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1、让 实 验 走 进 地 理 课 堂上海尚德实验学校 高晓骏地理是一门内涵非常丰富的学科，地理学的研究对象主要是地球的表层系统，地理学的研究横跨自然科学和社会科学两个领域。实验是自然科学的主要研究方法之一，在地理教学中，实验也应该是不可或缺的。新的地理课程标准也强调要让学生体验地理学习的过程，了解研究地理问题的基本过程和手段。一地理实验的涵义广义的地理实验不仅包括课堂实验，还包括地理观察、地理调查和地理制作。本文研究的实验是狭义的地理实验，即课堂实验。它是一种运用器材和设备把所要学习的地理事物、现象及其变化过程在课堂中表现出来的教学方法，以模拟实验和教师演示为主，主要运用于自然地理内容的教学过程
2、，以说明宏观的自然现象和过程。二地理实验的作用1. 突破课堂教学难点的重要手段由于地理教学内容的特殊性，往往要求同学们在短短的40分钟，在小小的一间教室里去想象和理解发生在广阔空间，大尺度、长时间的地球演化和地理现象。在目前的教学中，我们通常利用多媒体辅助教学的手段帮助同学们学习这些内容，如：地球的运动，洋流等。但是，这依然是一种间接学习手段，依然是“看得见摸不着”。更重要的是，有些地理现象用多媒体根本就难以表达。在六年级南极地区一节中提到，南极大陆是一片“白色沙漠”。学生对于这个问题很难理解，怎么被冰雪覆盖的一块大陆会是一个像沙漠一样干旱的地方，南极不到处是“水”嘛。上海的冬天也罕有冰雪覆盖
3、的时候，学生们缺少直接的生活经验，六年级的学生还没有足够的物理知识，难以抽象的理解这一问题，我们的多媒体也很难表达这个现象。在教学中我设计了一个小小的实验，可以直观、迅速的表现这个现象，帮助学生们理解这一问题。二氯化钴晶体有一个很特别的性质，当它在潮湿环境中呈现粉色，略略干一点呈现紫色，在干燥环境中，结晶水全部失去呈现蓝色。利用二氯化钴的这一特性，人们将浸满二氯化钴的滤纸自然风干后，制成“晴雨花”来观察空气的湿度。在实验中，如图一，我将一朵晴雨花插在一块干燥的花泥上并置于一个烧杯中，烧杯用玻璃片盖住表面。上海的天气一般较为湿润，加之本节课教学的时间为5、6月份，晴雨花多呈现为粉色或紫色。接着，
4、将这个盛有晴雨花的烧杯置于一个冰水混合物的水槽中，几乎在一瞬间，晴雨花就变成了蓝色。在同学们的惊讶声中，大家亲眼见证寒冷是如何造就干燥的。这时，我请同学们走近观察，空气中的水哪儿去了呢？原来都在烧杯的内壁上。接着我发问“南极地区”空气中的水分呢？同学们很自然的得出结论，在寒冷的地方，水多以液体或固体形式呈现，故而空气是极其干燥的，称其为“白色沙漠”是恰如其分的。接下来，我可以一边上课一边将这个烧杯取出擦干，在室温中让花朵慢慢恢复本来的粉色，下课时可以让学生们亲手体验一下这个奇妙的过程。（本实验过程已申报国家实用新型技术专利）达芬奇有句名言，“实验是知识的源泉，智慧是实验的产物。”对于一些在传统
5、教学中难以突破的难点和重点，有时一个合适的实验就可以很好的解决。2. 创设情境让学生体验学习的过程看过一节美国中学生的生物录像课，课的内容很简单，教师提出问题“有哪些因素影响了我们的心跳速度？”，同学有的说“运动”，有的说“恐怖事件刺激”，还有的说“发高烧”等等。接下来老师就让同学们分组探究，“运动”一组开始上气不接下气的奔；“恐怖”一组开始躲在角落里看恐怖片；“发高烧”一组有点困难，一时间也发不了高烧啊，大家开始想办法，最后决定大量喝开水来提高体温。最后，分组发布实验数据。听完课后，有的同事质疑，这样上课学生的兴趣的确很浓厚，大家的精力也很集中，但是一节课的知识容量是不是太少了点！我是这样理
