高中地理实验

• 达·芬奇有句名言：“实验是科学知识的来源，智 慧是实验的女儿。” • 教育学家苏赫曼认为：“实验能够提供探索的途 径，实验可以训练学生根据实验结果推导理论的 能力。” • 爱因斯坦说：重要的教育方法总是鼓励学生实际 行动，这正是实验教学所体现的精神。 • 有一个古老的教育谚语说：“告诉我，我忘记了； 演示给我看，我记住了；让我参与，我理解了”。 • 教育家陶行知主张“知行合一”，教学要让“教、 学、做”相结合，才能发挥它的功能。
3、高考改革的要求 、
近年来高考的命题越来越重视考查学生 的素质和能力,并重视考查学生的创新能力 和应用能力。在近年的高考试卷中也已经 出现了考查学生实验动手能力的题目；同 时在试卷中增加了开放性题目。
例1：2005年广东高考地理第35题
要求“设计一个简便易行的小实 验,以证明地转偏向力的存在，写出实 验用材,实验步骤和所得结论(8分)”。
例4：物体水平运动的方向产生偏向
• • • • • • • • 实验器材：地球仪一个；红墨水、蓝墨水各一瓶。 实验过程：①当地球仪静止时，在北半球从高纬度地区、南半球从低纬度 地区各滴一滴红墨水，让学生观察红墨水的轨迹；②转动地球仪(自西向东)， 在同样地点滴一滴蓝墨水，让学生观察蓝墨水的轨迹。 实验现象：红墨水和蓝墨水的轨迹不同，并且，北半球上的蓝墨水轨迹在 红墨水轨迹的右侧(沿墨水流向看)，南半球上的蓝墨水轨迹在红墨水轨迹的左 侧。 实验结论：地球上作水平运动的物体会产生偏向(赤道上除外)，在北半球 向右偏，在南半球向左偏。 迁移运用：演示实验结束后，教师再说明运动中的气流、洋流和河流都会 产生偏向。并提问以下三个问题，以加强理论联系实际，加深对偏向的理解。 ①在北半球向东流的河流主流会向哪一岸偏?(不考虑其它因素的影响应向 南岸偏) ②开始向东流的气流会偏转成什么方向?(北半球为东南方向，南半球为东 北方向，赤道上不偏向)。 ③南半球向北流的洋流会向什么方向偏转?(西北)
三、地理实验教学的类型 地理实验教学的类型
中学地理实验主要是在于演示地理过程、 探究规律，培养学生的综合观察能力和操 作能力，促进学生素质的提高。但又受到 教学进度的限制，因此，可以采用多种方 式进行。 地理实验类型的划分可以有不同的角度。
1、演示实验与探究实验 、
• 按照实验的性质，可分为演示实验和探究实验 （1）演示实验 是指利用地理实验器材，采用演示手段，使 学生获得地理ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物感性认识的一种方法。 • 例如，在教学高中地理“地球自转的地理意义： (三)物体水平运动的方向产生偏向”这部分内容 时，设计以下演示实验，并引导学生观察、分析 实验现象，从而得出实验结论。
（2）模拟实验
由于地理事物空间分布上的宏观性和 时间演变上的漫长性（或瞬间性），地理 教学不可能将许多自然过程直接进行演示， 但是可以使用一些替代材料，设置一些类 似的条件或环境，模拟地理演变过程。实 际上，大部分地理实验都是模拟实验。
• 计算机模拟实验是指用计算机技术模拟演示地理 现象、过程、规律等，使学生直观地获得地理知 识的一种方法。 • 高中地理教材中有许多学生无法感知的遥远地理 环境，如天体系统、天体运动等，以及许多难以 观察的大尺度地理环境和现象，如大气运动、水 循环、洋流运动等，这些地理现象、过程、规律， 超出了学生的感知范围，是学生学习和教师教学 上的难点，则可以通过计算机多媒体技术立体、 直观地模拟出来。
高中地理新课程中的实验教学
刘恭祥 福建师范大学地理科学学院 liugx109@sina.com 2008.7.4 福建福州
一、地理实验教学的依据
1、学科特点的要求 、
地理学研究的是人地关系的一门综合 性学科，包括自然和人文两大属性，是自 然科学的重要组成部分，具有很强的实践 性。 地理课程标准中已经将地理学科划归为 “人文与社会”和“科学”两个学习领域， 明确了地理学科具有的的理科属性和实验 属性。
