高中地理实验教学研究---以人教版必修一为例_学习资料_课题研究_专题

高中地理实验教学研究---以人教版必修一为例

来源：  发布时间：2015-07-03 00:00:00 浏览次数：次【字体：小大】

单位代码
10475

学号
104754120088

分类号
G42

為大學

硕士学位论

(专业学位)

高中地理实验教学研究

以人教版必修一为例

专业学位领域

专业学位类别

申请人

指导教师

学科教学(地理)

教育硕士

刘阿惠

张广花副教授

二〇一四年五月
RESEARCH ON GEOGRAPHY EXPERIMENT

TEACHING OF SENIOR HIGH SCHOOL:

A STUDY OF PEP COMPULSORY COURSE I

A Dissertation Submitted to

the Graduate School of Henan University

in Partial Fulfillment of the Requirements

for the Degree of

Master of Education

Liu Ahui

Supervisor: A.P. Zhang Guanghua

May, 2014
关于学位论文独色声明K学术诚信承诺

本人向河南大学提出碩士学位幸请,衣人1?重多明:奸呈交的学泣谂文是

本人在导师的指导下独立完成的.对於钚究的谡新的JL篸,疫我&知,除

文中特別加以说明、标注和致淹的地方外,论文中不包括其地人已经发表或撰

写过的研究成果,也不包括其他人为荻得任何教育,科研机构的学位或证书而

使用过的材料,与我一同二作的同事对各研究所做的任何贡献均已在论文中作

了明确的说明并表示了诸意。

在此本人郝重承诺:所呈交的学位沧文不存在舞弊作伪行为,文责自负.

学位申请人(.学位论文作者)签名: 刘沔惠、

本人经河南大学审核批准授子碩士学位,作为学位论文的作者,衣人完全

了解并同意河南大学有关保留.使用学位论文的要求,即河南大学有权向国家

图书馆、科砰ft息权构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文(纸质文

本和电子文本)以供公众检索、查阅,本人授权河南大学出于宣杨、展览学校

学术发展和进行学术交流等目的,可以釆取影印、缩印、扫描和拷贝等复制手

段保存、汇编学位论文(纸质文本和电子文本)。

C涉及保密内容的学位论文在觫密后适用本授权书)

学佐获得者(学位论文作者)签名:M H麇、

201 ?阜冬月对日

关于学位论文著作权使用授权书

203 ^ 年仏 M y^B

201…年…月
I

摘要

知识经济时代是科技创新和人才竞争的时代,教育需要培养具有较强实践能力和创

造能力的人才。高中地理新课程标准也在大力倡导培养未来公民必备的地理素养,高度

重视对地理问题的探究。地理科学又是一门实践性很强的学科,与我们的生活息息相关,

其中的地理实验正是对实践能力的切实考察。地理实验教学作为一种有效的教学方法,

不仅能使学生明晰和掌握地理原理、巩固和深化地理知识,还能培养学生的地理观察能

力、逻辑思维能力、记忆能力、动手操作能力、绘图能力以及创新能力,最终实现理论

知识与实验能力并重,全面提高学生综合素质。然而,目前部分教师的教育教学观念落

后、地理实验知识相对匮乏,一些学校的实验设施落后、实验器材不足,加之高中地理

课时有限,使得地理实验不受重视,中学地理实验教学现状令人堪忧。

地理实验在当前的地理教学中已经变得举足轻重,学者们纷纷开始了对地理实验教

学的探讨。本文在建构主义理论、发现学习理论和多元智能理论的基础上,结合教育学、

心理学、地理学的相关知识,采用文献法、访谈法、实验法、问卷调查法和统计分析法

等研究方法,以人教版高中《地理》必修一为例,对高中地理实验教学相关内容进行深

入研究。

通过对地理实验教学相关文献的阅读、分析、归纳,笔者对国内外研究进展有了比

较系统的了解。目前关于中学地理实验教学的研究主要体现在地理实验教学的功能及重

要性、地理实验的内容及类型、地理实验教学的模式、地理实验教学的实证研究四个方

面。其中,地理实验的功能及重要性的研究比较详细,地理实验的类型提到的也比较多,

但对于中学地理实验的内容缺乏系统的阐述,地理实验教学模式很少有人涉足,地理实

验教学的实证研究需要进一步完善。鉴于已有研究的经验与不足,笔者通过访谈一线教

师,结合当前高中的实际情况,对高中《地理》必修一的实验项目分别按教材章节和实

验类型进行归纳总结,并对常见实验类型提出具体的实验设计流程,包括确定实验内容、

进行实验准备、实验过程、实验结论和实验评价等。然后,以实验内容与实验设计为依

托,在平顶山市一高进行了将近一学期的教学实验。实验结果表明,地理实验教学提高

了地理教学质量,在期末考试中,实验班的地理成绩比对照班约高出 3 分。实验结束后,
II

通过问卷调查的方式了解实验班学生对于开展和实施地理实验教学的反响,进一步验证

了地理实验教学的有效性。调查结果表明,地理实验教学能够提高学生的地理学习兴趣;

能够帮助学生对地理知识的掌握,特别是需要理解和记忆的知识;能够提高学生的地理

能力,特别是绘制示意图的能力、逻辑思维能力与记忆能力;地理实验教学受到学生的

广泛认可,几乎所有学生都希望可以继续开展下去。

本文的创新之处有两点:第一,详细总结地理实验内容,并为地理实验教学中的常

见实验类型设计实验流程,使实验的实施有据可依。第二,采用问卷调查法进一步验证

地理实验教学的有效性,定性实验与定量分析相结合,使实验结果更严谨更科学。

关键词:实验教学,实验内容,实验设计,高中地理
III

ABSTRACT

The knowledge economy era is the era of science and technology innovation and talent

competition, so education needs to foster strong practical ability and creation ability of talents. New

curriculum standard of senior high school geography advocates cultivating the future citizens’ necessary

geographical ability, and attaches great importance to the study of geographical problem. Geography is a

practical discipline and closely related to our life. Geography experiments are practical investigation of

practical ability. As an effective teaching method, geography experiment teaching can not only make

students clear and master the geographical knowledge, also can develop the students'' geographical ability.

Students can acquire both the theory knowledge and the experiment ability, and finally improve their

comprehensive quality. However, a part of teacher''s teaching idea is backward and they lack the geography

experiment knowledge; some schools’ experiment facility and equipment are backward; the high school

geography class time is limited. These make the geography experiments not valued. So, senior high school

geography experiment teaching situation is worrying.

Geography experiment plays an important role in current geography teaching. Scholars have

started the discussion of the geography experiment teaching. Based on the constructivism theory, discovery

learning theory and the theory of multiple intelligences, using literature analysis, interview survey,

experiment method, questionnaire investigation and statistical analysis research methods, the author takes

geography compulsory course 1 for an example, and makes the study on the senior high school geography

experiment teaching.

