張正勇（山東省青島市城陽第一高級中學 266107）

陶行知先生說：教與學之所以能統(tǒng)一，就是統(tǒng)一在“做”上，只有在“做”上教的才是真教，在“做”上學的才是真學。作為一門源于實踐的學科課程，很多地理知識需要學生去體驗、實踐和觀察。然而，當前高中地理活動設計還存在一定的偏差，淡化學生地理實踐能力培養(yǎng)，制約學生運用地理知識解決實際問題的能力。因此，高中地理教學要注重引導學生通過動手操作地理模擬實驗，在真實的情境中獲得清晰的地理表象知識，發(fā)現(xiàn)和解決實驗活動中的問題，感悟、理解地理環(huán)境及其與人類活動的關系，培養(yǎng)和發(fā)展地理實踐能力和創(chuàng)新能力。

一、地理實驗在高中地理教學中的應用價值

地理實驗在高中地理教學中的應用將打破地理理論教學實踐教學不平衡現(xiàn)象，有助于學生高效突破教學難點，促進學科核心素養(yǎng)發(fā)展，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

1.助力教學難點突破

高中地理教學中，教學難點是否得到有效的突破是衡量高效課堂的關鍵。傳統(tǒng)地理課堂教學模式下，課堂教學難點的突破主要以重復性講解和訓練為主，教學難點突破效能不高。地理實驗給學生創(chuàng)造了自主探究的機會，讓學生經歷知識形成的過程，使學習建立在做的基礎上。通過實驗獲得地理原理、形成地理規(guī)律更加高效，能夠加深學生對地理原理和規(guī)律的理解，讓課堂教學難點得到較好的突破。

2.提升地理學科素養(yǎng)

地理實驗從本質上來說，是一種地理實踐活動，給學生創(chuàng)造參與實踐的機會。學生在地理實驗過程中，將開展形式多樣的實踐活動，包括地理測量活動、地圖繪制活動、數(shù)據(jù)分析與計算、考察與比較活動等，是提高學生地理實踐能力的有效路徑。不僅如此，高中地理教材中實驗素材選擇時充分考慮區(qū)域屬性，關注區(qū)域地理問題，聚焦區(qū)域地理現(xiàn)象，利用區(qū)域效應引導學生探究地理原理和規(guī)律等?？梢?，地理實驗對于促進學生地理核心素養(yǎng)協(xié)同發(fā)展具有重要價值。

3.培育學生科學素養(yǎng)

實驗是開展科學活動的必然路徑，基于實驗的科學屬性，地理實驗不受進行的場所限制，不論是地理實驗室開展的實驗，還是在生活、社會等場所進行的實驗，研究過程中采用的是科學研究方法，所遵循的原則也是科學研究原則，按照課堂探究的基本流程和探究邏輯。因此，地理實驗能夠較好地培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，讓學生的思維更加嚴密，邏輯性更強，強化學生的團結協(xié)作意識，學會合作分工，使學生形成實事求是的科學認知?？茖W素養(yǎng)將使地理實驗打破學科之間的壁壘，為學生終身發(fā)展奠基。

二、高中地理教學中地理實驗的開發(fā)和設計

高中地理教學中，地理實驗教學要收到預期效果，需要教師加強對地理實驗的開發(fā)和設計，遵循基本原則，形成高質實驗內容，能夠促進學生地理核心素養(yǎng)發(fā)展。

1.高中地理教學中地理實驗開發(fā)與設計原則

地理實驗作為科學研究的一種路徑，需要遵循實驗開發(fā)與設計的基本原則，才能確保實驗效度，促進學生地理核心素養(yǎng)發(fā)展。

（1）合理性原則

高中地理實驗開發(fā)和設計的一個關鍵是選擇實驗題材。高中地理教學中，并非一切教學內容都可以用作實驗題材，教師應堅持合理性原則，根據(jù)既有的實驗條件、實驗預期價值、實驗可操作性等，合理地選取地理實驗題材。如此，地理實驗才能有序開展，并達到最佳的實驗效果，促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展。