6、解这个问题的，知识可以通过传授让学生习得，但是发现的过程却只能通过实验来体验，更加重要的是，在实验中我们可以很好的培养学生学习地理的兴趣，这是其他教学手段很难替代的。在生活中，我们都知道“知易行难”的道理，在教学上，我们如果总是“纸上谈兵”的话，也很难培养学生踏实的学风。只有把他们丢到问题当中去，才能让他们学会实事求是，少犯“想当然耳”的错误。在六年级“学看分层设色地形图”一节中，有一个大家很熟悉的实验，就是用将马铃薯切成等高的多片，然后将每一片的轮廓垂直投影在纸上，一个“马铃薯等高线图”就轻松完成了。我不知道有多少人真正动手做过这个实验，这个实验其实并不轻松。在课堂教学中，将学生分成几组，交
7、代完任务之后，让组长上来选马铃薯，马铃薯形状不一，有的坡陡，有的坡缓，有的有断崖，有的有鞍部。马铃薯已事先切好，学生要做的就是将每一片的轮廓垂直投影在纸上。绝大部分同学都会选择从下向上，从大到小依次来绘制，第一片，很容易就完成了。第二片，问题就来了，同学们拿着第二片不知道怎样落笔了，怎么实现垂直投影呢？产生了问题之后，大家自然而然都停下来讨论，有的组说，中间扎个洞，垂直插一根牙签。达成共识之后，我给每个组发一个锥子，大家开始扎洞，扎完往里面插个牙签接着画。问题又来了，中心点是有了，但是马铃薯片可以绕着中心转啊，还是落不了笔。有的同学在画的过程中又发现问题了，刚才咱们大家扎的洞也不一定是垂直的啊
8、，咱们找的还不一定是中心点呢！大家开始想办法扎个垂直的洞，没什么良策，想着想着有同学发现，扎个垂直的洞也没用啊，马铃薯转还是没解决啊。“扎洞”方案彻底否定。这时，每组不再七嘴八舌的讨论了，而是围在马铃薯边上一边看一边动手比划一边想办法。孩子的潜能是无限的，加上还有“实践”这个老师，最后所有的组都可以很好的完成这一任务。在分组汇报时，大家都很激动地分享自己的经验，同学们的语言也流畅了，条理也清晰了。特别是拿到“鞍部”的那一组，兴奋之情溢于言表，因为他们经历的困难更加多，解决的困难当然就更多，体验也是最丰富。直到下课铃声响起，大家还抱着各自的马铃薯，饶有兴趣的欣赏着自己画的“马铃薯等高线图”。是什
9、么力量让学生喜欢你的课堂，我不由得想起了培根的一句话“知识就是力量”。一个恰当的实验，给予学生体验知识形成的过程，呈现出知识的细节，学生当然会非常乐意的接受。3. 让学生体验“反思”在研究中的的作用反思是一种美德，反思是更是一个人成长的关键。一名未来有发展的学生必须是一个善于反思，善于总结的人。因此我们注重学生反思能力的培养，使每个教师养成反思的习惯，使学生具有探究问题的热情，敢于质疑，勤于反思。达到这一目标谈何容易，找不到合适的反思载体，学生们的反思必然是空洞的，无价值的。一味的让学生们写反思，更会让孩子们产生反感。在培养学生学会反思方面，也许地理实验天生具有优势。地理实验模拟的一般是大尺度
10、，大范围的自然现象，这种模拟本身就会出现很多问题。加之地理现象的影响因素一般较复杂，我们的实验只可能体现其中一个或几个因素，不全面那是肯定的。这样一个先天不足的事物不正好可以让学生充分的质疑和反思吗！2007年上海高考题中涉及到这样一个实验。如图二，在水槽中间插一隔板，两侧分别注入同体积红色暖水（红色暖乙醇效果更好）与蓝色冷盐水，抽去隔板看现象。在教学中，这个实验可以用来模拟锋面，密度流等。在锋面的教学中，通过实验我们可以看到空气的运动和暖气团的爬升过程。实验做完之后，水槽中水的颜色慢慢由红、蓝分明变成统一的紫色。我们可以发问，“这个实验有哪些不足之处？”学生很容易根据眼前所看到的回答“现实中