Through reading, analyzing and inducting the literature related geography experiment teaching,

the author has the systematic knowledge of domestic and foreign research progress. Current research on the

geography experiment teaching mainly reflects in the function and significance of geography experiment

teaching, the content and type of geography experiment, the mode of geography experiment teaching, and

empirical research of geography experiment teaching. Among them, the research on the function and

significance of the geography experiment is detail; the type of geography experiment is mentioned lot;
IV

systematic study of geography experiment contents is lack; very few scholars involve in geography

experiment teaching mode; the empirical study of geography experiment teaching needs further perfecting.

In view of the experience and problems of existing research, the author through interviewing front-line

teachers, combining with the actual situation of the current senior high school, summarizes experiments

according to the textbook chapters and experiment types respectively. And put forward specific experiment

design process of common experiment types, including the experiment content, experiment preparation,

experiment process, experiment conclusion and experiment evaluation. Then, based on the experiment

content and experiment design, nearly a semester experiment was carried out in Pingdingshan first senior

high school. The experimental result shows that the geography experiment teaching can improve the quality

of geography teaching. In the final exam, the experimental class’ geography average grade is about three

points higher than that of comparative class. After the experiment, through questionnaire, the author

understands responses to develop and implement geography experiment teaching of the experimental class’

students, which further verify the effectiveness of the geography experiment teaching. Survey results show

that the geography experiment teaching can improve students'' interest in geography learning; it can help

students grasp of the geographical knowledge, especially that needs to understand and memory of

knowledge; it can improve the students'' ability of geography, especially the drawing diagrams ability,

logical thinking ability and memory ability. Geography experiment teaching is widely accepted by students,

and almost all of them hope to continue to carry on this teaching method.

The innovation of this paper has two points. First, detailed summary of geography experiment

content and concrete experiment design of the common experiments type make the implementation of the

geography experiment teaching viable. Second, using the method of questionnaire survey to further verify

the effectiveness of the geography experiment teaching, combined with the qualitative experiment and

quantitative analysis, the experiment results are more rigorous and scientific.

KEY WORDS: experiment teaching, experiment content, experiment design, senior high school