（2）生本性原則

高中地理實驗教學中，一些教師為了保證地理課堂教學的流暢性，順利完成實驗教學任務，往往以教師演示實驗代替學生實驗，實驗收效甚微。教師應堅持生本性原則，充分利用學生地理知識儲備、學習經驗和生活閱歷等，給學生創(chuàng)造自主實驗的機會，引領學生經歷地理實驗的過程，讓學生自主從實驗過程中探究原理，發(fā)現(xiàn)地理規(guī)律，學科核心素養(yǎng)發(fā)展的任務才能達成。

2.高中地理教學中地理實驗開發(fā)與設計內容

高中地理教學中，地理實驗的開發(fā)與設計的一個重點是內容設計，綜合當前地理實驗開發(fā)與設計實踐，實驗設計的基本內容包括以下幾個方面。

（1）實驗目的設計

實驗目的設計主要圍繞兩個重點展開，第一個重點是借助地理實驗要驗證的地理原理，或是需要獲得的地理原理；第二個重點是地理實驗預期要達到的實驗質效，其中一個重要的標準是學生地理核心素養(yǎng)發(fā)展。

（2）實驗方法設計

實驗方法設計是對地理實驗的基本操作與組織實施形式進行設計，引導學生按照地理實驗的基本操作原理進行，并嚴格按照規(guī)范進行操作；實驗組織形式設計既要考慮實驗的有序性，又要有助于激發(fā)學生參與實驗的積極性。

（3）實驗過程設計

實驗過程設計是實驗開發(fā)與設計的重點，主要對地理實驗的基本步驟和實驗數(shù)據(jù)進行記錄。通過有效的實驗過程設計，確保學生按照操作程序有步驟地進行實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄既要注重完整性，又要做到準確，將高價值密度的信息記錄下來。

（4）實驗結果設計

實驗結果設計包括兩個重點，一是實驗結果分析，二是基于實驗結果的應用設計。教師引導學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析、整合，形成最終實驗結論，并對實驗進行總結和反思，最后基于實驗結果引導學生進行實踐活動，在活動中實踐地理規(guī)律。

三、例談高中地理教學中地理實驗教學實踐

《地球的自轉》是湘教版高中地理必修一單元的第一節(jié)內容，從內容上分析，學習內容相對抽象，需要學生掌握地球自轉的基本知識，包括自轉定義、方向、周期和速度等，理解地球自轉的地理意義，學習難度也比較大。借助地理實驗，引導學生借助直觀的現(xiàn)象進行理論建構，能夠較好地激發(fā)學生學習興趣，深化學生對學習內容的理解，從而化抽象為具體，促進學生空間想象力發(fā)展?；谏鲜鰳嬒耄覈@探究實驗和實驗拓展展開探索。

1.開展探究實驗，引領學生自主建構

指向核心素養(yǎng)的地理實驗教學，應基于學生主體性發(fā)展，利用地理實驗為抓手，給學生存在自主建構的機會。如何有效引領學生自主建構地理理論和知識，開展探究性地理實驗是一條有效的途徑。

基于地球自轉實驗目標，地理實驗操作步驟如下。

步驟一：小組合作，演示傅科擺。通過第一步，給學生創(chuàng)造參與演示實驗的機會，從較低難度的實驗入手，有助于激發(fā)學生參與地理實驗的興趣。學生在演示實驗過程中，根據(jù)實驗現(xiàn)象對地球自轉的原因獲得直觀的認識，讓地理知識形成于地理實驗過程之中。

步驟二：演示地球自轉實驗，探究地球自轉的三要素，并探究三要素對地球自轉的影響。第二個步驟盡管實驗形式沒有做出改變，但實驗綜合性得到有效加強。通過地球自轉實驗，學生不僅需要探究地球自轉的三個要素，還需要在實驗過程中探究自轉的影響，將地理教學推向深入。

步驟三：借助三維動畫，模擬地球自轉，探究不同地區(qū)地球自轉的意義表現(xiàn)。該環(huán)節(jié)改變地理實驗形式，借助信息技術手段模擬地球自轉情況，充分體現(xiàn)出“因地制宜”開展地理實驗設計理念，讓實驗室無法進行的實驗借助先進的技術手段呈現(xiàn)出來。模擬實驗的開展，讓抽象的教學內容變得直觀、可視起來，引導學生進行跨區(qū)域探究，對不同地區(qū)地球自轉意義的表現(xiàn)獲得深刻的認識，避免說教帶來的單調感。

