试论中学地理教学中的实验教学，本文主要内容关键词为：试论论文,实验教学论文,地理论文,中学论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
随着教育改革的深入和素质教育的不断发展，我们已经认识到培养提高学生的地理学科能力是中学地理教学三项任务的核心。2003年教育部颁布的《普通高中课程方案(实验)》将地理学科划归为“人文与社会”科学和“自然科学”两个学习领域，这就为地理实验教学的实施提供了充分的依据。新课标的基本理念和要求方面提出“倡导自主学习、合作学习和探究学习，开展地理观测、地理考察、地理实验、地理调查和地理专题研究等实践活动”。地理实验通过利用地理实验器材、仪器设备、教具或多媒体设备等教学设备的实验手段，揭示地理事物的分布、发展、变化规律的过程，具有激发学生的求知欲望，调动学生的学习兴趣，理解和深化所学过的地理知识、概念和理论，有利于转变学生的学习方式。掌握观察和分析地理事物的方式、方法，提高学生的动手能力，有利于培养学生的地理思维和创新能力。
一、地理实验教学的含义
地理实验教学是一种直观、形象的教学方法，它通过地理实验手段，高度浓缩地展示人们认识和发现某一地理知识、原理的过程，让学生在较短的时间内获取地理知识、巩固知识和印证所学过的地理知识、概念、理论或培养实际操作能力，并为掌握其他知识打下基础。地理实验教学是教师将地理实验置于一定的地理教学情景下，为实现一定的地理教学目的，而展开的一系列实验教学活动。地理实验目前分为两种，一种是广义的，一种是狭义的。
广义的中学地理实验，不仅出现在地理课堂(包括教室和实验室)，还出现在家庭、社会，使地理教学与自然结合、与社会结合、与现实生活结合、与当地经济建设结合。它包括地理观察、地理调查、地理制作、地理实验等。狭义的中学地理实验，即运用一定的器材和设备，人为地使所要学习的地理事物和现象及其变化过程表现出来，以获得和验证地理知识的实验。
从地理科学的角度来思考，狭义的地理实验不能包括地理教学中涉及的所有的实验内容，所以要更充分全面地研究地理实验就要从广义实验入手。
二、中学地理实验教学设计的基本原则
1.实验须具有简易可操作性。实验的设计应从实际出发，用既简易又预期效果好的器材做实验，难度不宜过大，不能为了做实验而设计一些高难度的复杂实验，以免画蛇添足、弄巧成拙。同时地理实验教学一般没有现成的实验器材，大多需通过教师自己准备或发动学生搜集，因此也使实验力求简单。
2.实验应具有明显的针对性。地理科学与物理、化学等其他自然科学相比具有自身的特性，地理事物和规律更多的是无法通过实验的手段再现出来，地理实验教学不具有普遍性，因而在地理教学过程中应有针对性地选择那些通过地理实验能够更直观、更有效地理解、掌握地理知识的内容进行实验。
3.实验应具有典型性。教师对实验内容的选择还必须突出教学中的重点和难点。要设计一些不会干扰正确概念形成的实验，使学生对地理现象和地理过程具有深刻的印象，防止由于实验的不典型而造成学生对地理知识产生负迁移。
4.实验必须有启发性。实验是人们认识世界和发现世界的一种重要手段，是进行直观教学提供感性认识的一种方式，是发展学生科学思维的一种方法，是培养学生创造能力的一条捷径。这就要求教师在设计实验时要考虑实验的启发性，并在实验过程中通过分析、启发性提问引导学生得出实验结论。
三、地理实验的基本要求
1.要有明确的地理实验目的。要验证什么，探索什么地理规律、原理，达到什么目标。这是实验目的，是实验设计的出发点。
2.实验前要做好充分的准备。制定好实验计划，准备好实验需要的用品，分好实验小组。
3.重视实验过程中的指导。引导学生注意观察演示实验的主要特征；巡视全班实验情况，及时发现问题，进行解释和引导。
4.安排实验的步骤和具体做法。明确实验的操作步骤和具体的做法。
5.做好实验评价。教师要鼓励自己动手做实验的学生，在实验中表现出的认真动脑筋、做笔记、提出问题、善于思考的态度给予表扬，及时发现闪光点。