geography
V

摘要.....................................................................I

ABSTRACT................................................................III

目录.....................................................................V

第一章引言...............................................................1

一、研究背景 ..........................................................1

(一)时代需要具有实践和创造能力的人...............................1

(二)新课程改革对地理实验教学十分重视.............................1

(三)中学地理实验教学现状不容乐观.................................2

二、研究意义 ..........................................................2

(一)理论意义.....................................................2

(二)实践意义.....................................................3

第二章文献综述...........................................................5

一、地理实验教学的相关概念 ............................................5

(一)地理实验.....................................................5

(二)地理实验教学.................................................6

二、地理实验教学的理论基础 ............................................7

(一)建构主义理论.................................................7

(二)发现学习理论.................................................7

(三)多元智能理论.................................................8

三、国内外地理实验教学的研究进展 ......................................8

(一)国外研究进展.................................................8

(二)国内研究进展.................................................9

(三)小结........................................................10

第三章研究思路与研究方法................................................13

一、研究思路 .........................................................13
VI

二、研究方法 .........................................................15

(一)文献法......................................................15

(二)访谈法......................................................15

(三)实验法......................................................15

(四)问卷调查法..................................................15

(五)统计分析法..................................................16

第四章实验的内容与设计..................................................17

一、实验的内容 .......................................................17

(一)实验内容的选择依据..........................................17

(二)实验的具体内容..............................................18

二、实验的设计 .......................................................23

(一)实验设计的原则..............................................23

(二)实验的具体设计..............................................24

第五章地理实验教学的实证研究............................................31

一、实验的实施 .......................................................31

(一)实验对象....................................................31

(二)实验变量....................................................31

(三)实验过程....................................................32

二、实验的结果 .......................................................32

(一)实验前测分析................................................32

(二)实验后测分析................................................33

三、实验的验证 .......................................................33

(一)问卷的设计与发放............................................33

(二)调查结果分析................................................34

第六章结语..............................................................37

一、主要结论 .........................................................37

二、创新之处 .........................................................38

三、研究不足与展望 ...................................................38
VII

参考文献.................................................................41

附录 A “地理实验的内容与设计”访谈提纲 ..................................43

附录 B 人教版高中《地理》必修一目录 ......................................45

附录 C 第一次月考地理试题 ................................................47

附录 D 期末考试地理试题 ..................................................49

附录 E 第一次月考地理成绩 ................................................53

附录 F 期末考试地理成绩 ..................................................55

附录 G “高中地理实验教学效果”调查问卷 ..................................57

致谢....................................................................59
1

第一章引言

一、研究背景

当今时代是知识经济的时代,随着科学技术突飞猛进的发展,人才的竞争已经成为

世界瞩目的焦点,只有教育培养出优秀的人才,才能在国际竞争中立于不败之地。而基

础教育正在响应时代的号召,不断推进改革,增强学生的实践能力,培养学生的创新意

识,为祖国的繁荣发展贡献力量。

(一)时代需要具有实践和创造能力的人

知识经济时代是科技创新和人才竞争的时代,中国能否在国际竞争中处于领先地

位,关键在于教育的发展水平,在于人才的数量和质量,在于教育能否培养出富有实践

能力和创造能力的高级人才。地理科学是一门实践性很强的学科,与我们的生活息息相

关,其中的地理实验正是对实践能力和创造能力的切实考察。地理实验教学作为一种有

效的教学方法,不仅能使学生明晰和掌握地理原理、巩固和深化地理知识,还能培养学

生探索地理问题、解决地理问题的创新意识和实践能力,最终实现知识和能力并重,使

学生的综合素质全面提高,更加适应时代的要求。

(二)新课程改革对地理实验教学十分重视

我国最新一轮的课程改革开始于 2001 年,从此,基础教育各个学科掀起了课程改

革的热潮,地理课程也进入了一个新的发展时期。地理课程的改革不仅重视学生地理知

识的学习,更加重视学生地理能力的培养,尤其是学生的地理实践能力。2003 年,我国

教育部颁布了《普通高中地理课程标准(实验)》,其中对“地理实验”提出了确切的要

求。在课程的基本理念中明确表示,要注重对地理问题的探究,倡导开展包括地理实验

在内的各种地理实践活动;课程的“知识与技能”、“过程与方法”目标中对于地理实

验具体掌握到何种程度都有清晰的表述;课程的内容标准提出了许多具体的属于地理实

验范畴的活动建议[5]。可见,新课程改革对地理实验十分重视,开展地理实验教学势在

必行。
2

(三)中学地理实验教学现状不容乐观

在基础学科教育中,初高中地理一直被视为文科,很少像理化生那样有专门的实验

室,可以定期进行系统的实验教学。目前,部分教师的教育教学观念落后、地理实验知

识相对匮乏,一些学校的实验设施落后、实验器材不足,加之高中的地理课时有限、学

生课业负担繁重等种种原因,使得许多必要的实验活动都不能得到很好的落实,中学地

理实验教学现状令人堪忧。地理教育者们认识不到开展地理实验教学的重要性,地理实

验教学不能广泛而有效地实施,势必会影响到地理教学质量,使教学效果难以提升。因

此,重视地理实验教学,并从一线教师所在的地理课堂进行教学改革,开展和实施地理

实验教学显得尤为重要。

二、研究意义

地理实验教学基于时代背景,基于新课改背景,在基础教育平台上,从地理学科的

角落,为培养国家需要的人才乃至世界需要的人才做出贡献。着眼于国际,落实于教育,

地理实验教学是社会发展的需要。

(一)理论意义

理论意义是立足于实验教学本身而言的,是指所有学校开展地理实验教学都具有的

重要价值和意义。从这个角度讲,地理实验教学的研究意义主要体现在三个方面。

1.提供丰富的教学资源

教学资源是教学信息的来源,是指一切对教学有用的素材。地理实验教学在地理教

学中融入实验的成分,极大丰富了教学资源。地理实验教学中所涉及的实验材料、实验

场所、实验设备、优质课件等等,都是很好的教学资源,为地理教学的有效开展提供了

丰富的素材和广阔的平台。

2.有利于转变学习方式

地理实验教学中的各种模拟演示实验能激发学生的学习兴趣,各种小组合作的实验

能培养学生的协作能力,此外实验本身的探究性也使得学生在实验过程中不断被启发。

因此,地理实验教学为学生的学习注入了新鲜的血液,促进了学生的合作学习和探究性

学习,在逐渐改变着学生的学习方式。
3

3.有利于学生的全面发展

在素质教育背景下,学生的学习已经不能局限于课本知识的理解与记忆,还应该注

重学生各种能力的培养。地理实验教学将课本知识与生活实际联系起来,通过丰富多彩

的实验不仅使学生获得了地理知识,更重要的是培养了学生的各种能力,如敏锐的观察

能力、动手操作能力,增强了学生的合作意识和创新意识,使学生得到全面的发展。

(二)实践意义

实践意义是立足于本研究而言的,是指本文进行地理实验教学研究所具有的现实意

义。从这个角度讲,地理实验教学的研究意义主要体现在四个方面。

1.为地理实验教学的后续研究奠定基础

笔者通过对地理实验教学相关文献和资料的广泛阅读、深入分析与有效整合,对地

理实验教学的理论基础以及国内外研究进展有了比较系统的掌握和了解,这为后续的研

究工作以及后续的研究者们奠定了坚实的基础,提供了科学有力的支撑。

2.为地理实验教学的开展和实施提供参考

笔者以教材、课标为本,广泛阅读期刊中相关实验,并结合自己的学习经历,在与

一线地理老师商讨的基础上,对高中《地理》必修一的实验项目分别按照教材章节和实

验类型进行总结,并给每类实验都配有相应的实验设计流程,这为一线地理教师特别是

新任地理教师进行实验教学提供了一定的参考和依据。

3.为地理实验教学的开展和实施积累经验

笔者采用等组实验的方式,开展了一个学期的地理实验教学,将理论知识应用于实

践教学,通过实验教学与传统教学的比较,验证了地理实验教学的有效性,在小范围的

班级里初步实现了地理实验教学的应用价值。实验结束后,以问卷的形式调查实验后的

学生对于开展和实施地理实验教学的反响,了解其地理学习兴趣、地理知识和地理能力

的变化。通过深刻总结与反思,从中吸取经验和教训,为地理实验教学进一步的开展和

实施提供宝贵的意见。

总之,中学地理实验教学相关问题的探讨意义重大,希望广大地理教育工作者能深

刻认识到地理实验教学的重要性,真诚地接受地理实验教学,积极地践行地理实验教学,

为其顺利开展和实施不断努力做出贡献,推动我国地理实验教学的不断发展与进步。
4
5

第二章文献综述

一、地理实验教学的相关概念

要对地理实验教学进行深入研究,就必须了解地理实验教学的相关概念,能够对实

验、地理实验、地理实验教学有着清晰地认识与把握。

(一)地理实验

《辞海》对“实验”的定义是:设计来检验一个理论或者验证一种假设而进行的一

系列操作或活动。地理实验就是把实验运用于地理学科,即有关地理科学的实验。笔者

对文献中提到的地理实验进行了分析和归纳,依据其所涵盖的范围不同,主要有广义地

理实验和狭义地理实验之分。

1.广义地理实验

广义地理实验主要是指通过室内的实物模拟演示、计算机模拟演示、绘制、制作,

以及室外的观察、观测、调查等方式,认识地理事物和现象,学习地理原理和规律。主

要包括地理观察(例如观察月相、观察昼夜长短变化、观察太阳方位、观察潮汐现象、

观察地质、观察地貌、观察水文等)、地理调查(例如城市污染调查、城市商业网点调

查等)、地理制作(例如在气球上绘制经纬网、绘制世界气候类型分布图、绘制水循环

的示意图、制作三圈环流模型、制作世界表层洋流分布模型等)、课堂实验(例如模拟

地转偏向力的实验、模拟热力环流的实验、模拟锋面的形成实验、模拟大气温室效应的

实验等)四种实验类型。

2.狭义地理实验

狭义的地理实验主要是指课堂实物模拟演示实验,即运用一定的器材和设备,人为

地把所要学习的地理事物和现象及其变化过程在课堂中表现出来,以获得和验证地理知

识的实验[1]。

综上所述,狭义的地理实验仅仅局限于课堂中的实物模拟演示实验,而广义的地理

实验几乎涉及了地理教学中全部的实验形式,其涵盖范围更广阔。为了更全面更系统的

了解地理实验,深入探讨地理实验教学,本文所研究的地理实验是广义的地理实验。由
6

于本文是以必修一自然地理为蓝本探究实验教学相关内容,并且考虑到当前高中的实际

情况以保证实验的切实可行,所以本文所研究的地理实验更确切地说是广义地理实验中

的课堂实验和地理制作,它更倾向于室内的各种操作。

(二)地理实验教学

地理实验教学就是在地理教学中进行各种各样丰富多彩的地理实验。关于地理实验

教学概念的界定不同学者有着不同的观点,各学者从不同角度提出了自己对地理实验教

学的理解。

表 2-1 关于地理实验教学概念的界定

学者
观点

曹琦

(1994)

