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摘 要:地理實驗教學是地理教學的一種特色教學方式,它有著常規地理教學無法比擬的優勢。它順應著時代對素質教育的發展需求,改變了學生傳統的學習方式,能夠把現代科學技術作為學生學習地理和解決問題的強有力工具,使學生有興趣投入更多的精力去探索地理知識,為激發高中生自主學習開辟了新的路徑,也勢必會對地理教師的教學成果提供有利的幫助。
地理是一門綜合性學科,是兼具自然性和人文性的學科。從科學教育的實踐看,在地理課程中應用自然科學的實驗教學是地理學科教學中不可或缺的重要組成部分,《基礎教育課程改革綱要(試行)》對高中地理做出了新的要求,高中地理教學要改變傳統枯燥乏味的課堂教學模式,因為照本宣科式的地理教學會使學生喪失學習興趣,甚至會產生懼怕和厭惡的不良情緒,對地理課堂敬而遠之,容易形成壓抑的課堂教學氛圍,從而阻礙高中生積極學習的動力和創新思維的培養。
一、高中地理實驗教學設計
高中地理實驗教學設計應當結合學生的日常生活實際,同時結合高中地理課本活動中的要求,在科學性的基礎上進行實驗探究,地理教師選取可操作性強的教學素材進行實驗探究,使用的實驗材料要簡單而且容易獲得,操作手法規范且安全。比如,在必修一的第一章,學習了太陽對地球的影響后,可以通過實驗模擬太陽直射點的移動軌跡變化,便于將書本的知識轉換成感性認識。采用小組合作方式,在實驗前,通知各小組準備好地球儀、激光筆、水杯、直尺等道具,用激光筆代替太陽對地球的照射。實驗開始時,把直尺與水杯綁在一起,起支架和固定作用,將激光筆固定在直尺上,代表太陽,在控制地軸空間方向不變的前提下,逆時針轉動地球儀的底座,使地球儀繞激光筆公轉,調整地球儀的位置和激光筆的高度,根據前面所學的理論知識,在春分日、秋分日時用激光筆將紅點照在赤道上,夏至時照在北回歸線,冬至時照在南回歸線,觀察太陽直射點在南北回歸線間的運動軌跡。通過實驗的觀測,學生認識到隨著季節的變化,太陽直射點在地球移動的位置變化,再由同學們自己在紙上繪制太陽直射點的移動軌跡變化示意圖,鞏固所學知識。
高中地理實驗教學可以采用學生自主動手實驗方法,如讓學生動手繪制地圖,在學習完世界洋流分布規律的基礎知識后,高中地理教師可以引導學生在實驗課堂上繪制世界洋流分布規律圖,首先使用鉛筆描出大洋的整體輪廓,用粉色彩筆代表暖流,用藍色彩筆代表寒流,畫出南北半球的赤道暖流、南北半球中低緯度海區以副熱帶為中心的大洋環流,并在繪制洋流上方標注洋流名稱。接著,繼續畫出北半球中高緯度海區的大洋環流、南極大陸形成的西風漂流、北印度洋海區的季風環流等洋流,最后通過小組討論的方式總結世界洋流分布規律。通過學生的親自動手,加深了對書本知識的印象,開拓了新的思維方式,對促進高中生的全面發展起到了積極的作用。
二、開展地理實驗教學的思考
1.開展地理實驗要符合地理學科的特c
地理學科具有很強的實踐性,是高中生認識我國及世界地理環境、掌握必要的地理生活知識的重要學科。地理是一門自然學科和人文學科,所以在高中地理教學中,教學方法也應該吸取自然學科和人文學科的長處,為地理學科所用。實驗法是自然學科常用的研究方法,是將知識和結論不斷探索,以更加直觀的形式展現出來的重要方法。在地理學科中使用實驗法進行教學,是揭示地理事物的特點、分布、變化規律的客觀要求,也是新課標教學改革中創新變革的重要方面。
2.開展地理實驗要符合高中生的心理特點
高中生主要以未成年人為主,他們的思維能力尚未發育成熟,需要諸如實驗法這樣的方法為大腦的理解尋找更加直觀的依據。高中生具有強烈的好奇心和探索精神,而傳統照本宣科式的地理教學模式,無法激發學生的學習興趣,久而久之也會導致學生對地理學習產生厭惡心理,這對學生的學習和成長都是不利的。因此,在高中地理教學中應用實驗法能夠加強師生的合作,積極調動學生的多種感覺器官去獲取經驗,加深認識,讓學生在親身實踐和實際體驗中獨立思考,開拓思維,探索和發現新的地理奧秘,同時高中地理教師應當在地理理論教學與實驗教學的結合上做出更加深入的研究和思考,并在教育實踐中積極運用實驗教學模式,促進高中生地理水平的有全方位提升,創新高中地理教學的實驗新途徑,積極引導學生,提升學生的整體素質,為我國現行的素質教育做出更多的貢獻。
綜上所述,無論是當前還是未來,高中地理教學在高中教育中都占據至關重要的地位,理論教學與實驗教學是相互聯系、相輔相成的。高中生大多是未成年人,正處于可塑性較強的階段,教師應該在實際教學中善于應用地理實驗,將難以理解的抽象問題通過地理實驗直觀化,讓學生對地理學習產生更加濃厚的興趣,提高學生的學習效果。
參考文獻:
[1]邵志豪.高中地理課程中活動的設計與教學策略研究[D].東北師范大學,2012.