四、地理实验的分类
现在的地理实验可以大致分为以下几种，即野外地理考察、室内地理实验和虚拟地理实验等。
(一)野外地理实验是以现实地理环境为实验对象，以某一有代表性的地区为例，对现实各种地理环境及其组成要素进行考察访问和调查，并对其结果进行归纳、演绎上升到理论、模型的过程。由于其实验对象是野外的地理原型，也可称之为野外原型实验。如：呼和浩特市大青山野外考察中地质、地貌知识的探究教学。
1.明确教学目标：学习典型的背斜、向斜、褶皱等地质构造以及由此形成的各种构造地貌类型，并分析山地地貌成因。
2.能很好地鉴别岩石种类，学会使用罗盘测量山体的走向、倾向、倾角；并运用人地关系可持续发展理论解释河谷上建立一个高尔夫球场的利与弊。
3.观察地质刨面、组成岩石地貌类型以及利用现状。
4.学生之间和师生共同探讨和交流。
5.解释山地地貌类型，提出如何利用山地地貌资源和保护山地生态环境的问题。
6.写一篇考察报告或一篇考察感想。
野外考察是一种教学辅助活动，能使学生的眼耳口手同时得到锻炼，既能激发学生的学习兴趣，培养学生的观察能力和实践能力，还能使学生对周围的地理环境有更进一步的了解。野外考察把学生学到的理论知识运用于实践之中，在培养学生解决实际问题的能力方面，有着不可替代的作用。通过野外考察实践，使学生感到乐趣，增强了学生的思维能力和独立获取地理新知识的能力，激发了他们渴求知识的欲望。
(二)室内地理实验是以参照野外原型构建的模型为实验环境，并模拟出各种环境要素，以及模拟各要素彼此作用，进而得出相关结论或模型的过程。室内地理实验是以模型为实验对象的，所以也可称为室内模型实验。这两种实验方式总体而言是以现实为主，是实实在在的客观现实存在，实验的过程主要是物质、能量流彼此转化的过程。如学习第一册(人教版)第二章“地球上的大气”第一节“冷热不均引起大气的运动”中：①探讨“地表水平运动的物体受地球自转偏向力影响”这一地理意义时，可以将学生分成若干个学习小组，分别在静止和匀速自西向东转动地球仪的同一位置上滴一滴墨水，演示静止的地球与实际自转中地球表面物体运动轨迹的差异。启发学生探讨：为什么存在这种差异？实际自转中地球的南北半球物体如何偏向？然后利用实验室的水槽，注入自来水，做“水流漩涡实验”，观察漩涡流向，请同学们用实验验证讨论的结果；②探讨热力环流的形成原理时，结合课本“活动”材料和实验步骤，课堂采用小组合作方式，利用相关教具做玻璃缸内冷热不均产生烟雾漂动的实验，使学生直观认识热力环流的成因。学习第一章“行星地球”第三节“地球运动”：探讨“地球自转产生昼夜交替现象”这一意义时，学生自己动手用手电筒表示太阳，照射地球仪观察昼夜半球的分界线——晨昏线，讨论该分界线与手电筒光线的关系，演示地球仪自转，启发学生思考晨昏线的移动方向，进一步解释昼夜交替的原因等。通过实验使学生在轻松、有趣、生动的实验中获得了直接经验，体验到合作、探究学习的乐趣。
(三)虚拟地理实验则是参照野外原型实验和室内模型实验，应用计算机对现实环境、现实环境要素以及其中各种关系和过程进行重构，应用计算机的计算和模拟能力，对实验过程进行模拟、得出结论并可继而反馈到客观现实的过程。虚拟地理实验又可进一步细分为简单虚拟地理实验、混合虚拟地理实验和完全虚拟地理实验等几种类型或发展阶段。不同于前两种实验方式，虚拟地理实验中主要是信息的流动，是一种虚拟的过程。如：高一(必修)上册全球性的大气环流的内容比较抽象，难以理解。通过计算机虚拟“三圈环流”的形成过程以及季风形成原因，使学生建立起完整的空间概念，也为以后的内容学习打下了基础。
五、地理实验教学的作用
1.利于激发学生的学习兴趣，强化地理学习的动机。
兴趣是影响学生选择接受教学信息的重要因素，也是激发学生学习的动机、吸引学生集中注意力的首要条件。地理实验具有真实、生动、形象的特点，尤其对中学生有很强的吸引力，如让学生观察“火山喷发的实验”，他们的注意力高度集中，实验现象使他们兴趣盎然，从而激发学生的求知欲，进一步调动学生的实验的欲望。通过学生的亲自动手做地理实验，满足学生的操作欲望，并获得成就感体验，形成积极的情感，进一步强化地理学习的动机，形成地理学习的良性循环。