地理实验法是运用一定的器材和设备,人为地把所要学习的地理事物

和现象及其变化过程表现出来,以获得和验证地理知识的方法[1]。

袁书琪

(2001)

地理实验教学是以实验活动为主要展开形式,强调学生的亲身经历,

要求学生积极参与到实验活动中去,在活动中发现问题、解决问题,

体验和感受生活,发展实践能力和创新能力[2]。

段玉山

(2003)

地理实验法是指在教师的指导下,学生通过实验得出结论,从而完成

既定学习任务的教学方法[3]。

夏志芳

(2003)

在分析我国高中地理教材时,将教材课后设计的活动类型分为包括实

验型在内的八种[4]。

《普通高中地理课

程标准(实验)》

(2003)

提出注重对地理问题的探究,倡导开展包括地理实验在内的各种地理

实践活动[5]。

综上所述,各学者关于地理实验教学的界定不尽相同。有的认为它是一种学习知识

的方法,有的认为它是一种教学方法,有的认为它是一种地理活动,还有的认为它是一

种实践活动。对这些观点进行归纳总结,那么地理实验教学不仅是一种有效的教学方法,

而且是一种重要的教学实践活动。汲取各学者的精华,笔者认为,地理实验教学是有目

的、有计划地借助一定的实验材料和实验设备,模拟演示某种地理现象来认识地理事物

及其规律,或绘制示意图、制作地理模型来复习巩固地理知识,或通过观察、观测、调

查等方式获取地理信息,与此同时培养学生的各种地理能力,最终实现教学目标的一种

教学方法和实践活动。
7

二、地理实验教学的理论基础

地理实验教学不是空穴来风,是基于一定的理论基础的,拥有科学的、具体的、强

大的理论支撑。除了最基本的教育学和心理学基础、地理学习理论和地理教学理论基础,

地理实验教学主要基于以下三个理论基础。

(一)建构主义理论

建构主义理论的主要代表人物有皮亚杰、科恩伯格、斯滕伯格、卡茨、维果斯基。

建构主义理论的一个重要概念是图式,认为图式的形成和变化是认知发展的实质,受同

化、顺应和平衡三个过程的影响。建构主义理论认为,学习过程是学生在原有知识经验

基础上主动构建新知识的过程;学生不是被动的知识接受者,而是积极的信息加工者;

在此过程中,学生之间会有充分的交流与合作[33]。地理实验教学很好的体现了建构主义

学习理论:实验教学过程中,学生并不是呆板的复制知识,而是通过其已有地理知识和

生活经验去建构新的认知;地理实验是以学生为中心进行实施的,学生作为实验的主体

是主动获得地理知识;地理实验教学强调师生之间、生生之间的交流、讨论,主张合作

性解决地理问题。

(二)发现学习理论

布鲁纳强调学科结构的重要性,认为学习各门学科的基本结构非常必要。其中,基

本结构包括该学科的基本知识结构和学习的态度、方法两个方面。这就要求学生在学习

过程中,不仅要掌握一般的原理和规律,而且要有好的学习态度和方法。布鲁纳提倡发

现学习的教学方式,通过培养学生探索新情境的态度来激发学生的学习动机。具体的方

法是,在教学过程中,给学生提供有关的学习材料,让学生通过探索、操作和思考,自

行发现知识,理解概念和原理[41]。地理实验教学通过实验不仅能使学生获得各种地理知

识,而且为探索新情境提供了广阔的平台。通过实验方式呈现的地理知识,具有很好的

情境性,能够培养学生浓厚的地理学习兴趣,从而使学生积极主动的参与到实验教学中

去,对地理产生深刻的印象,最终既满足了知识的获得,又实现了态度的培养。
8

(三)多元智能理论

加德纳提出了多元智能理论,他认为人的智能不是单一的,而是包括了语言智能、

数理逻辑智能、空间智能、身体运动智能、音乐智能、人际关系智能、内省智能、自然

观察智能等八种类型。这些智能彼此区别又相互联系,在每个人身上会有各种类型不同

程度的智能组合,形成一个统一的整体[29]。真正有效的教育必须认识到智力的广泛性和

多样性,使培养和发展学生各方面的能力占有同等重要的地位。在教学过程中,教学方

法和手段应该根据教学对象和教学内容而灵活运用。地理实验教学的过程可以充分调动

和发挥学生的各种相关智能,使学生的能力得到全面的发展。比如,通过观察实验现象

和野外实地考察,可以培养学生的自然观察智能;通过总结实验现象和进行实验评价,

可以培养学生的语言智能;通过绘制地理示意图和制作地理模型,可以培养学生的空间

智能。

三、国内外地理实验教学的研究进展

重视地理实验是国内外地理课程改革的焦点,在基础教育改革的推动下,国际地理

教育瞩目于地理实验,致力于地理实验教学的研究。

(一)国外研究进展

20 世纪 90 年代以来,世界各国纷纷修订了本国的地理课程标准,改革本国的地理

教育,特别是对地理实验教学尤为关注。日本的中、高等学校《学习指导要领》中分别

对初、高中学生所要达到的具体目标都有明确的规定,其中的地理部分强调学生绘制地

图、考察地理事物、分析和总结地理调查结果、处理地理资料等各种能力的培养。英国

在 1991 年颁布的《国家地理课程》中要求学生掌握地图运用和野外考察的技能,内容

包括读图、绘制示意图和草图、解释地图、评价专题图,以及使用简单的仪器直接观测

和记录天气。美国在 1994 颁布的《国家地理标准》中强调,学生要能够提出地理问题,

然后收集、整理、分析地理信息,最后回答地理问题,并将这些能力作为核心的地理技

能;此外,其高中理科教材《科学发现者》丛书中涉及了大量的地学实验内容[39]。澳大

利亚的地理大纲非常重视探究式学习和地理实地调查,要求学生具备各种地理工具的应

用技能,能够认真思考现实生活中常见的地理问题;要求学生能够通过构筑地理问题,
9

辨别、收集和整理记录各种地理数据,完成实地工作。新加坡的《中学地理课程纲要》

强调学生手脑并用,对学生的野外实地考察、地图判读、决策等能力要求较高。印度的

《中学地理大纲》中明确规定了地图实习和天气观测的内容[37]。

由此可见,世界各国的地理教育都十分重视地理实验教学,尤其是对地理事物的观

察和观测、野外实地考察与记录以及地图的判读与使用等技能的要求比较突出,特别强

调学生的探究性学习和动手操作能力,很值得我们国家借鉴与学习。

(二)国内研究进展

我国从 1904 年开始正式将地理课列入中小学课程。1956 年的《中学地理教学大纲

(草案)》中第一次对地理实验提出要求,其表述为“在初级中学一年级里必须用地球仪

做实验”。2001 年掀起了新一轮的课程改革。2003 年的《普通高中地理课程标准(实

验)》中明确提出了开展地理实验的要求,其表述为“重视对地理问题的探究,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、地理