一、地理實驗教學的設計與制作(1)地理實驗的設計。選擇合理的知識點設計實驗,是高中地理實驗教學的起點。高中地理不是所有的知識都可以通過實驗來完成教學的。地理環境的復雜性使地理實驗又不同于物理化學實驗,很多的地理原理無法用實驗的手段得以揭示,將地理實驗過于理想化,實際的實驗現象可能并不明顯,難以產生預期的效果,或者與實際情況存在很大差異,不能科學揭示地理原理。這個就是地理實驗的難處。物理、化學實驗的結果基本都是可以預見的,對于什么樣的試劑滴入酸或堿中出現顏色的變化,每個人來做都是一樣的。地理實驗需要不斷改進,才能達到預期的效果。
(2)實驗器材的制作。一般學校對地理學科實驗器材投入不足,不能要求和物理、化學、生物實驗那樣,有專門的儀器和設備,很多的實驗器材需要教師和學生自己動手制作,我們的器材制作吸收了部分有能力的學生參與。本著簡單、廉價、容易獲得等原則,特別鼓勵對廢舊物品的利用,既減少學校投入,又能培養學生節約資源的意識。實驗證明,部分學生的動手制作能力非常強,制作出來的實驗器材非常精美且具有創造性。
二、地理實驗課程的主體參與與合理評價在地理實驗教學的過程中,我們注意到一個很多地理老師都關注的問題:就是實驗課上學生的主體參與程度較低。一部分同學在操作,另外一部分同學事不關己地看著。這樣的情況我校也存在,為了解決這個問題,我們通過找學生談心、開展問卷調查,了解到之所以出現這種現象,不外乎幾個原因。
(1)實驗分工不到位。教師在實驗課之前要對班級進行分組,每個小組的規模適中,一般為3~5人,人多了一部分同學就沒有機會操作。每組的成員可以自由組合,也可以由教師指定,小組成員的組成要搭配好,并通過協商分工,確保每位同學都有自己的任務。實驗的目的就是培養學生的合作意識、操作能力、觀察能力、思維能力和創新能力,所以要盡量做到全員參與,不留離散人員。
(2)少部分同學動手能力不強,怕自己的操作會搞砸實驗,不敢貿然參與。這類學生所占的比例不大,但是確實有,教師要及時發現他們,鼓勵他們放下包袱,輕裝上陣。實驗允許失敗,但不允許放棄,讓他們從別人的身后走到臺前,體會成功的感覺。
(3)極少數同學缺乏正確的態度。對于這部分學生,教師要耐心對待他們,不能把他們排除在地理實驗課堂之外,可以通過降低對他們的要求,讓他們認識到自身的潛力,慢慢調動他們的積極性,樹立優秀模范加以鼓勵。
在鼓勵優秀學生的同時,也要調動其他同學的積極性。教師既要客觀、科學地評價實驗結果,鼓勵學生的獨到見解和創新意識,讓學生能真實感受到自己在實驗過程中的收獲,產生喜悅感和成就感,通過培養對地理實驗的興趣,讓學生愛上地理學科。
三、地理實驗課程的常態化要實現地理實驗課程的常態化,要做的工作很多。教師要將地理實驗作為日常教學的一部分。我們在編制教學案的同時,要將實驗部分以實驗報告的形式呈現在學案上,沒有實驗課,這一部分學習任務就無法完成。要讓學生重視地理實驗,積極參與地理實驗。
關鍵詞:高中地理;提高教學效率;實驗教學
0.引言:
由于我國教育方式主要以傳統形式為主,注重理論內容、書本內容,而對具有實踐性的教學內容長期都采取忽視的狀態面對。高中地理屬于文科教學科目,然而其中的教學內容包含諸多科學性特色在其中,對學生以科學性目光面對自然現象以及地理知識有著十分重要的作用,同時還可以提高學生學習效率。因此,對高中地理實驗開展深入的探索具有十分重要的研究意義。
1.高中地理實驗的原則
1.1就近原則