综上所述,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,精心设计实验,让实验在地理教学 中最大限度地发挥作用。 因此，地理实验教学是保证新课程顺利 实施和高考改革的必然要求。
二、地理实验教学的涵义
地理实验教学是指师生使用一定的设备和材料，模拟 地理现象的发生、发展过程，或制成模型，通过操作和观 察，认识地理事物的特征、规律、成因和原理的教学方法。 • 实验教学是一种直观、形象的教学方法，它通过实验 手段，高度浓缩地展示人们认识和发现某一知识、原理的 过程，让学生在较短的时间内获取知识、巩固知识或培养 实际操作能力，并为掌握其它知识打下基础。 • 实验教学法在物理、化学等自然科学的学科教学过程 中应用较为广泛，其中的功效也尤为明显。但地理作为自 然科学的一个分支，在揭示地理事物的分布、发展、变化 规律时，不能忽视实验教学法在地理教学中应用。 •
如图所示
2、课内实验与课外实验 、
• 按照实验所在的地点，可以分为课内实验 和课外实验等。 （1）课内实验 指在教室内就能够完成的实验，所需要 的时间一般比较短 。
例6：热力环流形成的实验
• 材料：长方形的玻璃缸（长100 cm，宽30 cm，高40 cm 左右），塑料薄膜，一盆热水，一盆冰块，一束香，火柴 等。 • 实验步骤： （1）将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端。 1 （2）用平整的塑料薄膜将玻璃缸上部开口处盖严。 （3）在塑料薄膜的一侧（装冰块的盆上方）开一个小洞。 （4）将一束香点燃，放进小洞内。 • 观察烟雾在玻璃缸内是如何飘动的。你们发现了什么规律？ 由实验可以得出什么样的结论？
例2：2005年上海市高考地理题
“我国西北某地绿洲和临近荒漠某年六 月一日(晴天)近地面大气温度和水平风速日 变化状况,读图计算并回答问题。” 该题除了考察学生的读图技能外,还添 加了一句“如果从其他角度研究绿洲和邻 近荒漠的小气候差异,你为还可以选取哪些 气象要素进行比较研究。请写出研究课题 的名称。”
4、利用实验结束课程 、
例8：褶皱山的形成
例9:模拟流水侵蚀地貌的形成 模拟流水侵蚀地貌的形成
四、地理实验设计的基本要求
• • • • • 简易性 针对性 典型性 直观性 启发性
五、地理实验教学的开展
一堂课的导入和结束、学习情境的创 设、重点和难点的突破等是课堂教学中的 重要环节 ，实验教学都可以在上述环节中 发挥积极作用。
1、利用实验导入新课 、
• 例10：在学习“大气的受热过程”这部分内容时， 可以设计这样一个实验：在室外放两个瓶子，一 个是空瓶，一个里面装有CO2气体。两个瓶中各 插入一支温度计，此外再在露天放一支温度计。 • 在阳光下放置一段时间后，观察三支温度计的数 据状况。这时学生会发现三支温度计的温度并不 一样，马上就会开始讨论起来。 • 于是老师趁机引导学生思考为什么三支温度计的 数据有差异？大气又是如何受热的呢？然后根据 学生的回答把他们带回到课堂中去学习相关知识， 整节课学生的学习积极性都非常高。
（2）课外实验
• 指利用现实中存在的地理事物或地理 过程，在教师的指导下，应用一定的仪器 或工具设备，利用课外时间，通过学生独 立作业或实地操作，引起要观察认识的现 象或使其变化，获得对地理事物亲身感受 来掌握地理知识的一种方法。 • 这类实验一般时间比较长，多安排在 课外进行。（因为课外的时间比较充裕）
（2）探究实验
探究实验是指教师或学生提出问题、 学生设计实验方案、自己动手进行的实验， 同时，教师给予指导。 学生探究性实验是地理实验教学最理 想的状况，它可以激发学生的学习兴趣， 获得生动而直观的感性认识，加深学习印 象，形成正确的概念，对学生能力的培养 更是多元的。
例5：制作自流井模型
• 如在学习了潜水和承压水后可以让学生自己设计 自流井模型探究自流井、承压井和承压水的关系 等。 • 在长方形盘子的底部铺上一层黏土，使一端较高。 在黏土上面铺上4cm的湿沙。再在湿沙上面放一 薄层黏土，注意使它紧紧封住盘子的各边。把漏 斗插入较高端，使其底部到达湿沙层。在较低端 插入一根短吸管，也使其底部到达湿沙层（以上 步骤由师生共同配合完成）。然后学生向漏斗中 缓缓加水，并注意观察吸管中水位高度。然后不 断改变吸管的长度，观察其变化。