专题研究等实践活动”[5]。这为地理实验教学的实施提供了政策保障。新课改十余年来,

不少学者展开了对地理实验教学广泛而深入研究,主要体现在以下几个方面。

1.地理实验教学的功能及重要性研究

金姝兰(2004)[25]、徐宝芳和史利杰(2005)[18]、朱雪梅和吴敏(2005)[7]、李春艳

(2006)[40]、范敏(2006)[28]、李瑞军(2006)[19]、黄端端(2007)[20]、田津(2007)[30]、

潘方平(2007)[21]、张瑞英(2007)[35]、敖道(2009)[16]、廖石生(2011)[37]、费月(2011)[33]、

李芹(2012)[29]分别对地理实验教学的功能及重要性方面进行了研究,并系统的表述了

各自的观点,主要体现在三个方面:地理实验教学有利于学生地理知识的学习,地理实

验教学有利于学生地理能力的培养,地理实验教学有利于地理教学目标的实现。

2.地理实验的内容及类型研究

在搜集到的资料中,关于中学地理实验类型的提法较多,各学者大多是根据其研究

需要按照一定的标准进行分类的;关于中学地理实验具体内容的探讨则相对较少,缺乏

全面系统的研究。

曹琦(1994)[1]、袁书琪(2001)[2]、段玉山(2003)[3]、金姝兰(2004)[25]、张卫

青和徐宝芳(2005)[22]、李春艳(2006)[40]、孙月雁(2006)[23]、史利杰(2007)[39]、张瑞
10

英(2007)[35]、潘方平(2007)[21]、敖道(2009)[16]、张建明(2009)[17]、周琛(2010)[26]、

苏丽芳(2011)[27]、费月(2011)[33]、陈键(2013)[11]、张蕾和陈晓(2013)[12]分别对

地理实验的种类提出了自己的见解。他们对实验类型的划分多是以实验场所不同、实验

内容不同、实验形式不同、实验手段不同、实验逻辑不同、实验材料不同、实验要素不

同、实验时间安排不同、实验操作者不同、实验层次不同、教学内容特点不同为分类标

准进行的。

史利杰(2007)确定了中学(初中和高中)地理必做实验 73 项,选做实验 66 项[39]。

张瑞英(2007)归纳了 42 个高中地理实验项目[35]。周琛(2010)归纳了 22 个初中地理

教学模拟实验项目[26]。苏丽芳(2011)归纳了 53 个初中地理实验项目[27]。他们对地理

实验内容的总结是从不同的教材范围和不同的实验类型进行的。

3.地理实验教学的模式研究

教学模式可以丰富和发展教学理论,更好地指导教学实践,提高教学质量,但学者

们关于中学地理实验教学模式的研究甚少。通过查阅文献,笔者只发现了两处相对系统

的研究,较详细的说明了各类地理实验的教学程序。史利杰(2007)构建了中学地理实

验教学总模式和三个子模式:演示类地理实验教学模式、制作类地理实验教学模式和实

践类地理实验教学模式[39]。苏丽芳(2011)提出了绘制地图、制作地理模型、实物模拟

演示、计算机模拟演示、观察、观测、调查等七种地理实验的教学策略[27]。

4.地理实验教学的实证研究

金姝兰(2004)[25]、周琛(2010)[26]、费月(2011)[33]、姜乔(2009)[34]、张瑞英

(2007)[35]、史利杰(2007)[39]分别选取基本情况相似的两个班级作为实验对象,实验

班采取实验教学方式,对照班采取传统教学方法,进行高中/初中地理实验教学实证研

究。实验结果表明:在地理课堂教学中开设地理实验提高了地理教学质量,产生了较好

的教学效果。但是其实验过程并不十分严谨,有的只是选取一章或一单元内容进行实验,

实验周期过短使得实验结果不具说服力;有的只是笼统的说进行实验教学,并没有说明

具体进行了哪些实验。

(三)小结

从搜集到的有限的文献资料来看,国内外学者关于地理实验教学的研究取得了很大

的成绩。国外许多国家都十分重视地理实验教学,国内关于地理实验教学的研究主要体
11

现在功能及重要性、内容及类型、教学模式、实证研究四个方面。尤其是关于地理实验

教学功能及重要性的研究和实验类型的研究已经比较成熟,虽然各位学者的观点不尽

相同,但都能从相应的角度,有所侧重地对地理实验教学进行深入的阐释。

然而,地理实验教学的研究不能仅限于功能及重要性的层面,更重要的是要将地

理实验进行落实,应用于实践教学中。这就需要对地理实验的内容,地理实验的设计以

及地理实验的实施进行深入的探究,进而运用于一线教学,充分发挥地理实验教学的重

要价值。但是,笔者通过阅读相关文献发现,恰恰是这些方面的研究不够细致、不够全

面。具体体现在以下几个方面。

(1)关于地理实验内容的研究:已有研究所用教材版本较老,重难点与现行课标

有所出入,所设计的部分实验不适用于当前的地理教学;有的学者设计的地理实验没有

考虑到高中生的具体情况,由于教学课时有限、实验条件有限,部分实验无法有效实施;