對于學校實驗而言,就近原則是十分重要的,從實驗需要的器材到實驗的整體設計、實驗的原理以及實驗的具體操作等,都需要遵守就近原則,讓學生能夠進行就近取材,方便進行實驗具體操作,深入理解實驗的原理,同時也讓實驗更加貼近學生的生活。以“熱力環流”為例,教師可以讓學生在家中開展相關實驗觀察:實驗開展條件為櫥房的門處于虛掩狀態,爐上水煮沸的時候,學生需站在櫥房與客廳之間,且手舉一支已燃的蠟燭,在兩種不同的情況下進行觀察,一種情況為把點燃的蠟燭舉過頭頂,另一種情況為把蠟燭放低,使其貼近地面,對燭火飄向進行觀察。該實驗不會受到家庭條件限制,只需注意防火安全,學生可輕松完成該實驗[1]。
1.2安全原則
在對地理實驗進行設計時,需要將實驗過程中學生的安全放在首位,不管是實驗的使用器材還是實驗的具體操作過程,學生的安全都不能忽視,因此,讓學生自己進行實驗研究之前,教師需要對實驗使用的器材進行把關,并提前嘗試一次實驗,以確保學生的安全。以“火山噴發模擬實驗”為例,在該實驗中,一般采用的實驗方法為重鉻酸銨引燃,這樣的實驗方法從實驗出現的現象角度來看,具有十分逼真的效果,然而該實驗卻有著危險性,其中采用的重鉻酸銨也屬于十分危險的藥品,因此,可以將重鉻酸銨換成番茄醬或者面粉,以保證學生的安全。
1.3趣味原則
添加地理實驗教學,最根本的原因是可以通過其中的趣味,提高學生的學習興趣,從而可有效的提高教學質量與效率。以“月相變化”為例,教師可在教學開展前準備一個半黑半白的籃球表示月球,黑半球為月球背對太陽一面,白半球為月球面朝著太陽一面。對學生座位進行適當的改變,讓學生們手挽著手,背對背的圍成一個圓模擬地球,教師托住上色的籃球繞著學生圍成的圓進行運動,同時選一位學生在一邊當“太陽”,在這個過程當中,學生可以更加直觀的觀察到新月、上弦月、滿月以及下弦月四個不同位置時,月相出現的不同變化,并且可以容易的辨別出上弦月亮面和下弦月亮面之間的差別。
2.提高高中地理實驗教學效率策略
2.1改善實驗條件
隨著科學技術的不斷發展,諸多先進的科學技術都先后加入到教學領域當中,在實驗條件方面,科學技術設備設施可以對原有不完善的實驗進行進一步的改良,其中包括多媒體設備、計算機等,這些新加入的教學輔助設備,可以通過對其中的演示功能進行充分的應用,將現實生活中無法滿足的實驗演示出來。以“晝夜的長短變化、正午時分太陽的高度角變化以及流域洪澇災害形成等相關模擬實驗”為例,這些類型的實驗不論是器材還是設備,都很難將其完成,即使可以完成,也需要耗費諸多的時間。為了加深學生在該方面的知識印象,教師可采用多媒體輔助設備進行相關內容的演示。
2.2科學靈活設計實驗
以“太陽日和恒星日之間的區別”為例,該部分的內容十分抽象,對學生的邏輯思維能力和空間想象能力有著較高的要求,因此,教師可將這種抽象的教學內容變得更加直觀,以扮演的方式加深學生的學習印象,教師演地球,最前排一位學生1扮演太陽,最后排一位學生2扮演遙遠的恒星,通過學生和教師進行相對運動,即可讓學生了解其中的知識內容。除此之外,教師還可以對部分內容進行延伸,例如:當地球只進行公轉不進行自轉,當地球只進行自轉不進行公轉以及當地球的自轉和地球的公轉方向相反的時候,太陽日和恒星日之間會發生的變化情況[2]。
2.3客觀靈活對待實驗結果
以“熱力環流”為例,該實驗相對較為簡單,然而在進行實驗的過程中,偶爾也會由于諸多方面原因造成問題,例如:會出現學生把通入煙氣需要的孔開在了酒精燈的上方,導致煙氣沒有辦法進入到實驗箱內,蓉兒也無法形成較為明顯的熱力環流。此時,教師需要做的不僅僅是對學生出現的錯誤進行苛責,而是與學生共同對其失敗的原因進行分析和探討,糾正出現的錯誤,在失敗當中吸取經驗。
3.結束語:
從原則角度出發,開展正確的高中地理實驗教學,可以對其中的教學難點、重點內容進行有效落實,使新課標教學目標得到高效落實,不僅提高了學生的學習興趣,同時也提高了高中地理教學的整體質量與效率。
