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摘要：地理實驗教學(xué)是落實“地理實踐力”核心素養(yǎng)的基本途徑。文章構(gòu)建了融科學(xué)性、實用性、實踐性、創(chuàng)新性、生成性“五位一體”的高中地理實驗教學(xué)模式，以此規(guī)范和引導(dǎo)地理實驗教學(xué)活動，有效提升學(xué)生的地理實踐力，并落實地理學(xué)科的育人功能。

關(guān)鍵詞：高中地理；實驗教學(xué)模式；“五位一體”

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確指出，地理課程旨在使學(xué)生具備人地協(xié)調(diào)觀、綜合思維、區(qū)域認知、地理實踐力等地理學(xué)科核心素養(yǎng)。強調(diào)關(guān)注三個方向上的地理實踐，即考察、調(diào)查和實驗［1］。限于現(xiàn)有的辦學(xué)環(huán)境和教學(xué)條件，考察、調(diào)查難以常態(tài)化進行，因此，實驗教學(xué)成為落實“地理實踐力”的主渠道和關(guān)鍵方式。地理教師需要著力研究、精心設(shè)計地理實驗，大力開展地理實驗教學(xué)，提高地理實驗教學(xué)能力。本文以“探究城市下墊面對徑流的影響”實驗教學(xué)為例，從科學(xué)性、實用性、實踐性、創(chuàng)新性、生成性等構(gòu)建“五位一體”的高中地理實驗教學(xué)模式，以期對高中地理實驗教學(xué)設(shè)計、實施和評價有所啟示。

一、科學(xué)性是前提

科學(xué)性是地理實驗教學(xué)的前提，沒有科學(xué)性的地理實驗就沒有存在的價值，科學(xué)性錯誤的地理實驗則對教學(xué)有百害而無一利。地理實驗教學(xué)的科學(xué)性是指地理實驗要能正確反映地理事象發(fā)生、變化特點和規(guī)律，嚴(yán)格遵從地理學(xué)科原理。實驗應(yīng)該源于實際，最大限度地接近真實情境，確保實驗步驟的嚴(yán)謹性和實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。地理實驗有定量測算、定性模擬兩種形式。按照科學(xué)性的要求，定量測算實驗要保留真實、原始的數(shù)據(jù)，一次實驗不成功，要反復(fù)改進，多次實驗，并對多次實驗數(shù)據(jù)進行對比；定性模擬實驗要盡可能地還原真實情境，不能假設(shè)和虛構(gòu)情境。高中地理實驗教學(xué)起步較晚，對于科學(xué)性的關(guān)注不夠，部分地理實驗高度理想化，為了得到預(yù)設(shè)結(jié)果，存在著人為修改實驗條件、虛構(gòu)實驗數(shù)據(jù)等現(xiàn)象，違背了實驗的科學(xué)性要求。如筆者觀摩的有關(guān)海陸熱力性質(zhì)差異的實驗，大多選擇在分別裝有沙土和水的燒杯底部加熱，與大氣的受熱過程不相符，違背了海陸熱力性質(zhì)差異的真實原理［2］。真實的自然地理過程時間漫長、空間廣闊、要素復(fù)雜，很難觀察到，學(xué)生往往難以理解。如果創(chuàng)造實驗條件，在某些地理過程中設(shè)計“定性+定量”的模擬實驗，學(xué)生就很容易理解其中的科學(xué)道理［3］。筆者開展的“探究城市下墊面對徑流的影響”實驗教學(xué)遵從科學(xué)性要求。主要表現(xiàn)在該實驗采用了觀察法、控制變量法兩種方法，分別進行了室外觀察實驗和室內(nèi)模擬實驗。兩種方法都是通過控制變量法比較差異，學(xué)生親身參與和體驗科學(xué)嚴(yán)謹?shù)目蒲羞^程（設(shè)計、操作、觀察、描述、記錄等），在確?？茖W(xué)性的前提下提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。室外觀察實驗選取的是真實的情境。1升的水模擬雨水灑在校園附近的水泥路、磚塊路和草地地面上，學(xué)生觀察徑流和下滲情況，還原了真實的地理過程。室內(nèi)模擬實驗所用器材是師生共同制作的三種類型的城市下墊面，模擬實驗中只有下墊面一個變量，其他影響因素（坡度、降水量）完全一致（圖2）。實驗數(shù)據(jù)是科學(xué)性最真實的體現(xiàn)，學(xué)生室內(nèi)模擬實驗得出的數(shù)據(jù)（表1）和室外觀察實驗現(xiàn)象一致，符合自然界的真實情況。

二、實用性是基礎(chǔ)