关于地理教学中具体的实验内容,多数学者只是对每种类型的实验举出几个例子,泛泛

而谈,缺乏系统的总结。

(2)关于地理实验设计的研究:由于划分标准不同,所以实验类型是多种多样的,

这就使得实验的设计难以标准化、模式化。关于地理实验教学的研究,虽然很多学者都

涉及了实验设计,却只是在每种实验类型后面附上一两个实验案例,对于如何进行实验

设计缺乏规范系统的说明,终究是蜻蜓点水,不够深入。

(3)关于地理实验教学的实证研究:部分学者将地理实验应用于教学实践,通过

地理实验教学的开展与实施来验证其教学效果,虽然取得一定的成果,但是在实验过程

中,多数学者只是以某一章或者某一单元为单位,实验周期过短,使得实验结果缺乏说

服力。此外,关于实验结果的验证,多是在一个学期内通过轮流交换实验班与对照班来

进行的,这无疑也是以缩短实验周期为代价的。

鉴于已有研究的经验与不足,本文拟以人教版高中《地理》必修一为例,结合当前

地理教学内容的重难点以及高中的实际情况,从地理实验内容的选取着手,归纳总结

既有针对性又切实可行的地理实验。然后,对常见实验类型进行具体的实验设计,并配

上按照实验流程而设计的实验案例。最后,将理论应用于实践,对地理实验教学进行实

证研究,检验地理实验教学的效果。
12
13

第三章研究思路与研究方法

一、研究思路

本研究通过查阅有关的文献资料,在明晰研究背景的前提下,提出地理实验教学的

研究意义,对地理实验教学的相关概念、理论基础以及国内外研究进展进行综述,分析

了已有研究取得的成果及存在的不足。在此基础上,笔者以人教版高中《地理》必修一

为例,通过访谈一线教师,结合当前高中的实际情况,从地理实验内容的选取着手,归

纳总结既有针对性又切实可行的地理实验,并对常见实验类型进行具体的实验设计。然

后,将理论应用于实践,通过实验法对地理实验教学进行实证研究,并以问卷调查的方

式对实验结果进一步验证,深入了解地理实验教学的具体效果。最后,对整个研究进行

了总结、反思,并指出本文的创新点和有待改进之处。
14

图 3-1 本文研究思路示意图

实验内容选择依据实验设计原则

确定实验项目设计实验流程

开展实验教学

进一步验证教学效果

教学实践

访谈

问卷调查

研

究

内

容
15

二、研究方法

本文主要采用了文献法、访谈法、实验法、问卷调查法和统计分析法五种研究方法

对地理实验教学相关内容进行研究。

(一)文献法

文献法主要是指搜集、鉴别、整理文献,并通过对文献的研究,形成对事实科学认

识的方法。本文利用图书馆和网络资源,广泛查阅有关地理实验教学和中学地理教育方

面的书籍、期刊、论文,借鉴其中的精华。通过文献分析,明确地理实验教学的研究背

景和研究意义,对当前国内外研究进展有了系统的了解,为论文的撰写打下坚实的基础。

(二)访谈法

访谈法是指访谈者依据访谈提纲与访谈对象直接交谈,以此收集资料的一种口头交

流式的研究方法。本研究对教学经验丰富的高中一线教师进行访谈,以深入了解高中《地

理》必修一中实验内容应该如何选取,常见地理实验如何分类,实验流程应该如何设计,

为论文中实验的内容与实验的设计部分提供参考。

(三)实验法

本文以等组实验的方式进行了实验。等组实验是指研究者采用两个或两个以上条件

相同的组作为实验对象进行对比研究的实验形式。本文选取基本情况接近的两个班级作

为实验对象,实验班采用地理实验教学方法,对照班采用传统地理教学方法,无关变量

尽可能保持一致,进行实验。通过对实验结果的分析,来论证地理实验教学对地理教学

质量的影响。

(四)问卷调查法

问卷调查法是指调查者运用统一设计的问卷向被选取的调查对象了解情况或征询

意见的调查方法。本研究对实验后的实验班进行了地理实验教学效果的问卷调查。通过

学习地理的兴趣、地理知识的掌握、地理能力的变化、对地理实验教学的接纳程度、对

地理实验教学的期望五个维度,调查学生对已开展的地理实验教学的态度与反响。
16

(五)统计分析法

统计分析法是指收集、整理、分析和解释统计数据,并对其所反映的问题作出一定

结论的方法。本研究采用 SPSS19.0 和 Excel2007 统计软件分别对实验数据及问卷调查

数据进行了科学处理和分析,量化了地理实验教学与地理教学质量的关系,验证地理实

验教学效果,使实验结果更具说服力。
17

第四章实验的内容与设计

笔者在广泛阅读地理实验内容与地理实验设计相关文献资料的基础上,对教学经验

丰富的高中一线教师进行访谈,深入了解高中《地理》必修一中实验内容应该如何选取,

常见地理实验如何分类,实验流程应该如何设计,为撰写实验的内容与实验的设计提供

参考(附录 A)。本研究共访谈了 14 位平顶山市的一线高中地理老师,其中市一高 6

人,市一中 2 人,市二中 2 人,实验高中 2 人,市三高 2 人。他们为实验内容的确定和

实验流程的设计提供了许多宝贵意见。

一、实验的内容

实验内容如何确定,其质量如何,直接关系到该研究的价值和意义。因此,选择合

适的实验内容十分重要。本文从实验内容的选择依据着手,经过反复斟酌、不断筛选,

逐步确定实验的具体内容。

(一)实验内容的选择依据

地理实验内容的选取一定要有理有据,不可盲目,这样选择出来的实验内容才有价

值可言。本研究主要是依据以下五个标准进行实验内容的选取。

1.教材及课程标准

地理实验内容应以课程标准为本,结合所用版本教材进行选取。在地理课程标准中,

课程的三维目标居于重要地位,因此应该严格按照课程目标的要求对实验内容进行选

取,一定要突出地理知识与能力的要求,关注地理过程与方法的运用,突显学生情感、

态度和价值观的培养。

2.教学内容特点

在地理教学中,并不是所有的地理知识都要通过实验的方式来获取和印证,实验教

学也不意味着每节课都要做实验,有些知识通过教师讲授或者画简单示意图就可以使学

生清楚明白,这就没有必要苦思冥想浪费时间去做实验。所以,一定要依据教学内容的

特点选择适宜的地理内容进行实验。
18

3.学生发展特点

中学生正值青少年时期,有其独特的身心发展特点。他们的抽象逻辑思维逐渐成熟

并处于优势地位,他们的记忆能力达到一生当中的最高峰,他们追求独立性,具有良好

的自我意识,他们喜欢新奇的事物,乐意探索科学的奥秘。因此,地理实验内容要符合

青少年的成长规律,尽量尊重学生的兴趣爱好。

4.日常生活实际

教师要引导学生留意身边的地理素材,尽量从生活中选择地理课题开展研究,实现

学科知识与日常生活的整合,将实验内容建立在学生能够切实感受和体验的基础上,发

现问题并解决问题,使地理实验成为学生理论联系实际的桥梁,通过对地理实验的探究

真正学习到对生活有用的地理。