參考文獻:
[中圖分類號]G633.55
[文獻標識碼]C
[文章編號]1004-0463(2011)08(A)-0074-01
在高中地理教學中,教師利用實驗創設探究情境,開展探究教學,能充分體現課標思想,有利于學生探究能力的養成。筆者在教學實踐和觀摩中認識到,地理實驗教學要想達到理想的效果,教師要把握好以下幾個環節。
一、讓學生開動腦筋猜一猜
猜想是人類許多重大科學發現的源頭,地理學的一些重大發現也常起源于猜想。為此,在實驗前,教師可引導學生猜想實驗的過程和可能出現的現象,讓學生的猜想為探究實驗鋪路,把他們引向破解懸疑的期待中。如,在做流水侵蝕地貌探究實驗前,教師可展示準備好的沙土和水,請學生談談自己的實驗設想、猜測將會看到的情景,而后在學生急于驗證設想和“見證奇跡”的期待中,再演示教學實驗。這樣,即使學生的猜想錯誤或不切實際,也會在實踐中學會尋找正確的思路。
二、讓學生睜大眼睛看一看
地理實驗不像化學實驗那樣,可以在短時間內產生顏色、氣味、沉淀等明顯的生成反應,其多表現為事物形態結構的變化和相對位置的遷移。實驗如果在漫無目的的狀態下進行,往往會導致實驗中要解決的重點問題被學生忽略。如,在進行流水侵蝕作用的實驗時,一些學生因在觀察方面不得要領,得出了“土和成了泥”、“流水沖出一條溝”等寬泛的結論,沒有抓住流水侵蝕作用的本質。為此,在演示實驗前,教師要根據學生實際適當給予一些提示:如在上述實驗中,要提醒學生觀察流水對河源、河床、河岸等不同位置的影響。這就給學生提供了一個觀察的“窗口”,使學生更容易抓住問題的本質,也提高了探究的效率。
三、讓學生張開嘴巴說一說
筆者在地理實驗教學中發現,只有少數學生能把實驗中的重要細節都關注到,也只有少數學生能用較為準確的語言描述觀察到的現象,而相當多的學生口頭表達能力較差,特別是不會使用常用專業術語進行描述。探究實驗是模擬性質的科學研究,而科學研究要上升到理論高度并向社會推廣,都離不開表達。為此,在地理實驗教學中,教師要重視學生口頭表達能力的培養,鼓勵學生大膽表達,讓學生運用地理專業術語說一說觀察結果,糾正學生錯誤概念,使其認識從感性上升到理性。
四、讓學生回顧過程評一評
地理實驗所需材料準備起來較為麻煩,且占用課時較多,這是實施教學的難點。這就要求教學不能僅停留在實驗過程本身,應通過案例研究讓學生發現地理規律、反思實驗過程。如,我在做完流水侵蝕地貌實驗后,要求學生回顧、反思實驗過程,尋找這一實驗的不足,學生討論熱烈,有的學生認為實驗中缺乏像大自然“雨水普降沖刷大地,萬涓匯流成河”的漫流侵蝕過程;有的學生認為模擬實驗中地表缺乏植被的影響,不夠真實;有的學生認為實驗用的沙土過于疏松,比自然地表更易受侵蝕,此實驗只是自然界漫長侵蝕過程的“濃縮版”等。這一反思過程,使教學從“看”進入到“想”,從“演示”轉為“發現”,學生在發現實驗局限性的同時,也感受到了地理事物演變的復雜性。
五、讓學生集思廣益改一改
同一堂實驗探究課,不同的學生關注的焦點是不一樣的,從中獲得的體驗也不盡相同。教師要善于利用學生反思后的時機,鼓勵學生發揮主動性、創造性,引導學生集思廣益改進實驗。如,在河流堆積地貌的實驗中,學生集思廣益,激發了彼此的靈感,他們在采用米粒、面粉、沙子等材料進行實驗后,提出改用顆粒粗細不等的混合材料,并指出代表河谷的書槽過于光滑,應改用有一定的彎度和底部不光滑的模型槽等,這使得實驗得以進一步完善。