地理實驗教學(xué)的實用性是指實驗要為教學(xué)目標(biāo)服務(wù)，實驗只是手段，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)才是目的。實用性是地理實驗教學(xué)的基礎(chǔ)，具有實用性的地理實驗才能真正服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)。地理實驗教學(xué)的實用性要求課題的選取要有針對性，不能為了實驗而實驗，只有當(dāng)常規(guī)教學(xué)手段無法完成課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，而利用地理實驗可以有效地突破教學(xué)重難點時，才開展地理實驗教學(xué)，這是地理實驗實用性的本質(zhì)要求。另外，地理實驗課題的選取應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)，與教材緊密結(jié)合，突出地理學(xué)科特色，這也是地理實驗實用性的基本要求。有些地理實驗需要用物理、化學(xué)等其他學(xué)科的科學(xué)原理來呈現(xiàn)地理現(xiàn)象并揭示地理原因，但不能將地理實驗做成物理、化學(xué)實驗，否則無法實現(xiàn)地理教學(xué)的目標(biāo)。我國某些城市一到雨季就內(nèi)澇連片，滿城“看?！?，但學(xué)生對下墊面如何影響徑流和下滲等水循環(huán)過程缺乏直觀科學(xué)的認識，對于植被地面“增加下滲、減少地表徑流”的認識也很膚淺。“探究城市主要下墊面對徑流的影響”實驗教學(xué)的課題選自人教版高中地理必修二第二章第三節(jié)“城市化”，對應(yīng)本課的課程標(biāo)準(zhǔn)要求是“運用資料，解釋城市化對地理環(huán)境的影響”。該實驗緊扣“城市化對水循環(huán)的影響”這一主題進行設(shè)計，輔助教學(xué)的實用性強。依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)重難點，設(shè)計了實驗教學(xué)的三個目標(biāo)：通過實驗認識城市化對地表徑流、地下徑流及下滲的影響；根據(jù)實驗結(jié)論提出緩解城市內(nèi)澇問題的辦法；通過動手、觀察、討論等實踐，體驗科學(xué)探究的過程，提升地理實踐力。學(xué)生通過室外觀察實驗，直觀地觀察到城市不同下墊面對徑流和下滲的影響，通過室內(nèi)模擬實驗，定量地驗證了這種影響，并根據(jù)實驗結(jié)論，結(jié)合所學(xué)知識提出了緩解城市內(nèi)澇的辦法，實現(xiàn)了學(xué)以致用、知行合一的目的。

三、實踐性是根本

地理實驗教學(xué)貴在實踐，實踐性是地理實驗教學(xué)的根本，也是地理實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生地理實踐力的根本途徑，沒有學(xué)生參與實踐的地理實驗教學(xué)是假實驗、假教學(xué)。地理實驗教學(xué)的實踐性要求學(xué)生“走出去”“動手”“行動”，在“真刀真槍”的實踐中獲得直接經(jīng)驗，獲得對真實生活的真感覺、真認知，獲得解決問題的真實能力，最終獲得獨立認知世界、獨立生存的本領(lǐng)［1］。地理實驗教學(xué)不能讓學(xué)生在紙上“做實驗”試題、播放實驗視頻或用多媒體手段演示實驗給學(xué)生看，而是要讓學(xué)生真正動手參與其中，進行真實的實驗操作，在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題?！疤骄砍鞘邢聣|面對徑流的影響”的實驗教學(xué)，從實驗器材的制作和改進，到室外觀察實驗、室內(nèi)模擬實驗、室外實地考察以及實驗報告的撰寫，學(xué)生全程參與其中，自己動腦、動手、動口，遇到問題自己想辦法解決。以實驗器材的制作為例，實驗初期，學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問題很多，得出的實驗結(jié)論和實驗假設(shè)偏差很大，如水泥路面組的實驗器材因收納盒邊緣縫隙過大導(dǎo)致下滲水量過多，與真實情況不符，學(xué)生通過訪問施工隊，經(jīng)過討論，想出了好辦法——用工業(yè)用凡士林填充邊緣防水，彌補了實驗器材簡陋造成的誤差。在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中，學(xué)生的行動意識、實踐能力、團隊協(xié)作和創(chuàng)新精神得到了有效提升，也切身體驗了成功的喜悅。