步驟四：實驗現(xiàn)象分析與實驗結論。根據(jù)自轉三要素，了解自轉方向、周期和自轉速度，根據(jù)地球自轉的意義，引導學生總結地球自轉的地理意義，包括晝夜交替、物體水平運動方向偏轉、地方時、區(qū)時和國際日界線等。將實驗與思考結合起來，給學生創(chuàng)造實驗總結與反思的機會，讓學生對地理實驗進行系統(tǒng)化的建構，從而使學生形成較為完善的知識體系，讓學生核心素養(yǎng)發(fā)展自然發(fā)生。

實驗設計時，將演示實驗、模擬實驗等有機結合起來。通過演示實驗，給學生創(chuàng)造學習探究的機會，讓地理現(xiàn)象、地理知識等化抽象為具體，調動學生地理學習積極性。模擬實驗借助信息技術手段，給學生創(chuàng)造跨地理時空的探究機會，讓學生對不同地區(qū)的地理意義以及表現(xiàn)等獲得深刻的認識。

2.適度拓展延伸，促進素養(yǎng)自然生長

地理實驗設計的目的是為了更好地培養(yǎng)學生的地理素養(yǎng)，因此地理實驗設計應進行適度的延展，引導學生借助實驗獲得的結論、地理規(guī)律等，解釋生活中的地理現(xiàn)象，或者更好地指導人們的社會實踐，使地理知識轉變?yōu)閷W生的學科素養(yǎng)。“地球的自轉”基于實驗可以拓展的維度較多，教師應將實驗拓展作為實驗設計的一個重要內容，結合實驗尋找合適的拓展點。

例如，圍繞地球“自轉速度”，教師可以結合我國火箭發(fā)射進行拓展：

拓展一：查閱相關資料，結合實驗探究活動，解釋“與西昌、酒泉等發(fā)射基地相比，文昌發(fā)射基地具有怎樣的優(yōu)勢”。

拓展二：結合鏈接資料，探究與西昌、酒泉等發(fā)射基地相比，從文昌發(fā)射的火箭，相同的型號為什么推力要有所增加？

這個環(huán)節(jié)的拓展，不僅較好地深化學生對地球自轉速度的認識，也強化學生學以致用的意識，能夠將地理學習與地理實驗與生活有機結合起來，將生活作為地理教學和地理實驗教學的落腳點。通過實驗拓展，讓學生運用實驗結論指導生活實踐，并為學生運用地理知識服務生活奠定基礎。

基于地理實驗的拓展應根據(jù)地理教學內容精心設計，拓展的維度應做到因地制宜?；镜耐卣箍梢园ㄒ韵聨讉€方面：第一，地理知識拓展。教師可以基于地理知識所在的知識面進行拓展，引導學生基于地理實驗涉及的知識所在的知識面進行關聯(lián)性拓展，從而豐富學生地理知識面，促進學生地理知識的系統(tǒng)性建構。第二，實踐應用拓展。教師可以基于地理知識在生活中的應用，引導學生運用地理實驗獲得的地理知識、地理規(guī)律等，引導學生向生活拓展，運用地理知識指導生活實踐，解釋生活中的地理現(xiàn)象，更好地達成地理實驗教學預期目標。

總之，科學、有效的地理實驗設計對于突破地理教學重難點、培養(yǎng)學生學科素養(yǎng)和科學素養(yǎng)具有重要的價值。教師應基于地理實驗的多元價值，對地理實驗進行優(yōu)化設計，使地理實驗流程設計更加科學，并將生活作為地理實驗的最終價值取向，給學生創(chuàng)造運用地理實驗結果指導生活的機會，讓地理實驗與學生生活有機結合起來，在聯(lián)系現(xiàn)實生活中促進學生地理核心素養(yǎng)發(fā)展，讓地理實驗教學更加高效。