新課程背景下高中地理探究性實驗教學(xué)設(shè)計

新課程背景下高中地理探究性實驗教學(xué)設(shè)

計一、高中地理進(jìn)行探究性實驗教學(xué)的重要性高中地理學(xué)科在傳統(tǒng)的教學(xué)中屬于人文學(xué)科，因為高考就把地理歸到文科綜合，文科似乎就是老師講，學(xué)生讀、記就能考出好成績。其實不然，地理是一門綜合學(xué)科，大學(xué)錄取新生時跟地理相關(guān)的專業(yè)招收的新生都是理科考生。新的課程標(biāo)準(zhǔn)也對地理課程性質(zhì)做了新的定位：地理學(xué)是研究地理環(huán)境以及人類活動與地理環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)。它跨越“人文與社會”、“科學(xué)”兩個學(xué)習(xí)領(lǐng)域。以往實驗教學(xué)都是《物理》、《化學(xué)》、《生物》等學(xué)科的專利，很少聽到過有人在地理課堂上做演示實驗或讓學(xué)生動手做實驗，即使有也只是一些少量的演示實驗。就是演示實驗，地理教師也很不重視。地理教師上課離不開的是掛圖、地球儀、幻燈片等，幾乎很少有地理教師會拿著實驗儀器上講臺。地理既然是自然科學(xué)的一部分，當(dāng)然離不開實驗的教學(xué)，因為，自然科學(xué)是建立在實驗的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。我們高中階段就要全部實施新課程了，所以，我認(rèn)為在新課程標(biāo)準(zhǔn)下的高中地理教學(xué)非凡是自然地理方面的教學(xué)，要重視地理實驗的教學(xué)，非凡是探究性實驗。地理實驗教學(xué)有其他教學(xué)手段不可替代的作用：第一，地理實驗一種直觀、形象的教學(xué)方法，盡管地理實驗與實際地理過程有很大差別，但究竟給學(xué)生提供了直接觀察的機(jī)會，能夠調(diào)動學(xué)生的多種感官，高效率、高質(zhì)量地把握地理基礎(chǔ)知識和基本技能。第二，實驗教學(xué)強(qiáng)調(diào)演示與參與，它能夠有力地改變被動接受式的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在實驗設(shè)計、實驗操作、實驗觀察記錄、實驗分析研究的過程中主動獲取知識、得出結(jié)論。在設(shè)計實驗時，能鍛煉和培養(yǎng)想象能力和創(chuàng)新能力；在實驗操作時，需要精細(xì)敏銳的感知和觀察力去發(fā)現(xiàn)一些重要現(xiàn)象，從而培養(yǎng)了觀察能力；在研究原因、結(jié)果、形成概念的過程中，通過分析、比較、判定、推理等，能培養(yǎng)邏輯思維能力和歸納、分析能力；止匕外，還能夠培養(yǎng)組織能力、實際操作能力、解決問題能力等。第三，地理實驗雖然不能全部再現(xiàn)自然界的真實情況，但作為科學(xué)實驗，必須盡量接近實際，這就需要控制好實驗條件，如使用的材料、氣溫狀況、水分情況、實驗時間等，從而讓學(xué)生受到科學(xué)方法的練習(xí)。有些實驗需要經(jīng)歷很多困難才能得到結(jié)果，在這樣的過程中，學(xué)生會逐漸形成濃厚的科學(xué)愛好、實事求是的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)、堅忍不拔的意志，這些無疑是新課程改革鎖定的目標(biāo)。同時，做實驗比使用多媒體教學(xué)更有說服力，地理教學(xué)中許多老師都熱中于使用多媒體演示，使用flash動畫，在上公開課的時候，假如沒有多媒體公開課就似乎不成功似的。其實，使用多媒體演示，雖然能做到聲音、圖像、文字、動畫等綜合運用。但現(xiàn)在學(xué)生都很喜歡看動畫片，知道教學(xué)中使用的動畫和動畫片的原理是相同的，隨著電腦技術(shù)的發(fā)展，許多跟現(xiàn)實生活不相符合的事情都可以用電腦做出來。所以許多好的學(xué)生認(rèn)為，多媒體是使用了電腦合成技術(shù)，不是實際的情況，他們不相信這一套。同時對于一些比較難于理解的問題，即使老師在講臺上講的天花亂墜、口干舌燥，學(xué)生聽的還是一頭霧水。若能用實驗演示一下，學(xué)生一下子就能明白其中的道理，也不用老師講的這么吃力了。二、地理探究性實驗教學(xué)設(shè)計的步驟什么是探究性實驗?zāi)?？