11、冷暖空气不可能完全交汇变成温空气，而是有一个主导力量最终占领这个区域，实验显然没有反应出哪一个是主导气流”。在锋面的教学内容完成之后，我们可以再问，“这个实验还有哪些不足之处？”学生在思考之后能够发现“实验没能模拟出成云致雨的天气现象。”在发现了问题之后，让同学们思考怎样来完善这个实验。也许学生们很难再短时间内改良这个实验，但是在完善实验的过程中我们可以启发同学们深入思考地理现象，发现同学们理解上的误区。通过一个个充满了疑惑的实验，一次次的自我发问，在具体问题面前让学生们体验反思的力量。三地理实验的设计方法1. 找准课堂教学难点，寻找实验设计突破口一个高效的地理课堂实验应该是有明确针对性的，可
12、以很好的突破课堂教学难点，实验设计的起点就是找准课堂难点。当这样一个难点用语言、图片、多媒体演示都很难突破时，我们就应该想到地理实验了。在六年级埃及一节的教学中，尼罗河泛滥对埃及的影响，是教学中一个重点也是有待突破的教学难点。在教学中，谈到尼罗河泛滥的作用，学生很容易想到泛滥给这个沙漠地区带来了充沛的水源，往往忽视洪水退去之后，留在沙漠表面的淤泥和腐殖质（细土），而这恰恰是更加可贵的。怎样设计一个直观的实验呢？我们首先要明确教学难点是，让学生理解这些细土是帮助沙漠留住水源的关键。我们要让学生清晰地看到有细土覆盖和没有细土覆盖沙漠涵养水源能力的不同。很显然，我们要做一个对照试验。于是，我们想到如
13、图三，在试管一中我们仅仅盛有沙，在试管二中我们在沙面上撒上一些粉笔灰（模拟细土），接下来我们在两个试管中倒水。试管一中，水很快的渗入沙中，水无法留在表面；试管二中，水则留在了粉笔灰层，没有下渗，细密的土层很好的留住了水源，这样才能进行农业生产啊。当我自己在实验室做这个实验的时候，不难发现，细细一根试管里发生的变化很难让远在8米以外的学生察觉，怎样放大这种渗水的过程呢？我们会想到在沙中混和一些指示剂，遇到水就变色，这样最后一排同学也能看见了。最后我们在沙中混合了一些无水硫酸铜，这样可以让沙层在渗水时显蓝色。于是，实验现象是，试管一，沙层呈蓝色，试管二，则没有。就这样，一个实验设计好了，是否成功就
14、等待课堂教学去检验了。反思自己设计的一些课堂实验，当你一筹莫展时，回到课堂教学上，想一想我们需要解决的问题，静静地从实验结果反过去思考实验的过程，实验设计原来就这么简单。2. 他山之石，可以攻玉在课堂中，我们需要解决的虽然是地理问题，其实很多都是发生在地球表层的物理现象，只不过是比我们物理课上学习的尺度更大一点罢了。我们在实验设计中完全可以“拿来主义”，借鉴成熟优秀的物理实验。如图四，这是在物理教学中演示气体热传导的实验，实验演示简单，效果明显。一个密闭的玻璃罩，下部打两个孔，在一个孔下点燃酒精灯，另一个孔下点燃一支有烟的卫生香，烟并不垂直向上，而是在玻璃罩中形成环流。实验说明的是气体的热传导