2、利用实验创设学习情境 、
• 例11：学习“火山”时，可让学生做如下实验：准备若干 泥土。将铝粉与氧化铁粉末充分混合后，用泥土覆盖在上 面拢成一个山体的形状。把镁条从上部插入铝粉中并空出 一个细长的通道。点燃铝粉，制造高温环境，随即发生焰 火反应。反应过程中放出大量的热，向外界喷射出如烟花 状的火星。生成的铁变成铁水从顶部溢出，就像火山喷发 的熔岩。 • 该实验形象生动，较好的模拟了火山喷发的情境。实验完 成后趁热打铁让学生探究火山是如何形成的？山体的形状 是怎样的？喷出的岩浆冷却凝固后形成的玄武岩有什么特 点？这样在课堂中强调学生的动，强化思维加工和知识获 取的过程，推迟结论的呈现时间。
2、课程标准的要求 、
新课标在基本理念方面提出“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”（P.2）。 新课标在课程目标的“知识与技能”方 面要求“学会独立或合作进行地理观测、 地理实验、地理调查”（P.5）。 新课标的内容标准则在多处提出地理实 验的建议，如“利用身边可以找到的材料 （如透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶等） 和温度计，做一次模拟大气温室效应的小 实验。”（P.8）
例3：2007年上海高考题7—9题就 是一组关于模拟实验选择题
模拟某一天气系统（图）：在塑料盒中 间插一隔板，两侧分别注入同体积红色暖 水（代表暖空气）与蓝色冷盐水（代表冷 空气）。
7.在向上抽出隔板后的数秒内，冷暖水之间 （ D） • A.出现水平交界面，蓝色水在上 • B.出现水平交界面，红色水在上 • C.出现倾斜交界面，蓝色水在上 • D.出现倾斜交界面，红色水在上 8.该实验模拟的天气系统是 （ B） • A.气旋 B.锋 C.高气压 D.低气压 9.该模拟实验存在的主要不足是 （ A） • ①没能模拟出主导气流的运动方向 ②没能 模拟出成云致雨的天气现象 ③没能模拟出冷锋 与暖锋 ④没能模拟出冷暖空气的密度差异 • A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
例7：水土流失的实验
3、真实实验和模拟实验 、
• 按照使用的仪器和材料不同，可分为真实 实验和模拟实验等 （1）真实实验 真实实验是使用与自然界实际发生的过 程基本相同的材料和顺序进行的实验，它 能给学生带来亲身的体验和感受，只是在 规模或细节上有所不同。
例7：“沉积物分选”的实验
• 如在学习沉积作用时，可以用下面的实验观察自 然界的沉积作用是怎样进行的？ • 将同样比例的碎石、粗砂和黏土完全混合，放入 一只玻璃瓶中（不超过容量的一半）。将玻璃瓶 用水注满，盖上瓶盖，剧烈振荡，然后让瓶子平 放，使瓶中物质自然沉淀。让学生观察沉淀成分 的排列顺序，是否是大颗粒在下部，黏土细粒在 上部。在这个实验中，所用材料以及沉积过程与 自然过程基本一样，只是缩小了规模，放在玻璃 瓶里进行的。
3、利用实验突破重点、难点 、利用实验突破重点、
• 例12：“外力作用：风的侵蚀、搬运作用”这部分内容， 学生往往缺乏实际生活体验，较难理解，讲解时可以作如 下实验： • 准备五个平底盘，盘中分别装满泥土、细沙、砾石和沙的 混合物、湿沙、湿泥。用电风扇或吹风机对着每一个盘子 吹风。注意，出风口与每个盘子的距离要相等。改变角度 再吹。然后在每个盘中放入一支铅笔等障碍物，再观察对 这些物质的影响。边做边让学生观察并记录现象，最后引 发学生思考：哪种物质最容易被风吹走？水分对风带走这 些物质有什么影响？障碍物是怎样影响风吹的效果的？当 沙砾混合的地区遭到风蚀时，砾石会怎么样？实验形成了 怎样的沙丘？如果有植被，沙丘会怎样？……通过这个实 验，这些问题马上就迎刃而解。