探究性實驗，是指學(xué)生在不知道實驗結(jié)果的前提下，以教師所給的啟發(fā)性問題為指導(dǎo)，通過實驗設(shè)計、實驗操作、思考分析得出結(jié)論的實驗形式?？茖W(xué)探究是高中地理學(xué)習(xí)的中心環(huán)節(jié)，新課程理論認(rèn)為，探究式教學(xué)是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過主動參與獲得知識的過程。通過對知識的親身體驗，把握研究科學(xué)所必需的探究能力，并形成科學(xué)的概念和規(guī)律，進(jìn)而產(chǎn)生對探索未知世界的積極態(tài)度。探究性實驗就是探究式教學(xué)的一種主要模式，探究性實驗教學(xué)實質(zhì)就是將科學(xué)領(lǐng)域的探索引入實際教學(xué)過程中，使學(xué)生通過積極參與探索過程，模擬科學(xué)家解決問題的方式。使學(xué)生體會科學(xué)家如何面對疑難情況，學(xué)會收集和加工需要的新信息，最終達(dá)到問題解決的探索過程。探究式實驗教學(xué)的形式是多種多樣的，其流程一般如下：下面以“海陸熱力差異”為例子來說明高中地理探究性實驗的設(shè)計過程。高中地理中講到氣候形成因子、季風(fēng)形成原因的時候，經(jīng)常提到海陸熱力差異。學(xué)生對海陸熱力差異感到迷茫，經(jīng)常要問：“什么是海陸熱力差異？”。我告訴學(xué)生是海洋和陸地在相同條件下溫度變化不同?！皽囟茸兓惺裁床煌兀俊?，學(xué)生提出了這樣的問題，我不直接回答，而是讓學(xué)生猜想。有一部分學(xué)生認(rèn)為可能海洋升溫比陸地快，另一部分學(xué)生認(rèn)為可能海洋升溫比陸地慢，還有一些同學(xué)說不是很清楚。我就使著問“能否自己設(shè)計實驗解決呢？”接著讓學(xué)生設(shè)計實驗：取兩個燒杯，一杯放水，一杯放等量的細(xì)砂，在兩個燒杯中均插入一支溫度計。把兩個燒杯同時放在太陽底下曬一定時間后，讀出溫度計的示數(shù)。再把兩個燒杯移入室內(nèi)，過一定時間后，再觀察溫度計示數(shù)的變化。收集整理數(shù)據(jù)：在陽光下曬30分后，當(dāng)時細(xì)砂的溫度為45℃，水的溫度為37℃，移到室內(nèi)10分鐘后，細(xì)砂的溫度為31℃，而水的溫度為35℃。水溫度變化是2℃，而細(xì)砂的溫度變化是14℃。結(jié)論：水的溫度變化比細(xì)紗要小，說明海洋升溫慢降溫也慢。交流合作：引起溫度變化不同的原因是水和細(xì)砂的比熱不同。水的比熱大，而砂石的比熱小，吸收相同熱量的情況下，水溫度升高的就比較小，而細(xì)砂升高的就比較多。經(jīng)過以上實驗探究，學(xué)生對海陸熱力差異就有了深刻的熟悉，以后就不會說海水升溫快而陸地升溫慢了，對海洋性氣候和大陸性氣候的差異就會理解了。三、地理探究性實驗教學(xué)的類型新的高中地理教材中，有許多內(nèi)容可以利用實驗進(jìn)行教材。如：太陽高度的測量、月相成因的研究、地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)、熱力環(huán)流、地下水等都可以用實驗進(jìn)行探究。地理實驗類型的劃分有不同的標(biāo)準(zhǔn)。按學(xué)生是否參與操作，可分為教師探究性演示實驗和學(xué)生探究性實驗；按照實驗所在的地點分，可以分為課內(nèi)探究性實驗和課外探究性實驗等等。1.教師探究性演示實驗與學(xué)生探究性實驗(1)教師探究性演示實驗。這類實驗一般是由教師在課堂上進(jìn)行探究，或和學(xué)生共同進(jìn)行探究，這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)愛好，獲得生動而直觀的感性熟悉，加深學(xué)習(xí)印象，形成正確的概念。如地球的自傳和公轉(zhuǎn)、月相成因、地轉(zhuǎn)偏向力等都都可以設(shè)計成教師探究性實驗。例1:熱力環(huán)流實驗熱力環(huán)流是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，在學(xué)習(xí)熱力環(huán)流時，教師可以設(shè)計下面的實驗進(jìn)行探究：關(guān)閉門窗，點燃兩根衛(wèi)生香，使衛(wèi)生香的煙垂直向上（不受室外氣流的影響）。在衛(wèi)生香的等距離左右兩側(cè)分別放一只1000瓦的電爐、一面盆冰塊。將電爐通電5分鐘后，讓學(xué)生觀察衛(wèi)生香煙的飄動方向。將電爐和冰塊交換位置，觀察煙的飄移方向。