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根據高中地理實驗教學活動方式不同,高中地理實驗教學模式還可進一步分為:演示類地理實驗教學模式、制作類地理實驗教學模式和實踐類地理實驗教學模式。這三種教學模式是高中地理實驗教學模式的子模式,它們遵循高中地理實驗教學模式的一般要求與程序,同時又有各自的特點。
一、演示類地理實驗教學模式
演示實驗在高中地理實驗教學中具有重要作用,是地理實驗教學的重要組成部分。演示類地理實驗教學模式根據實驗操作者不同可分為教師演示和學生演示;根據使用的儀器和材料不同可分為真實演示和模擬演示(實物模擬和虛擬模擬)。演示類地理實驗教學模式如圖2所示。
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案例一:洋流演示實驗
第一步:實驗設計
教師和學生合作設計方案。
洋流演示實驗的方案設計
實驗項目名稱:演示洋流。
實驗類型:教師演示實驗。
實驗目的:了解洋流(風海流)形成原因;了解風帶對洋流形成的重要影響;了解洋流運動方向的主要影響因素狀況。
主要儀器:水盆、紙屑、吹風機(電吹風)。
教師:在臉盆的水面灑上紙屑,利用吹風機模擬風帶吹拂。演示風海流的形成過程與影響因素。
學生:觀察吹風機模擬風帶吹拂時,紙屑的漂移方向。思考影響洋流方向的因素。
第二步:實驗準備
準備水盆、紙屑、吹風機、,詳細了解該部分知識點,充分備課。
了解實驗步驟,明確實驗目的、閱讀教材中洋流部分內容。
教師:介紹儀器名稱,通過演示,講解洋流形成的具體知識,同時指導學生觀察模型等。
學生:觀察模型,理解實驗內容等。
第三步:總結評價
教師:總結實驗的成功與不足,完成教學反思。
學生:總結實驗的優缺點,完成實驗報告。
按照演示類地理實驗教學模式完成洋流演示實驗的教學任務,充分發揮演示實驗的優勢。該案例說明,筆者設計的演示類實驗步驟是可行的,同時,又要根據具體的地理實驗項目,靈活使用該教學模式。
二、制作類地理實驗教學模式
繪制地圖、制作地理模型等地理實驗均可采用制作類地理實驗教學模式。該教學模式的教學程序見圖3。
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案例二:等高線地形模型制作實驗
第一步:實驗設計
教師和學生合作設計方案。
制作等高線地形模型的實驗設計
實驗名稱:等高線地形模型的制作。
實驗類型:制作類實驗。
實驗目的:制作“等高線地形模型”,掌握其各個部分代表山體的位置和名稱。
主要器材:紙板、細線、小刀、鉛筆、剪刀和白紙。
制作方法:用鉛筆在硬紙板上畫出等高線圖; 將畫好的等高線圖剪開成幾個大小環環相套的紙環; 把剪下來的紙環用線從大到小穿起來,注意每層之間要留有大小相等的距離; 每個紙環上相同的位置標出高度值,每層之間的高度差為200米。
第二步:實驗準備
教師:準備實驗材料。
學生:準備實驗材料。
第三步:制作、觀察
教師:指導學生具體制作。
學生:按照設計方案,完成等高線地形模型的制作。
第四步:總結評價
教師:指出學生作品的優點和不足,并提供建設性意見??偨Y此次實驗的成功與不足,完成教學反思。
學生:同學之間互相評比,在制作材料的選擇、色彩的搭配、制作手工的精細程度上學習各自的優點。完成實驗報告,整理實驗記錄。
等高線地形模型對于高中生來說不容易理解,因此通過動手制作模型可幫助學生學習該內容。該案例表明,一些地理實驗項目通過制作類地理實驗教學模式進行教學,對于培養學生創新意識和動手能力具有十分重要的作用。
三、實踐類地理實驗教學模式
實踐類地理實驗教學模式主要針對地理觀測,地理考察和地理調查而設置。案例三就是針對實踐類地理實驗教學模式開展的一次地理實驗教學。