5.一线教师的建议

一线教师有着丰富的教学经验,他们更了解教材、了解学生,对于实验教学也必然

有着各自独到的见解,他们所推荐的实验内容一定会更实用、更契合教学实际。因此,

实验内容的选择一定要广泛争取一线教师的意见,他们对地理实验教学是否认可与接

受,直接关系到地理实验教学的顺利开展与实施。

(二)实验的具体内容

笔者以教材、课标为本,广泛阅读杂志期刊中与地理实验内容相关的论文,根据当

前高中的实际情况,结合自己的学习经历,在与一线老师商讨的基础上,对人教版高中

《地理》必修一的实验内容重新进行了归纳总结,共统计了 42 个实验项目。在此期间,

广泛征集一线教师的意见,经过了反复的斟酌、不断的筛选,最终确定了相对而言既合

理又全面、既丰富又重点的实验内容。一线教师不吝赐教,各抒己见,提出了许多宝贵

意见,在此略举一二。

教师甲说:“必修一课程内容丰富,课时相当紧张,野外考察恐怕难以实施。”这

也正是大多一线教师的心声。考虑到高中地理课时及学生课外时间的有限,实验内容尽

可能在课堂上(包括晚自习)完成,本文关于户外观察及野外考察类实验均未涉及。

教师乙说:“我们学校多媒体形同虚设,多是坏了的,基本上都没用过,还有的班

级就没有安装多媒体,在课堂上进行计算模拟实验行不通。”鉴于一些学校条件的限制,
19

多媒体教学难以实施,确实为计算机模拟实验带来了不便。对于此类情况,一线教师可

自行变通,尽量用手绘示意图的方式代替计算机。

教师丙说:“绘图实验能很好的考察学生对于知识的掌握,帮助学生复习巩固所学

内容,在课堂上又很容易实施,可以着重设计该类实验。”本文总结了许多绘制示意图

的实验,这些内容对实验条件的要求很低,相对容易实施,有较好的实用性和普及性。

1.各个章节的实验项目

根据人教版高中《地理》必修一各章节的具体内容(附录 B),对地理实验进行总

结。必修一的实验均为自然地理范畴,实验内容十分丰富,特别是本书的第二章,实验

项目多达 23 个,占了实验总数的一半以上(表 4-1)。

表 4-1 各个章节的实验项目

章
节
实验项目
实验个数

第一节模拟太阳系

演示地球自转和公转运动

模拟太阳直射点移动

绘制太阳直射点移动轨迹示意图

演示昼夜交替现象

第三节

演示地转偏向力

第一章

第四节绘制地球内部圈层结构示意图

模拟大气受热过程

模拟热力环流

模拟海陆热力性质差异

绘制海陆风示意图

绘制山谷风示意图

绘制城市热岛环流示意图

第一节

模拟风的形成

模拟三圈环流

制作三圈环流模型

绘制全球气压带和风带分布图

模拟气压带和风带的季节移动

模拟季风的形成

第二章

第二节

绘制世界气候类型分布图

23
20

续表 4-1 各个章节的实验项目

章
节
实验项目
实验个数

模拟锋面的形成

模拟冷锋

模拟暖锋

绘制冷锋示意图

绘制暖锋示意图

模拟气旋

模拟反气旋

绘制气旋示意图

第三节

绘制反气旋示意图

第二章

第四节模拟大气温室效应

模拟水循环过程

第一节

绘制水循环示意图

模拟洋流

绘制世界表层洋流分布图

第三章

第二节

制作世界表层洋流分布模型

模拟岩石风化

第一节模拟岩石圈物质循环

绘制岩石圈物质循环示意图

模拟褶皱

第二节

模拟断层

模拟河流的侵蚀

第四章

第三节

模拟洪积扇的形成

合计 42

2.各种类型的实验项目

按照实验的操作主体不同,可以把本文所研究的地理实验分为两种类型:教师模拟

演示类和学生动手操作类。其中教师模拟演示类实验又可进一步分为实物模拟演示实验

和计算机模拟演示实验;学生动手操作类实验又可以进一步分为绘制示意图实验和制作

地理模型实验。根据实验类型的不同,笔者将高中《地理》必修一的地理实验内容进行

总结,其中实物模拟演示实验 13 项,计算机模拟演示实验 13 项,绘制示意图实验 14

项,制作地理模型实验 2 项(表 4-2)。
21

(1)实物模拟演示实验:主要是指教师利用实验器材,通过实物模拟演示手段,

配合相应的讲解,使学生在观察实验现象的同时进行逻辑思考,进而得出实验结论,获

得地理知识。当然,实物模拟演示实验也能以小组为单位,由学生操作完成。在具体的

教学中,教师可以根据具体情况灵活掌握实验的方式。

(2)计算机模拟演示实验:主要是指教师利用多媒体,通过计算机对地理现象、

原理、过程、规律等进行直观地模拟演示,使学生快速获得地理知识。

(3)绘制示意图实验:主要是指学生动手绘制各种地理事物的分布图、模式图等,

帮助学生学习和巩固有关地理知识,从而培养学生的动手能力与创新能力。

(4)制作地理模型实验:主要是指学生利用日常生活中的材料,动手制作地理学

中的各种模型,帮助学生巩固所学知识,从而增强学生的学习兴趣和创新意识。

表 4-2 各种类型的实验项目

实验类型
实验子类型
实验项目
实验个数

演示地球自转和公转运动

演示昼夜交替现象

演示地转偏向力

模拟热力环流

模拟海陆热力性质差异

模拟风的形成

模拟季风的形成

模拟锋面的形成

模拟大气温室效应

模拟褶皱

模拟断层

模拟河流的侵蚀

教师模拟演示类实物模拟演示实验

模拟洪积扇的形成

13
22

模拟太阳系

模拟太阳直射点移动

模拟大气受热过程

模拟三圈环流

模拟气压带和风带的季节移动

模拟冷锋

模拟暖锋

模拟气旋

模拟反气旋

模拟水循环过程

模拟洋流

模拟岩石风化

教师模拟演示类计算机模拟演示实验

模拟岩石圈物质循环

绘制太阳直射点移动轨迹示意图

绘制地球内部圈层结构示意图

绘制海陆风示意图

绘制山谷风示意图

绘制城市热岛环流示意图

绘制全球气压带和风带分布图

绘制世界气候类型分布图

绘制冷锋示意图

绘制暖锋示意图

绘制气旋示意图

绘制反气旋示意图

绘制水循环示意图

绘制世界表层洋流分布图

绘制示意图实验

绘制岩石圈物质循环示意图

制作三圈环流模型

学生动手操作类

制作地理模型实验

制作世界表层洋流分布模型
2

合计 42

续表 4-2 各种类型的实验项目

实验类型
实验子类型实验项目
实验个数
23

二、实验的设计

实验设计是对实验如何实施的具体阐释,实验设计的质量直接决定了实验教学的有

效性。因此,每种实验应该如何设计、包括哪些环节是值得我们深思熟虑的。本文从实

验设计的原则着手,对常见实验类型进行具体的实验设计。

(一)实验设计的原则

没有原则的实验设计是空洞的,经不起教学的考验。只有优质的实验设计才能很好

的服务于教学,提高教学质量。地理实验的设计应该服从科学性、典型性、可行性、探

究性和创新性五个原则。

1.科学性