2.利于培养学生的动手实践能力。实验器具的制作和操作是一个手脑并用的过程，能提高学生的动手能力。在高一(必修)第一单元地球运动的地理意义中地球自转的模拟实验。可采用以下步骤：首先，请同学用自己的手转动地球仪，正确演示地球自转方向；然后，分别从北极南极上空看，观察地球自转方向，用手电照射地球仪观察地球自转时昼夜更替现象。地理实验能调动学生的学习主动性，使学生在客观真实的学习环境中观察分析和解决问题，培养学生的实际操作能力和动手能力。学生从自己的经验中学会认知，并构建自己的认知。
3.转变学习方式，提高学习能力。有一个古老的教育谚语说：“告诉我，我忘了；演示给我看，我记住了；让我参与，我理解了”。实验教学强调演示与参与，它能够有力地改变被动接受式的学习方式，让学生在实验设计、实验操作、实验观察记录、实验分析研究的过程中主动获取知识，得出结论。
4.利于培养学生的地理能力。中学地理实验教学是具有综合性、开放性和实践性的地理教学活动。学生从地理实验中获得地理知识，学会地理思维与方法，发展各种地理能力，形成正确的情感、态度、价值观。地理实验包括实验设计、实验操作、实验观察记录、整理记录资料、分析研究得出结论等多个环节。在整个实验过程中，需要学生感知和观察，去发现一些重要现象，从而培养地理观察、观测的能力和地图、图表的绘制等地理技能。地理实验教学能更好地培养和发展学生将来所需要的诸多地理技能。在研究原因、结果形成概念的过程中，通过分析、比较、判断、推理等，能培养逻辑思维能力和归纳、分析能力；此外，还能够培养组织能力、实际操作能力、解决问题的能力等。
5.利于培养创新人才。学生在做地理实验时，不仅获得了知识，更重要的是发挥了智力智能，学到了获得知识的能力和方法，培养了大胆创新、积极思维的精神。教育实验证明：地理实验教学与中学地理教学效果成正相关，地理实验教学可以提高地理教学质量，优化地理教学过程，激发学生学习地理的积极性，促使学生地理素养的形成。它是培养学生创新精神和实践能力的一种有效的教学活动。
6.培养学生的科学研究方法。地理实验和野外实习可以使学生获得一定的直接经验，受到规范的实验和实习训练。如：地理实验教学从实验设计、实践操作、实验观察记录、整理记录资料、分析研究资料、得出结论等教学活动过程中培养学生科学研究方法。野外观察训练，要根据观察的目的任务，结合观察的特点，按一定顺序、整体和局部结合起来进行观察，还要对观察成果进行口头或书面的总结。这些对培养学生的科学研究方法都是十分必要的。地理试验和实习还能对学生进行理论联系实际科学研究方法的训练。
六、地理实验教学中应注意的几个问题
1.在实验教学实践中，教师的角色必须改变。应该从传统的教师中心模式中解脱出来，扮演好主导的角色；从单纯的讲解原理为主转变为设计教学为主；从训导者转变为启发者、帮助者、组织者、指导者和促进者。
2.最大限度地利用实验设备资源，使这一教学资源得到共享。有些学校地理实验教学设备虽然齐全，但大多数束之高阁，造成极大的浪费。试验设备的价值是在教师学生的实践使用中体现出来的，使用率是评价教学实践效果的重要标志。
3.必须加强地理教师的实验和科研能力培养。地理实验的形式越来越多样，利用现代教育手段(计算机模拟实验等)越来越频繁，特别是现代教学手段在提高实验教学效果上具有不可替代的重要作用，若教师没有相应的知识技能，地理实验教学也只能是“纸上谈兵”。
总之，地理实验教学是在教师指导下，以学生的学习、体验和科学探索活动过程为主的地理教学活动。无论从学生发展方面、课标与教改方面，还是命题与考试方面，都说明地理实验教学的重要性。广大地理教师应该结合教学，敢于尝试，不断创新，寻找多种有利于学生全面发展的地理实验教学，让实验在地理教学中最大限度地发挥作用。