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1、高中课题研究 ：地理实验在高中新课程教学中的应用之研究【摘要】 新课标中首次对地理实验教学提出了明确要求，新教材中有了地理实验，高考中也出现了实验类试题，因此在地理课堂教学中运用实验来完成教学任务和目标就越发的显得重要和紧迫，并且地理课堂教学中实验教学的有效性既能激发学生能动性和实现教学的目标与任务又能提高学生的创新能力和应用能力。 【关键词】 高中 地理实验 应用研究 两年来，在领导、同行的指导下，经过课题组教师的共同努力，研究取得了一定的效果，现申请结题。一研究背景达芬奇有句名言：“实验是科学知识的来源，智慧是实验的女儿。”受传统教育观念的影响，我国中学学科教育长期忽视实验教学。多年来，由
2、于中学地理属于基础教育中的“文科”类，因此就更加远离实验。回顾我国各个时期的地理教学大纲，很难找到地理实验的具体要求，绝大多数学校也没有地理实验的场所和设备。但是，我们有理由相信新课程改革将使这一局面得到扭转。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”和“科学”两个学习领域，这就为地理学科实施科学实验提供了充分的依据。“科学”学习领域的其它学科，即物理、化学、生物在实验教学方面已有很大突破，只有地理学科在此方面还很薄弱，还不能体现科学学科的教学特色。新课程力求改变以知识传输为主的教学方式，要求以创新精神和实践能力为重点，建立新的教学方式。实验教学因其实践性、探
3、究性强，是培养学生地理素养的良好途径，必将成为地理新课程实施中的重要教学手段。普通高中地理课程标准（实验）（以下简称新课标）在基本理念、课程目标、内容标准等方面对实验教学首次提出了明确的要求。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）由此可
4、见，地理新课标将实验教学提到了前所未有的高度，我们可以借助新课程改革的契机，推动地理实验教学的发展。近年来的地理高考试题，越来越注重对考生应用能力的考查和培养学生科学探究的实践精神。如地理实验、作图等新题型的出现（05年广东考题），其目的就在于通过作图、实验能力的考查，检验和区分考生独立自主的探究能力、逻辑思维的定性能力、动脑动手的实践能力以及与数理等学科渗透的综合应用能力等，体现了新课程标准理念下高考命题的特点和所具有的选拔功能，因而要加强对学生实验、作图能力的培养。二地理实验教学的功能1、模拟展现地理演化过程 地理教学往往是将漫长的宏观的地理演化过程压缩后介绍给学生，使大家能够了解在其一生
5、中或用肉眼无法看到的地理现象。压缩的方式有两种，一是借助语言、文字和图片、模型等媒体的辅助进行讲解；二是利用地理实验的方法，模拟展现地理过程。前者是我们教学的主要方式，其优点是节省时间，能够让学生尽快学到人类积累的知识与经验，但是它将学生观察、发现、思考、解决地理问题的过程“节省”了，所以对学生主动探究、动手等多方面能力的培养是不足的。后者是一种直观、形象的教学方法，尽管地理实验与实际地理过程有很大差别，但毕竟给学生提供了直接观察的机会，能够调动学生的多种感官，高效率、高质量地掌握地理基础知识和基本技能。2、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，我忘记了；演示给我看，我记
6、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。在设计实验时，能锻炼和培养想象能力和创新能力；在实验操作时，需要精细敏锐的感知和观察力去发现一些重要现象，从而培养了观察能力；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，还能够能培养组织能力、实际操作能力、解决问题能力等。3、培养学生的科学素养地理实验虽然不能全部再现自然界的真实情况，但作为科学实验，必须尽量接近实际，这就需要控制好实验条件，如使用的材料、气
7、温状况、水分情况、实验时间等，从而让学生受到科学方法的训练。有些实验需要经历很多困难才能得到结果，在这样的过程中，学生会逐渐形成浓厚的科学兴趣、实事求是的科学态度、严谨细致的工作作风、坚韧不拔的意志，这些无疑是新课程改革锁定的目标。三理论依据1、科学性原则科学性是实验教学的最基本要求。地理实验的设计要能正确反映某一地理过程的内在规律，实验的结果要能让学生得出正确的结论。当然，由于大量地理实验是模拟实验，并不需要精确的实验数据，只要能正确说明地理事实即可，这与物理、化学实验对科学性的理解有所不同。2、可操作性原则可操作性是指实验的可行性。实验的设计应从实际出发，考虑自己学校、学生的条件，尽量选择
8、日常生活中可找到的简易器材做实验，而且难度不宜过大，不能为了做实验而设计高难度的复杂实验，以免弄巧成拙。另外，我国的地理课程为实验留下的时间还较少，因此应设计一些需要时间少，比较容易组织的实验。如果有条件开展地理课外活动，则可以进行较多的地理实验。3、启发性原则地理实验的启发性要求学生在实验过程中能够发现问题，并能够引导学生对现象、结果进行分析，从而获得地理概念和原理，也就是要让学生通过实验能够从感性认识上升到理性认识。如果实验的设计和实施不能调动学生思考的兴趣，难以进行逻辑正确的思维，这样的实验其启发性就比较差。4、针对性原则许多地理原理和规律并不能通过实验的手段再现出来，因而在地理教学过程