案例三:東莞市石碣鎮榴花公園地質地貌考察
第一步:實驗設計。
教師和學生合作設計方案
東莞市石碣鎮榴花公園地質地貌考察實驗設計
路線設計:東莞高中―C3路公共汽車―石碣鎮榴花公園―園內報功塔褶皺地點。
時間:2012年12月7日(周五)下午15:20出發,大約18:00返回。
帶隊教師:兩人。
實習學生:高一級參加奧賽輔導班學生。
觀察地點:東莞市石碣鎮榴花公園。
觀察內容:觀察褶曲、斷層、巖石。
主要活動任務:①采集巖石標本:泥巖、頁巖、砂巖、變質巖、火成巖;②繪制褶曲、斷層簡圖;③學習使用羅盤;④測量巖層產狀;⑤完成野外觀察報告。
攜帶儀器:羅盤、地質錘、放大鏡、小刀、鉛筆、橡皮、標本袋、野外記錄簿、GPS、攝像機等。
總結工作:撰寫考察感想;開主題報告會,制作PPT,介紹自己的收獲。
第二步:實驗準備
教師:物質條件的準備包括車輛,相機,實驗儀器,實驗資料;非物質條件的準備包括學校、家長簽署協議書,實驗參考資料,對學生進行實驗內容和安全教育等。
學生:配合教師搜集石碣鎮榴花公園地質地貌資料并預習,學習使用羅盤及全球定位系統。
第三步:觀測、觀察、調查
教師:講解巖層地質構造成因,介紹地貌類型,幫助學生解答疑難問題,辨認巖石名稱,維持秩序和安全。
學生:通過全球定位系統確定觀察點的地理位置,使用儀器測量巖層的產狀,采集標本,繪制略圖,記錄實驗數據。
第四步:總結評價
關鍵詞:設計思維;高中地理;實驗教學
引言
地理學是研究自然和人文現象,以及它們之間相互關系的學科。地理實驗是地理教學的重要組成部分,有很強的操作性與直觀性。地理實驗教學能極大程度地激發學生的科學興趣、培養嚴謹的學科作風,切合素質教育要求?;诖耍疚膶Φ乩韺嶒灲虒W的實施進行探析。
一、地理實驗教學的現狀
近幾十年,美、英、日等發達國家注重實驗教學在地理課堂中的實踐運用,出臺了專門針對實驗教學的政策,出版了較為權威的專用實驗教材,借此保證實驗教學的有效實施。在我國,因實驗教學起步較晚,尚未形成完整的配套實驗教材,多數學校缺少開展地理實驗的器具與環境,部分教師的實操能力有限,造成目前地理教學不能切實開展各種實驗活動。僅有的少數地理實驗活動,不僅內容淺化、活動單一、目標含糊,而且基本上是教師主宰著整個實驗過程,學生被動完成教師指定的觀察任務,缺少思考與創造。
二、設計思維下的地理實驗教學思路
1987年,彼得羅伊在DesignThinking一書中描述了建筑師和城市規劃者在做設計時用到的設計方法論,“設計思維”概念由此確定。設計思維是一種新的理念,旨在培養學生像設計師一樣解決現實生活中的復雜問題,契合了我國創新人才培養的需求[1]。根據《普通高中地理學科課程標準(2017年版)》倡導的“教學過程重實踐”基本理念,筆者結合以往的教學經驗,以“模擬洋流運動”為例,嘗試在高中地理教學實驗中改進EDIPT設計思維過程,從確定主題、明確認知、實驗設計、實踐操作、總結評價五個環節研究地理實驗教學。
三、設計思維下地理實驗教學的應用探討
(一)確定主題此環節一般由教師把控,教師需要認真研讀課程標準與教材,選定實驗方向,明確實驗原理,確定教學目標與素養要求。例如,“大規模的海水運動”這一節的教學目標是:運用地圖,歸納世界洋流分布規律,說明洋流對地理環境的影響。因此明確實驗方向——通過人為手段模擬洋流運動,據此分析其形成原因,實驗的原理應盡可能與事實相吻合。實驗主題的確定可由學生自主選擇,擺脫傳統地理實驗,即采用“教師出示主題—步驟指導—學生操作—結論反饋”的流程,能更大程度地激發學生自主學習的主動性與科學興趣。