在這個實驗中，電爐上方空氣加熱，氣壓降低；冰塊上方空氣冷卻，氣壓升高。衛(wèi)生香的煙總是飄向電爐上方，說明熱的地方近地面產(chǎn)生低氣壓，氣流從冷的地方流向熱的地方；而高空氣流則由熱的上空流向冷的上空。這樣形成熱力環(huán)流的概念印象就比較深刻。（2）學(xué)生探究性實驗。學(xué)生探究性實驗就是學(xué)生自己提出問題、設(shè)計實驗方案、自己動手進(jìn)行的試驗，同時，也可以教師在旁邊指導(dǎo)。學(xué)生探究性實驗是地理實驗教學(xué)最理想的狀況，它對學(xué)生能力的培養(yǎng)更是多元的。如在學(xué)習(xí)了潛水和承壓水后可以讓學(xué)生自己設(shè)計自流井模型探究自流井、承壓井和承壓水的關(guān)系等。例2：制作自流井模型在長方形盤子的底部鋪上一層黏土，使一端較高。在黏土上面鋪上4厘米的濕沙。再在濕沙上面放一薄層黏土，注重使它緊緊封住盤子的各邊。把漏斗插入較高端，使其底部到達(dá)濕沙層。在較低端插入一根短吸管，也使其底部到達(dá)濕沙層（以上步驟由師生共同配合完成）。然后教師向漏斗中緩緩加水，并指導(dǎo)學(xué)生觀察吸管中水位高度。然后不斷改變吸管的長度，觀察其變化。2.課內(nèi)探究性實驗和課外探究性實驗（1）課內(nèi)探究性實驗，實驗所需要的時間比較短，在教室內(nèi)就能夠完成的實驗。如在學(xué)習(xí)沉積作用時，可以用下面的實驗進(jìn)行探究自然界的沉積作用是怎樣進(jìn)行的。例3：沉積物分選的實驗將同樣比例的碎石、粗砂和黏土完全混合，放入一只玻璃瓶中（不超過容量的一半）。將玻璃瓶用水注滿，蓋上瓶蓋，劇烈振蕩，然后讓瓶子平放，使瓶中物質(zhì)自然沉淀。讓學(xué)生觀察沉淀成分的排列順序，是否是大顆粒在下部，黏土細(xì)粒在上部。在這個實驗中，所用材料以及沉積過程與自然過程基本一樣，只是縮小了規(guī)模，放在玻璃瓶里進(jìn)行的。（2）課外探究性實驗，一般是實驗進(jìn)行的時間比較長的或必須在野外才能進(jìn)行的實驗。如月相的觀測、正午太陽高度的測定等。前者需要時間比較長（約需要一個月），后者必須要在教室外面才能完成的，這樣的探究性實驗一般放在課外進(jìn)行，因為課外的時間比較充裕。四、地理探究性實驗教學(xué)設(shè)計原則（1）探索性?？茖W(xué)規(guī)律往往隱在較深層次并有不確定性，需要學(xué)生采用不同流程和方法去挖掘和感悟。從中領(lǐng)略科學(xué)的方法，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的科學(xué)態(tài)度和精神，并從中學(xué)會思維的變通性和靈活性。（2）過程式原則。其注重過程。它包括從問題的引出，提出假設(shè)，收集證據(jù)，分析與處理，評價與交流的全過程，引導(dǎo)學(xué)生參與，鍛煉學(xué)生推理、思維、實驗的能力。（3）民主性。創(chuàng)設(shè)一個有利于探究的環(huán)境，形成和諧、愉快、民主的氛圍。讓學(xué)生敢問、敢疑敢探索。鼓勵學(xué)生打破常規(guī)思維，張揚個性。（4）發(fā)展性。以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目的，重視促進(jìn)學(xué)生智力和非智力素質(zhì)的發(fā)展。多留給學(xué)生繼續(xù)思維，思考探索的時間、空間。拓展、深化已解決的問題，創(chuàng)造一種完而未完，意味無窮的教學(xué)心理境界。（5）自主性。對學(xué)生活動能自主支配，自我調(diào)節(jié)和控制，充分發(fā)揮自身潛能，形成在老師指導(dǎo)下能獨立感知和理解實踐活動。求異創(chuàng)新。（6）開放性。不光指活動空間形式可以從學(xué)校延伸到校外，還從內(nèi)容材料，求知方法和結(jié)論，時間上向課堂外延伸。五、高中地理探究性實驗的注重事項1、實驗選材要方便。實驗過程中的材料要求學(xué)生身邊能夠采集到的，或者理化實驗室本來就有的。假如實驗材料很難找到，則學(xué)生設(shè)計實驗的積極性也會大大降低。2、實驗設(shè)計過程要避免老師自己過多地參與設(shè)計，而是讓學(xué)生自己多動腦設(shè)計。實驗設(shè)計的目的是為了鍛煉學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，學(xué)會學(xué)習(xí)的能力，而不是要學(xué)生學(xué)會做實驗，因為