xué)中國的地勢和地形類型時，設(shè)計了地理實驗：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^(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。將抽象概念具體到真實的實例中例如在學(xué)習(xí)等高線內(nèi)容時，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)生沒有實際的經(jīng)歷，理解起來比較困難。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兩厘米的垂直高度依次切成幾塊。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、山谷、山脊等比較抽象的地理概念。把漫長的演變過程放到課堂中在地理教學(xué)中，有很多地球演變的過程，比如地殼的運動、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時間才能看出變化，我們?nèi)祟惒豢赡艿戎此鼈兊难葑冞^程，要了解這個演變過程，我們可以做地理實驗，使學(xué)生在短時間內(nèi)就可以通過觀察地理實驗感受漫長的演變過程。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)過漫長的變化，演變成為現(xiàn)在這個樣子。由于太漫長，我們不可能直接觀察到。由此我采用一個簡單的模擬實驗來說明。
用實驗展示人地關(guān)系問題例如在學(xué)習(xí)鄉(xiāng)土地理時的例子，任務(wù)是調(diào)查家鄉(xiāng)的河流，認識河流與人類生產(chǎn)生活的關(guān)系。筆者做了如下的課外考察活動：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。在另一個燒杯中放等量的自來水。二是在兩個燒杯中養(yǎng)同樣大小的金魚。三是觀察結(jié)果并分析實驗結(jié)果。四是揭示河流出現(xiàn)的問題。五是分析原因，提出治理措施。在這個課外實踐活動中通過學(xué)生的親身考察和親自實驗操作，發(fā)現(xiàn)問題、分析原因、提出措施，認識到家鄉(xiāng)水源污染問題及與當?shù)厝祟惿a(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、資源觀、環(huán)境觀和可持續(xù)發(fā)展觀。觀察真實的地理現(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)對生活有用的地理。
例如生活中影子的變化就可以說明地球的運動以及陽光照射角度不同對溫度的影響。所以我就設(shè)計地理觀察實驗，有三個問題：一天中學(xué)校旗桿的影子長短有什么變化？影子的方向有什么變化？氣溫有什么變化？從這三個問題入手來做觀察記錄，分析觀察記錄可以知道影子長短的變化說明陽光照射到地面的角度有所變化。影子方向的變化說明地球是在自轉(zhuǎn)的，氣溫的不同說明由于陽光照射到地面的角度不同，所以造成溫度的不同�？傊�，初中地理實驗教學(xué)策略是一種利用直觀、形象的地理實驗來展現(xiàn)地理現(xiàn)象和地理過程的教學(xué)方法。初中地理課堂依據(jù)可行性原則、針對性原則和啟發(fā)性原則，通過讓學(xué)生自己動手操作、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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