(二)明確認知地理實驗活動主要關注學生學習過程中的難點,通過實驗解決學生的認知問題,加深學生對所學知識的印象。所以,了解學生已有認知,分析學生學習特征,是開展地理實驗前的必要舉措[2]。這個過程的落實便于教師對整個實驗課堂進行掌控,以保證地理實驗的有效進行。例如,“大規模的海水運動”一課中,洋流形成的主要動力、與風向的關系以及上升補償流形成原因都是學習難點,所以整個實驗圍繞“洋流成因”設計知識鏈:洋流的主要動力盛行風帶風向與洋流運動方向的關系陸地輪廓的影響拓展延伸(上升補償流的形成)。其中,盛行風帶與地轉偏向力是學生所熟悉的知識,可在實驗前加深鞏固,強化印象,讓學生明確認知,做好實驗前的知識儲備。
(三)實驗設計實驗教學中,教師應當注重以下以學生為主體的設計環節。(1)列出問題涉及的變量,厘清變量關系(有數據要求的地理實驗如河流的含沙量、流量等),如果問題難度值偏大,那這個變量關系就必須由教師提供。(2)引導學生做出合理假設。但要注意,這些假設通常是實驗所依據的科學原理或者是其反例,單純的觀測類實驗并不需要假設。(3)生生或師生互動交流,建議六人為一組交流闡述假設理由,可以。(4)學生撰寫實驗操作步驟,教師輔助。如果實驗難度稍大,可以先由教師提供一些熟知的實驗方法或教學視頻,學生在此基礎上進行器具或方法的改動創新,列出實驗步驟。模擬洋流運動實驗中,筆者先給出碎紙模擬表層洋流運動實驗(如圖1上),這只能體現赤道附近盛行風對洋流形成的影響與實際的風帶有區別,提示學生可以進一步完善風帶(如圖1下)。在撰寫過程中,學生對器具的使用、環流的形成個數都進行了改進,使實驗與課本中的洋流模式圖、現實世界的表層洋流運動更為接近。最后,學生通過小組合作撰寫出實驗操作步驟。(1)準備實驗器材:橢圓形水槽、碎紙片(或魚食等易漂浮于水面的小物品)、吸管。(2)明確實驗目的:了解世界表層洋流運動的原因。(3)實施實驗步驟:①橢圓形水槽底部標注赤道、兩極,水槽注滿水,撒上碎紙屑(魚食等易浮物品);②通過吸管向代表赤道和北半球中緯度的水面吹風(類似于低緯信風和中緯西風);③在表格中記錄現象,并分析其原因。
(四)實踐操作依據實驗步驟流程操作,教師可以根據學生現有能力和實驗安全要求,選擇合適的儀器,指導學生小組操作,觀察產生現象,記錄實驗數據、分析實驗結果、思考產生的原因,整理最終結論。一般情況下,中學地理驗證性實驗的結論與實驗的假設是相吻合的。但要注意,因為一些地理現象是自然界大范圍的,所以在進行實驗室小范圍模擬時會出現偏差,如地轉偏向力在洋流形成過程中的作用就無法在小尺度的水槽中體現。學生在記錄實驗結論時往往容易忽略,因此,教師要起指引作用,引導學生發現問題,比較實驗與實際的區別。
(五)總結評價總結評價是地理實驗教學實施的重要環節,可以反映師生的教與學狀況,使教師更好地了解學生的學習程度[3]。在模擬洋流運動的實驗中,筆者初擬了簡潔的實驗過程性評價單,以百分制從實驗學習目標、實驗問題假設、對假設進行論證、注意事項、撰寫實驗步驟、規范操作實驗、分析處理數據或現象、總結正確結論、理論知識掌握、參與小組合作這十個方面進行評價,對整個學習過程起到導向、管理、診斷、激勵的作用。
結語
綜上所述,設計思維下的五個教學環節重新構建了地理實驗教學中教與學模式的靈活框架形式,與地理學科其他教學方式相輔相成,對培養學生的學科技能起到了重要作用。五個環節要以教師本身的學科素養為基石,所以筆者將繼續學習、深入探究,以期提出更適合目前地理教學的實驗教學方法。
[參考文獻]
[1]劉蘇梅,曹恒來,丁婧.“設計思維”理念下的信息技術教學——以“網站LOGO的設計”為例[J].江蘇教育,2018(91):52-55.
