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1、1高中自然地理简易实验设计初探高中自然地理简易实验设计初探河南省安阳市实验中学平原路校区（455000） 马守知自从 2005 年广东高考题出现了地理实验的新颖题型，大家对中学地理实验 的研究越来越重视。实验是科学探究的基本方法之一，地理的学科属性决定了 它具有很强的实践性。目前地理学发展的趋势之一就是“从过程入手采用实验 和微观研究的方法，探讨地理事物的成因和变化机理” 。新课标正是顺应了这种潮流对地理实验教学首次提出了明确要求“一、 知识与技能 4学会独立或合作进行地理观测、地理地理实验实验、地理调查；掌握阅读、分析、运用地理图表和地理数据的技能” 。新教材中出现的地理实验主要是模拟实验，
2、集中分布在必修 1 的 自然地理部分，教材在活动部分有不少实验设计的建议，我结合多年的教学实 践将部分较成功的、简单易操作的改良实验设计与大家分享。一、一、 宇宙环境宇宙环境1. 地转偏向力存在的证明地转偏向力存在的证明 （1）实验材料：有轴的球状物，如地球仪、塑料球，撑开的雨伞等；钢笔 （2）实验步骤：将球状物的虚拟北极点向上，在球状物上滴适量的墨 水；正确模拟地球自转方向，自西向东旋转；观察并描述墨水流淌痕迹偏 转的方向；再次虚拟南极点向上，重复步骤，但旋转方向与相反。 （3）实验现象及结论：雨伞远动时伞上水流的流向和雨伞静止时水流的方 向相比发生了偏移。本实验可证明地球表面的物体在作水平
3、运动 时，运动方向发生偏转。 2. 测量正午太阳高度测量正午太阳高度 （1）实验材料：长 1m 左右的木杆或竹竿（作圭杆） ；长 2m 左右的绳子和钉子（在地面上画圆弧用） 、刻度尺、量角器等。 （2）实验步骤：选一块平坦开阔的空地，将圭杆垂直插 入地上。见图 O 点处；以 O 点为圆心，以上午某时刻杆影 OA 为半径画弧 AD，并画出 OA 线；当下午某时刻的杆影末端落 到 AD 弧与 B 点时，画 OB 线；作AOB 的角平分线 OC； 第二天当杆影 OE 落到 OC 线上时，就是当地地方时正午 12 点， 同时OEP 就是当日的正午太阳高度角。 （3）实验结论：通过圭测法可得出正午太阳高
4、度最大时刻的 某地所在的经线时刻即为正午 12 点，说明当地正午 12 点的太阳 高度就是该地一日内最大的太阳高度。如以北京时间作参考，还可计算出当地 经度。二、二、 大气环境大气环境1. 简易热力环流模拟实验（方案一）简易热力环流模拟实验（方案一） （1）实验材料：1.5 升透明矿泉水瓶 1 个、 红色蜡烛 1 支、打火机、剪刀 （2）实验步骤：在矿泉水瓶中部侧壁按2照蜡烛长短剪一圆孔；将蜡烛粘置一平面上并点燃；将透明矿泉水瓶罩在 蜡烛上，孔正对烛焰； （3）实验现象及结论：烛焰飘向背离圆孔一侧，说明瓶内气压低，瓶外气 压高，形成环流。实验可进行开孔前后烛焰比较。 热力环流模拟实验热力环流模
5、拟实验(方案二方案二) （1）实验材料：长方形的玻璃缸(长 100 厘米.宽 30 厘米,高 40 厘米) 胶合板(一侧开有一个小洞)或塑料薄膜一盆热水一盆冰块一束香火 柴 （2）实验步骤：把一盆热水和一盆冰块分别放入玻璃缸内的两侧；盖 上胶合板,有孔的一侧对着冰盆；点燃香,垂直从小孔插入适当深度（小孔应 对着装冰的盆,因为装冰的盆一侧气流是下沉的,效果明显） 。（3）实验现象及结论：烟雾先在冰块一侧下沉，后在热水一侧上升，形成 环状。结论是冷热不均形成热力环流。 热力环流模拟实验（方案三）热力环流模拟实验（方案三） （1）实验材料：长方形的玻璃柜电炉一盆冰块纸片胶带方 桌 （2）实验步骤：在
6、方桌两侧按照玻璃槽长度分别放置一个电炉（有导线 连到外）和一大盆冰块；在玻璃槽底面中部的内壁贴一张下垂的纸片 A，在 方桌中部贴一张竖立的纸片 B；将玻璃槽倒扣在电炉和冰块上（使电炉距纸 片 B 距离稍远一些） ；在电炉通电一段时间之后，观察纸片 A、B 的振动情 况。3（3）实验现象及结论：纸片 A 飘向冰块一侧，纸片 B 飘向电炉一侧。说明 玻璃柜内形成顺时针的热力环流。 2.2.模拟锋面模拟锋面 （1）实验材料：玻璃水槽、隔板、红蓝墨水、食盐、冷热水、搅拌棒 （2）实验步骤：在水糟中间插入隔板一侧倒入冷水，一侧倒入热水； 在冷水中加入适量食盐和几滴蓝墨水，热水中滴入几滴红墨水，搅拌均匀；