四、創(chuàng)新性是靈魂

創(chuàng)新性是地理實驗教學(xué)的靈魂，沒有創(chuàng)新的地理實驗教學(xué)充其量只是換了一個教學(xué)的形式，對學(xué)生思維的成長、能力的提升作用有限。地理實驗教學(xué)的創(chuàng)新性是指要勇于打破慣有的思維模式，推陳出新，避免重復(fù)簡單的、前人已經(jīng)解決的問題，創(chuàng)造性地開發(fā)挖掘新的實驗課題，或者對已有地理實驗進行改進，從不同領(lǐng)域、不同角度、不同手段等層面，引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新性實驗，在創(chuàng)新性實驗教學(xué)中培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。地理實驗教學(xué)的創(chuàng)新性要求教師要深入解讀課程標(biāo)準(zhǔn)，鉆研教材，分析學(xué)情，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材選擇適當(dāng)?shù)膶嶒炚n題或者對已有實驗進行改進。許多地理實驗是單個孤立的，如果延伸空間尺度，或者圍繞一個課題開展系列實驗，從簡單到復(fù)雜，從室內(nèi)到戶外，從模擬情境到真實生活，把戶外考察、模擬實驗和社會調(diào)查兩個或者三個維度結(jié)合起來，可以使地理實驗教學(xué)增加廣度，在培養(yǎng)地理實踐力的同時，可以提升綜合思維、區(qū)域認知和人地協(xié)調(diào)觀。過去的地理實驗教學(xué)往往局限于自然地理，側(cè)重于探索自然地理原理。首先，本實驗教學(xué)在選題方面有所創(chuàng)新，探究城市主要下墊面對徑流的影響，將自然地理原理和解決城市內(nèi)澇的人文地理問題相結(jié)合，在自然地理教學(xué)中增添人文訴求，關(guān)注人地關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)，有利于落實“立德樹人”的根本任務(wù)。其次，本次實驗教學(xué)在教學(xué)方法和途徑上也有創(chuàng)新之處，即在實驗教學(xué)之后，強化課外拓展——實地考察合肥市海綿道路和海綿小區(qū)（圖3）。學(xué)生進行室外觀察實驗、室內(nèi)模擬實驗后，帶著實驗成果走進現(xiàn)實情境，考察所在城市緩解城市內(nèi)澇問題的具體措施，利用水循環(huán)原理分析海綿道路、海綿小區(qū)的合理性，更引發(fā)對城市地域結(jié)構(gòu)、城市化等方面的深層次探討：如何優(yōu)化城市空間用地結(jié)構(gòu)？如何進行市政建設(shè)？如何科學(xué)應(yīng)對城市化問題？……這種理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法，有利于學(xué)生內(nèi)化學(xué)科知識，關(guān)注現(xiàn)實生活，提升思維品質(zhì)，增強解決問題的能力。

五、生成性是關(guān)鍵

生成性是地理實驗教學(xué)是否成功的關(guān)鍵，問題即教學(xué)，把教學(xué)過程中生成的問題放在注意中心，而不是圍繞預(yù)設(shè)問題固步自封，地理實驗教學(xué)才有更廣闊的發(fā)展空間，而不至于錯失教育的良機。地理實驗教學(xué)的生成性是指在實驗教學(xué)的過程中，學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)新的探究視點，提出新的探究問題，獲取新的探究成果。生成性要求地理實驗教學(xué)要從封閉的“教實驗”走向開放的“用實驗”，從教師的外部輸入走向?qū)W生的自我建構(gòu)，切實促進學(xué)生的自由、自主、個性化發(fā)展［4］。實驗教學(xué)是開放的活動，教師不能僅圍繞著預(yù)設(shè)問題、預(yù)設(shè)結(jié)論教學(xué)，不敢越雷池半步，不能對學(xué)生的質(zhì)疑“一棍子打死”。當(dāng)實驗教學(xué)中出現(xiàn)不符合預(yù)設(shè)的“另類”現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)的結(jié)果與預(yù)設(shè)結(jié)論相背離時，應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽探究、反復(fù)實踐、勇于創(chuàng)新，讓生成的火花點燃智慧的燈塔?！疤骄砍鞘邢聣|面對徑流的影響”實驗教學(xué)，學(xué)生制作實驗器材后進行第一次實驗，實驗數(shù)據(jù)誤差很大，學(xué)生對結(jié)果提出質(zhì)疑，教師沒有強行植入預(yù)設(shè)的結(jié)論，而是引導(dǎo)學(xué)生討論原因，并對實驗器材進行改進（表2）。實驗器材改進后，實驗得出來的數(shù)據(jù)基本和生活實際一致?！皢柸牡们迦缭S，為有源頭活水來”，知識的學(xué)習(xí)是一個自我建構(gòu)的過程，思維的發(fā)展和素養(yǎng)的提升更是一個不斷探索、不斷生成、不斷完善的過程。有生成的教學(xué)不是死水一潭，充滿生機和活力，更有針對性，也更有創(chuàng)造力。隨著地理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的深入推進，地理實驗教學(xué)以其獨特的魅力和作用越來越受高中地理教師的重視。一節(jié)優(yōu)秀的地理實驗教學(xué)課例，應(yīng)該做到科學(xué)性、實用性、實踐性、創(chuàng)新性和生成性，其中科學(xué)性是前提，實用性是基礎(chǔ)，實踐性是根本，創(chuàng)新性是靈魂，生成性是關(guān)鍵，這五個方面是相互聯(lián)系、相互促進、相輔相成的有機統(tǒng)一體，共同統(tǒng)整地理實驗教學(xué)選題、設(shè)計、實施、評價全過程?？茖W(xué)性、實用性、實踐性、創(chuàng)新性、生成性“五位一體”的高中地理實驗教學(xué)模式，可以有效促進地理學(xué)科核心素養(yǎng)特別是地理實踐力素養(yǎng)的提升。

參考文獻：

［1］韋志榕.《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》解讀［M］.北京：高等教育出版社，2018.

［2］王智嶸，張衛(wèi)青.我國中學(xué)地理實驗科學(xué)性問題研究綜述［J］.內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2018，31（09）：114-115.

［3］中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）［M］.北京：人民教育出版社，2018.

［4］陳炳飛.地理實驗教學(xué)的生成策略［J］.教學(xué)與管理，2016（10）：64.

作者:袁方 洪成旗 單位:合肥市第二十八中學(xué) 合肥工業(yè)大學(xué)附屬中學(xué)