15、是通过对流来实现的，实验装置在学校的物理实验室中现成就有。在学习大气环流、海陆风时我们都可以借鉴这个实验。甚至在帮助学生理解城市热岛引发的环境问题时，这个实验也有很好的辅助作用。还有很多实验，虽然不能完全照搬，但是稍加改造就可以很好的帮助我们解决实际问题。如图五，这是六年级科学水的净化一节中的一个实验，实验时从试管顶端倒入污水，通过层层渗透，试管底部流出的是洁净的清水。这个实验稍加改造如图六，就可以很好的帮助学生理解湿地的解毒、净化功能。（本实验过程已申报国家实用新型技术专利）周国平有一句话很耐人寻味，“人就是一支脆弱的芦苇，有时需要将另一支芦苇想象成自己的根”。地理实验设计也是这样的，别人实
16、验中的那怕只有那么一点点，我们也要让它扎根发芽最终成长成为为我所用的实验。四课堂实验中需要注意的问题1. 课堂实验的可操作性。许多地理过程、原理和规律并不能通过实验的方法加以认识，因而应该选择那些能够通过实验模拟、验证和探究的知识内容进行实验。实验过程要简单易行，每个环节都要切合实际，实验结果的显现要迅速。我看到过这样一个实验，如图七，装上沙土的烧杯A和B，B杯上用保鲜膜覆盖，两支温度计插入沙土中，用大功率的白炽灯照射烧杯，观察温度计。学生分组实验，完成表格。（如下）A杯（杯口开放）B杯（保鲜膜密封杯口）常温温度开灯5分钟后关灯10分钟后常温温度开灯5分钟后关灯10分钟后温度：温度：温度：温度
17、：升温：降温：升温：降温：实验结果是用保鲜膜密封杯口的杯子B升温慢降温也慢，杯口开放的杯子A升温会降温也快。大气层对太阳辐射有削弱作用，对地表具有保温作用；保鲜膜是透明的，但对灯光有一定的削弱作用，对烧杯内的沙土也具有保温作用。这个实验用保鲜膜模拟大气辐射既具有科学性也不失巧妙。这个实验我在实验室做过，结果也很明显，但是考虑再三我没有在课堂上让学生分组操作这个实验。这个实验结果的呈现过程实在太长了，长达20分钟。实验过程不是不可以长，学生做一张“马铃薯等高线图”也要20分钟，因为这个实验的主要目的就是让学生体验过程。而本实验则主要是为了那个实验结果，实验中15分钟的观察时间，学生基本上是在傻等
18、。所以我在课堂上忍痛放弃了这个设计的科学又巧妙的实验。2. 地理课堂实验的呈现方式应灵活多变绝大部分地理实验，我都主张在课堂上为学生亲自演示，有些合适的还可以让学生分组操作。但是实验的呈现方式不仅仅是在课堂上演示，有些结果显而易见的可以通过口述的方式，有些没有条件做的则可以通过观看录像的方式。在讲述“寒、暖流对沿岸气候的影响”时，我向学生口述了一个实验。“同学们想象一下，有两个烧杯，甲盛满热水，乙盛满冰水，我们分别在两个烧杯上覆盖一个玻璃片，会有什么现象呢？”同学们会说，甲覆盖的玻璃片下满是水珠，这热水蒸发的；乙烧杯壁上则是满是水珠，这是周围空气中的。暖流经过，好比是甲，蒸发旺盛，沿岸多雨；寒
19、流经过，好比是乙，抽走水分，沿岸干旱。这里涉及的实验非常简单，学生凭借着生活经验就可以想见结果，在课堂中用口述的方式则是为了更好的提高课堂效率。在学习“降水的条件”时，学生对于尘埃的作用不太理解。我在教学中播放了一个云室（一个充满过饱和水汽的超洁净玻璃容器）实验。在云室中打入一束射线，云室中出现一条水线，原本过饱和的水汽在射线粒子的轨迹上凝结成了水滴。这是一个视觉冲击力很强的实验，学生对于尘埃在降水中的作用将在很长一段时间内难以忘怀。这个实验，我们在教室里没有条件做，采用录像可以让同学们不错过这一很好的学习机会。大地保守着她的秘密，像处女守护着她的贞洁。在地理学习中，最吸引人的就是人类对大地永无休止的追问，作为一名地理教师，我要通过一个个地理实验把这种追问的精神传递给我的学生们。7