關鍵詞:高中地理;實驗教學;教學過程;教材和實驗室
中圖分類號:G633.55 文獻標識碼:A 文章編號:1009-010X(2013)01-0055-02
目前我國中學地理實驗教學雖然較受重視也較為普遍,但有很多問題亟待解決。如地理實驗教學多停留在經驗性、描述性的階段,所能達到的視野有很大的局限性,不能充分地提供正確認識和預測地理環境變化所必需的資料;地理實驗如何更好地實施素質教育;如何設計和開展探究型實驗教學活動;如何在實驗教學中實施科學方法、科學態度的教育;怎樣使地理實驗更好地培養學生的創新意識和創新能力;怎樣通過地理實驗提高學生認識生活、認識世界的能力等等。
就目前高中地理課堂演示實驗教學現狀看,缺少系統的研究與整理。教師們由于時間與精力有限,往往把實驗教學視頻、動畫作為課堂教學的一部分進行演示,只是在備課中遇到了需要進行的實驗才去了解、查詢與研究,教學結束后,無暇對本次實驗的效果進行思考與評估,也很少將每次的實驗方案、實驗情況進行收集、整理,更少談及系統的改進與創新?;诖耍覀儗Ω咧械乩韺嶒灲虒W策略進行了研究和實踐。
高中地理實驗教學的研究,大致分為以下過程。
一、資料搜集與整理
(一)制定詳細的研究和實施計劃
根據高中地理的教學特點按年級分設兩個研究小組,實行組長負責制,集體制定了詳細的研究計劃和實施方案,定期集中討論研究進展及出現的問題,這些為我們按部就班,有條不紊地開展研究奠定了很好的基礎。
(二)研究需要的資料
主要有現階段在中學地理教材中有關的實驗教學案例,高考和模擬考試試題中的現有實驗設計,網絡圖片和視頻等。資料則通過查閱已經出版的各種印刷品、電子出版物(光盤資料)、網絡出版物來獲得,然后對所搜集到的地理實驗進行分類整理。
二、師生協同完善現有實驗
(一)教師在教學中根據課標要求應用整理好的實驗案例
教師參閱實驗案例準備實驗器材,多次操作實驗,認真審視實驗的每一種器材和每一個步驟,確定實驗是否科學可行,必要時結合教學目標和學生情況修改和完善原有實驗,將每次操作過程進行記錄。例如:熱力環流、地質構造、水土流失、水循環等。教師把可操作的實驗引入課堂。對有實驗操作的班級與通過視頻展示實驗的班級進行比較,比較學生在課堂學習中的參與度、學習興趣、質疑水平、知識掌握程度等。例:證明地轉偏向力的教法比較:
根據對比數據看出:教學過程中引入實驗,提高了學生課堂學習的參與度、地理學習興趣和對知識質疑程度,學會了學習,但學生對知識的掌握程度卻不是很好。
(二)學生將完善的實驗引入課堂
在課堂上學生演示并講解地理實驗,并把實驗過程記錄下來(照片、視頻)。學生完善的實驗舉例:
學生在演示自己的實驗過程中享受著學習的快樂,傾聽著同伴們的肯定和贊許。學生通過實驗活動,增強了自身的創造力、動手能力、探索能力以及對學習地理的自信心。
(三)師生精心設計創新實驗
例如:晝夜交替、溫室效應、密度流、城市功能區布局等。根據教學目標要求,教師設計創新實驗,分析實驗的可行性。設計創新實驗可以根據地理現象產生的條件和次序,還原或模擬相似情景;也可以從地理原理出發,大膽假設、逆向推導實驗步驟。遵循設計步驟反復試驗進行論證,推敲實驗的科學性和可操作性,并不斷修改和完善。最后確定實驗場地、器材和步驟,完成整個實驗的實施。
三、編寫校本教材《高中地理實驗教學案例》和建立地理實驗室
編寫校本教材《高中地理實驗教學案例》(試用本),一方面,利用好已有的實驗案例;另一方面,課題組成員可根據新課改教學目標的要求,并結合教學實踐,精心設計創新實驗。在教材的編寫中注意做到以下幾點:
(一)所選編的實驗要能科學反映地理學科知識
實驗本身及其反映的地理原理要正確無誤,模擬情景要盡量接近真實情況,實驗場所和器材要合理,實驗步驟要嚴謹,實驗時間要適當,啟發性設問要科學等。
(二)實驗要符合地理教學的實際情況
高中地理教學時數少,地理實驗宜精不宜多,教師要善于根據學科知識特點精選典型實驗,舍棄無實際教學價值、形式化的實驗,在具備實驗特點的教學重難點處,以及學生的思維焦點處設置實驗。
(三)針對所教學生選編地理實驗
教師要針對所教學生的特點,精心選擇、修改和設計實驗,使學生能在實驗過程中有所收獲。
(四)整合學校資源,構建實驗體系
研究成員要充分利用學校的周邊環境、學校設施和教師構成等,開發符合本校實情且具有科學性、生活性、可操作性的地理實驗,并逐步形成有實用價值的實驗體系。
實施教學實踐,建立地理實驗室。根據新課改教學目標,合理安排地理實驗課時;建設并完善地理實驗室,配置地理實驗器材;裝備數字星球、地形模型、地球儀、星象儀等。