科学性是实验设计最基本的原则,即实验的设计要以科学思想为指导,以客观事实

为依据。一方面,实验要能正确反映某一地理原理、地理过程或地理规律,使学生得出

正确的结论;另一方面,实验的每一个环节都要设计得当,每一个步骤都要力求严谨。

比如,在模拟情景中尽量接近真实情况就是科学性的表现。

2.典型性

实验的设计应突出地理教学中的重难点,使学生更好的掌握地理知识、培养地理能

力。所设计的实验应该具有典型特色,能够使学生对实验步骤和实验现象产生深刻的印

象。尽量避免因实验内容不突出、实验材料不规范、实验现象不明显而造成学生对实验

结果的错误记忆。

3.可行性

实验的设计要从客观实际出发,充分考虑到自己学校的具体条件、学生的学习情况

以及当地的自然地理环境,实验难度不应过大;还要考虑到时间的因素,应尽量设计一

些花费时间少,比较容易组织的实验。此外,地理实验不同于理化生实验,通常没有专

门的实验仪器,因此应尽量选择生活中常见的材料,以保证实验的顺利实施。

4.探究性

地理实验通常不涉及精确的实验数据,而是通过实验过程来引导学生认真思考,从

中发现问题并解决问题,进而得出实验结论,最终使学生掌握地理原理和地理规律。因
24

此,在设计地理实验时要充分认识到实验过程是探究性的过程,教师要在实验过程中通

过启发性提问和讲解,引导学生得出实验结论。

5.创新性

地理实验内容涉及范围广泛,实验类型多种多样,这为培养学生实践能力和创造能

力提供了广阔的舞台。在设计实验时要充分发挥师生的创造性,通过内容和形式的创新

来提高学生学习地理的兴趣,使地理实验更好的服务于地理教学,进而更出色的完成教

学任务,达成教学目标。

(二)实验的具体设计

笔者通过广泛阅读杂志期刊中与地理实验设计相关的论文,在与一线老师交流的基

础上,严格遵循实验设计原则,对高中《地理》必修一常见地理实验类型进行了具体的

实验设计,提出了四个实验设计流程。

本文关于实验的设计,听取了许多一线教师的建议。其中教师丁说:“实验设计包

含的要素很多,说法也很多。比如实验名称、实验目的、实验原理、实验材料、实验工

具、实验步骤、实验现象、实验结论、实验评价、实验应用,实验报告等等。要根据各

种实验的特点,将这些要素进行整合,提炼出严谨科学的实验设计环节。”

1.实物模拟演示实验的设计

实物模拟演示实验的设计可以分为以下四个步骤:第一步,确定实验内容;第二步,

进行实验准备;第三步,实物模拟演示;第四步,实验结论(图 4-1)。

图 4-1 实物模拟演示实验设计流程

确定实验内容
实验准备实物模拟演示
实验结论

包括实验

名称和实

验目的

师生共同准备

实验材料,学生

预习课本相关

知识

即实验过

程,包括实

验步骤和实

验现象

实验验证了什么

原理,说明了什

么问题,呈现了

什么规律
25

第一步,确定实验内容。主要是指依据教材重难点以及学生的兴趣所在来选取合适

的实验内容,其中包括明确实验名称和实验目的,这是实验的基础与前提。第二步,进

行实验准备。主要是指师生共同准备实验所需工具、器材,学生需预习与实验相关的课

本知识,这是实验前的准备工作,为实验的顺利实施提供保障。第三步,实物模拟演示。

即实验的实施过程,包括实验的具体步骤和依次呈现的实验现象,此环节需要配合教师

的讲解以及学生的认真观察和思考,是实验的核心部分。第四步,实验结论。主要是指

在实物模拟演示结束以后,学生能够清楚地知道该实验验证了什么原理,说明了什么问

题,呈现了什么规律,这是对实验的陈述性总结,体现了实验的完整性,是实验不可或

缺的一部分。下面以“模拟热力环流”的实验为例,说明此程序的运用。

案例 1 “模拟热力环流”的实验设计

实验名称:模拟热力环流

实验目的:理解热力环流的形成原理,能够分析热力环流的过程

实验材料:长方形的玻璃缸、胶合板、一烧杯热水、一烧杯冰块、一束香、打火机

实验步骤:

(1)将一烧杯热水和一烧杯冰块分别放置在玻璃缸内部的两端。

(2)用胶合板将玻璃缸上部的开口密封严。

(3)在装冰块一侧,将其上方的胶合板开一个小洞。

(4)将一束香点燃,放进小洞内,观察烟雾在玻璃缸内是如何飘动的。

实验现象:烟雾先下沉,从装冰块的烧杯向装热水的烧杯飘动,然后在装热水的烧

杯上方上升,最后飘向装冰块烧杯的上方,形成一个循环。

实验结论:冷热不均导致了热力环流。(配上热力环流形成的示意图)地面受热多

空气会膨胀上升,近地面形成低压,高空形成高压;地面受热少空气会冷却下沉,近地

面形成高压,高空形成低压;空气从高压流向低压,从而形成了一个循环。

2.计算机模拟演示实验的设计

计算机模拟演示实验的设计可以分为以下四个步骤:第一步,确定实验内容;第二

步,进行实验准备;第三步,计算机模拟演示;第四步,实验结论(图 4-2)。
26

图 4-2 计算机模拟演示实验设计流程

第一步,确定实验内容。主要是指依据教材重难点以及学生的兴趣所在来选取合适

的实验内容,其中包括明确实验名称和实验目的,这是实验的基础与前提。第二步,进

行实验准备。主要是指教师自己制作实验课件或通过其他渠道获取实验课件并根据教学

需要做适当修改,学生需预习与实验相关的课本知识,这是实验前的准备工作,为实验

的顺利实施提供保障。第三步,计算机模拟演示。即实验的实施过程,包括实验的具体

步骤和依次呈现的实验现象,此环节需要配合教师的讲解以及学生的认真观察和思考,

是实验的核心部分。第四步,实验结论。主要是指在计算机模拟演示结束以后,学生能

够清楚地知道该实验模拟了什么过程,说明了什么问题,从中发现了什么规律,这是对

实验的陈述性总结,体现了实验的完整性,是实验不可或缺的一部分。下面以“模拟冷

锋”的实验为例,说明此程序的运用。

案例 2 “模拟冷锋”的实验设计

实验名称:模拟冷锋

实验目的:理解冷锋的形成原理,能够分析冷锋过境的天气状况,理解锋前、锋后

的概念,掌握冷锋的符号以及冷锋降雨的位置、强度和范围。

实验材料:多媒体,PPT 课件

实验过程:多媒体模拟演示冷锋的形成并配合教师的讲解

实验结论:

(1)冷锋是冷气团主动向暖气团方向移动的锋,暖气团被迫抬升。

确定实验内容
实验准备计算机模拟演示
实验结论

包括实验

名称和实

验目的

教师制作

课件,学生

预习课本

小学

中学

幼儿园

职业学校

新市民学校

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高中地理实验教学研究---以人教版必修一为例

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