7、 将隔板缓慢提起，观察现象。 （3）实验现象及结论：蓝色冷盐水和红色热水分层明显，形成一个交界面， 红色热水在上层；冷暖气团相遇时形成一个倾斜的交界面（暖而轻的气团在上 面，冷而重的气团在下面） ，即锋面。3.模拟气旋与天气模拟气旋与天气 （1）实验材料：广口玻璃瓶、透明玻璃隔板、一块冰、一杯热水 （2）实验步骤：在玻璃瓶中倒入热水； 将透明玻璃板盖在瓶口； 在玻璃板上放入冰块一段时间，观察玻璃隔板底部变 化； 然后将玻璃板慢慢抽出，让冰块盖在瓶口继续观察。 （3）实验现象及结论：首先会发现瓶内有水汽上升在玻璃 隔板底部凝结成水珠，玻璃板抽出后，冰下部受热融化在瓶内 形成“降雨” 。气旋控制下
8、的地区会出现阴雨天气。 4.二氧化碳的温室效应模拟实验二氧化碳的温室效应模拟实验 （1）实验材料：带胶塞广口瓶（4 个） 、温度计（2 支） 、玻璃管、红墨水、 二氧化碳气体两袋、手表、纸笔等文具 （2）实验步骤：将二氧化碳气体充入两个广口瓶，用胶塞塞紧； 将温度计 A 放进盛空气的瓶中，将另外一支温度计 B 放置在盛 CO2的瓶中； 在玻璃管中滴入红墨水，使红墨水滴位于中间，并将另两瓶连接； 将此装置放置在阳光下，保证两支温度计接受同样的光照射，然后观察升温 过程，每隔 1 小时观察一次温度计，并记录温度。4（3）实 验现象及 结论：3 小时 后，两个 温度计的 显示，温度较高的是 A；红色
9、墨水滴向盛有空气的瓶一侧移动。原理：玻璃瓶 能让太阳短波辐射透射进来，使瓶内温度增高，CO2能吸收瓶壁放出的长波辐 射，从而使盛有 CO2的瓶中温度上升的快，气体膨胀较明显，这是因为 CO2具 有较强的增温效应。三、三、 陆地环境陆地环境1.演示水循环演示水循环 （1）实验材料：透明平底盆、透明塑料纸、橡皮筋、小瓶、沙子、水等 （2）实验步骤：在一个平底盆中加适量的水，直至水盖 满盆底。把一个装满沙子的小瓶放入盆中； 用透明的塑料纸盖住盆，用橡皮筋扎住盆口，并把一块小石头 放在塑料纸上，压住塑料纸；小石头要放在装沙小瓶正上方； 将盆放在阳光下直晒，过足够长的时间后观察。 （3）实验现象及结论：
10、首先是塑料纸上有水珠凝结，然后水 珠沿着小石块下压的方向聚集，水珠往装沙的小瓶下滴，最后小 瓶中的沙由干渐湿。它模拟的是蒸发、水汽输送、水汽凝结、降水的水循环过 程。 2.模拟河流侵蚀作用的不同类型模拟河流侵蚀作用的不同类型（1）实验材料：一定长度的塑料盒、砂土、一面小旗、水（2）实验步骤：将塑料盒呈一定角度的放置，并在盒内铺满一定厚度、粗细不均的砂土，将一面小红旗插在接近塑料盒顶端的砂土中；对着距离小旗一小段距离的砂土处浇注水流，让学生观察经过流水冲刷后，模拟的河流在深度、宽度、长度上发生的变化。（3）实验现象及结论：尽管流水开始冲刷砂土的位置距离小红旗有一段距离，但是最后小红旗周围的砂土也
11、松了，小红旗倒了，说明河流会向源头方向侵蚀，使河流变长。经过一段时间的流水冲刷，在河流上游可以看到塑料盒的底部，说明在河流上游主要有向下的侵蚀，5使河流变深。在河流的下游，河流变宽了，说明存在向河流两侧的侵蚀。3.改进实验一：模拟山前洪（冲）积扇改进实验一：模拟山前洪（冲）积扇（1）实验材料：一杯细沙小米、绿豆、黄豆混合物、一本书、一张白纸。（2）实验步骤：将白纸平铺在桌面上；将书本打开并倾斜放于桌面上；将混合颗粒物自书本的中缝从高处向下缓缓倾倒；观察在白纸上形成的堆积体的外形特点。（3）实验现象及结论：从实验结果可以明显地看出堆积体具有山前洪积扇的扇形特征。但洪积扇扇顶颗粒较细，为小米；扇缘
12、物质较粗，为绿豆、黄豆。此结果与现实中洪积扇前不同颗粒物分选情况正好相反（实际情况为：洪积扇扇顶堆积的是粗大的砾石，由扇顶向扇缘的堆积物颗粒逐渐变细） 。其中原因可能是，混合物自书本的中缝从高处向下缓缓倾倒时，倾倒的物质主要受重力及重力加速度的影响，再加上黄豆和绿豆表面光滑，摩擦力小，加速度较大，后停止运动，小米颗粒质量小，加速度小，先停止，这并不能真实反映流水的搬运堆积分选情况，所以才会出现以上结果。改进实验二：模拟山前洪（冲）积扇（1）实验材料：一堆细沙粗砂和小石子的混合物、一瓶水（2）实验步骤：将细沙和小石子的混合物堆在桌面上；将水瓶向下缓缓倾倒；观察在白纸上形成的堆积体的外形特点。6（3）实验现象及结论：同样可以明显地看出堆积体具有山前洪积扇的扇形特征。洪积扇扇顶颗粒较粗，为小石子及粗砂；扇缘物质较细，为细沙和小石子。此结果与现实中洪积扇前不同颗粒物分选情况基本相符。电子邮箱：电子邮箱：