9、中应有针对性地选择那些能够通过实验手段模拟地理演化过程的知识内容进行实验。同时，教师对实验内容的选择还应该突出教学中的重点和难点，对易理解的内容应减少实验，以避免为追求实验形式，将简单的问题复杂化。并且设计的实验不能干扰正确的概念形成，防止由于实验的不典型而造成学生对知识产生负迁移。四 研究过程回顾二年来开展课题研究的历程，大致分为四个阶段。第一阶段：2008年7月2008年9月，准备开启阶段。宣传该课题的研究内容、研究方法、研究目的和意义，调动老师们参与的积极性。该阶段具体内容：1、查阅资料，搜集有关理论知识。没有理论指导的实践是盲目的，相关的理论是非常重要的，同时借鉴他人成功的教学经验，丰
10、富自己的能力，提高成功的机会。2、根据新课程标准圈定可以进行实验的内容，并分类。进行实验教学一定要符合教学原则，贴近生活，贴近学生实际，有助于教学，有助于知识的理解，有助于学生能力的培养，符合素质教育的要求和新课标的理念。哪些应该进行实验，如何实验要做仔细。3、准备相关的实验用具、野外实验地点的考查。 第二阶段：2008年9月2009年7月，实验展开阶段。针对第一阶段的准备，先从教师演示实验入手，激发学生的兴趣，然后逐步培养学生的动手动脑的能力，从中发现问题，进行思考总结。实验教学要充分利用各种手段，化繁为简，变抽象为具体，吸引学生，引起学生的有意注意，培养兴趣，提高学生的内动力，转变学生的学
11、习方式，形成良好的学习习惯，从而促进教学。 第三阶段：2009年9月2009年12月，实验深入阶段。本阶段以培养学生的科学素养为目的。在实践中，让学生通过感知和观察去发现一些重要现象，从而培养观察能力；通过设计实验、分析结果等，锻炼和培养想象力和分析能力；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，培养逻辑思维能力和归纳、分析能力；通过假设、想象，锻炼想象力和创造力；在实际操作中培养组织能力、实际操作能力、解决问题的能力等，从而更好地培养和发展学生适应社会所必须的诸多能力。 第四阶段：2010年1月2010年6月，实验结题阶段。对上述阶段进行总结升华，上升到一定的理论水平
12、，形成一定模式，通过专家鉴定认可，进行推广应用。五实验的内容及其结果分析 我们认为在必修一可以进行的实验有：证明地转偏向力存在的实验；借助手表粗略的确定南北方向；实验“正午太阳高度的变化规律”；热力环流的实验；实验“褶皱现象”；实验“流水侵蚀地貌和堆积地貌”。模拟大气温室效应的小实验证明地转偏向力存在的实验设计一个简易小实验，以证明地转偏向力的存在。（1）实验用材：可选用有轴的球状（面）物，如地球仪、塑料球、撑开的雨伞等；墨水、清水。（2）实验步骤：将地球仪的北极点向上，在地球仪上滴适量的墨滴（或水滴）；正确模拟地球自转方向（自西向东），进行旋转。观察并描述墨滴（或水滴）留痕的偏转方向。再将虚
13、拟南极点向上，重复、步骤，但旋转方向与步骤相反。（3）实验结论： 通过本实验，可证明地球表面的物体在做水平运动时，运动方向发生偏转。在北半球向右偏转，在南半球向左偏转。借助手表粗略地确定南北方向的实验（1）实验用材：手表（2）实验步骤： 在北半球，把手表平置，时针指向太阳方向，在中午12点前，按顺时针，沿时针与12点刻度线之间所成夹角的角平分线方向为南方； 在中午12点后，按逆时针，沿时针与12点刻度线之间所成夹角的角平分线方向为南方。（3）实验结论：晴天，借助手表粗略的确定南北方向，（需要注意的是这里指的12点是当地的地方时，不是北京时间。）利用手表辨别方向，增强学生野外生存能力。正午太阳高
14、度的变化规律的实验（1）实验用材：卷尺、旗杆（或长杆子）、纸、笔（2）实验步骤：测量旗杆（或长杆子）的高度；利用经度算出当地正午时北京时间；测量某日正午时期旗杆的影长；用数学原理计算出结果。（3）实验结论：我们临沂的所在地是（11830E，3515N），选择-7个节气（其中有春分日、夏至日、秋分日、冬至日）观测，测量的时间是当地的北京时间12:06，我们的当地地方时间是12点整。附图该时段内正午太阳高度的变化规律是：秋分日至冬至日正午太阳高度逐渐变小，至冬至日达到最小。热力环流的实验（1）实验用材：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
15、水一盆冰块一束香火柴（2）实验步骤： 把一盆热水和一盆冰水分别放在玻璃缸内的两侧； 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。（3）实验结论：首先烟雾遇冷下沉，慢慢的，遇热上升形成环流。褶皱现象的实验（1）实验用材：旧报纸（2）实验步骤：双手水平挤压报纸，使报纸发生弯曲变形，形成褶皱。（3）实验结论：通过观察理解了“地壳运动产生的强大挤压力，使岩层发生弯曲变形，形成褶皱。”，并能观察出褶皱的岩层连续性。实验“流水侵蚀地貌和堆积地貌” （1）实验用材：水壶、木板、细沙 （2）实验步骤：在一个光滑的木板上铺一层3厘米左右的细沙，然后用壶向这个倾斜的斜面上倒水，斜坡上就出现了“沟谷”，斜坡下就出现了堆积现象，用这个实验可以很形象证明流水侵蚀地貌和堆积地貌形成过程。 （3）实验结论：流水侵蚀形成沟谷，流水堆积形成平坦的平原、三角洲等。（注意流水的速度不要太） 温室效应的实验 （1）实验用材：空矿泉水瓶一个，温度计2支，土壤少量，玻璃盘两个，剪刀一个，手表，纸笔等。 （2）实验步骤： 将一些土壤分别放入两个玻璃盘，将温度计a.b分别放在其上。 用剪刀将矿泉水瓶拦腰剪断，
