浅谈美国高中地理教材实验及其启示

地理实验是一种以探究体验为主要内容的实践活动。利用实验进行地理教学，旨在通过活动设置学生发现的条件；利用实验进行地理教学，同时还可以改变以单纯被动接受、机械模仿方式学习地理的状况。

一、美国高中地理教材实验的设置与分析

1.地理实验的设置

在美国高中主流理科教材《科学发现者·地理》中，仅地理实验就分为迷你实验、地学实验、探索实验，技能实验四大板块。其中，地学实验又包含4种亚类：地学实验、网络实验、地学制图实验和设计实验。如表1所示。

■

在美国高中核心理科教材《地球科学》中，每个章节都配有“实验室或家庭实验室”板块，并且在每一章节开头，都有一个导航实验。其中，“实验室或家庭实验室”这一板块设置，主要引导学生进行积极主动的思考和对相关内容的探究。导航实验的设置主要让学生把握本章节的学习方向。

2.地理实验的分析

类型多样，作用鲜明。在《科学发现者·地理》一书中，共有实验124个，分为四种类型，每种类型都有其现实意义，均是通过实验形式引导学生对地理事象进行探究，激发对地理课程的学习兴趣，加深对地理事物及其地理现象和原理的理解。并且，每种地理实验在教科书中的位置不同，所起的作用也不一样。如每章都设有一个探索实验，实验的具体内容用以介绍本章概要，易激发学生对本章地理学习内容的兴趣，从而为接下来的全面学习起到很好的导向作用。

从美国高中地理教科书实验设置可以看出，编者很注重激发学习兴趣，增强地理学习的主动性，注重培养学生动手动脑、开展科学探究的方法与能力，这种设置方式更容易让学生在具体的学习过程中建立对地理内容学习的网络体系。

体现关怀，注重科学。美国高中地理教材中很多实验都包含安全警示这一项，如在“制作晶体模型”实验中，就直接提示，明矾溶液能引起皮肤过敏，第一次倒入培养皿时会很热，如果溅到皮肤，要立刻用冷水清洗；实验的过程中要一直戴安全手套和系围裙。类似的安全警示在教材中比比皆是，整套教材散发着浓厚的人文气息。

美国高中地理教材一直倡导一种理念：引导学生像科学家那样思考与实验。所以实验设置非常注重培养学生的基本科学素养、求实的科学精神以及科学探究能力。如在地学实验中，主要包括实验准备、实验步骤、实验分析和结论与应用四个环节。其中实验准备这个环节又包含问题、实验器材、目标、数据记录表以及安全警示五项内容。值得注意的是，在目标这一项中，明确指出了具体的学习程度，如确定、描述、推断以及应用等行为动词。这就有利于学生评价自己的学习行为、掌握学习内容。

贴近生活，高于生活。美国中学核心理科教材《地球科学·人类的生存环境》一书中，“评估防晒霜效果”、“穿什么”、“拥挤的世界”等实验，以及在美国中学主流理科教材《科学发现者·地理》一书中，“自流井是如何工作的”、“查明污染物的来源”等实验都与生活环境密切相关，这类实验设计不仅满足学生不同的地理学习需要，而且可培养学生作为现代公民必备的地理素养，更重要的是有利于增强学生地理学习能力和生存能力。

地理学兼有自然科学与社会科学性质。美国高中地理教材地理实验的设置与数学、生物、物理、化学、语文、历史以及信息技术等科目密切相关，很好地体现了地理学综合性这一特性。如在美国高中主流理科教材《科学发现者·地理》一书中所设计的技能实验部分，就是以数学为基础，对数据进行解释和分析。学生在学习地理知识同时，也可涉猎其它科目，这种设计方式有利于学生获得更加综合的学科知识，同时培养完整而联系的思维方式。

二、我国人教版高中地理必修教材实验的设置与分析

我国人教版高中地理必修教材一共三本：必修地理1（偏重自然地理知识）、必修地理2（偏重人文地理知识）、必修地理3（偏重区域可持续知识）。根据《普通高中地理课程标准（实验）》，人教版地理实验设置共涉及模拟热力环流小实验、制作三圈环流模型观察实验、模拟山前洪积扇形成小实验，主要特点如下。

数量偏少。教育部制定的《普通高中地理课程标准（实验）》内容标准必修课程“活动建议”板块明确提出地理操作实验的活动只有一个：模拟大气温室效应的小实验。地理观察实验有两个：天象观察、地质地貌等野外观察。地理教材是以课标为依据，《普通高中地理课程标准（实验）》中地理实验的数量直接影响教材中实验的设定。

科学性不足。实验设置不能满足学生操作能力要求，实验过于简单，不能很好激发学生学习兴趣。另外，教材中地理实验的设计，在实验步骤上不很完备。地理实验设置忽视地理图表的应用，不利于学生图像运用技能的培养。

内容简单。人教版实验内容主要包括两方面：材料和实验步骤。这样设计的目的主要是让学生通过实验过程探究地理原理及规律等，但并未进一步引导学生进行应用，使学生的探究活动不充分。如模拟山前洪积扇形成的小实验，实验还可以进一步延伸。

三、美国高中地理教材实验设置的启示

1.适当增加实验数量，丰富实验类型

实验数量上，应实现实验的适量化。笔者认为，可以适当增加4～8个实验（如表2）。

■

2.体现地理学科特性，凸显人文关怀

实现实验的科学化设计上应着重考虑三方面内容：是否适合学生的认知发展特点、是否紧扣课标内容标准、是否有利于地理实验综合效果实现。首先，实验设置要密切关注学生的“最近发展区域”，要有一定难度，但通过学生之间的协作或者教师的启发引导便可以得出结论。其次，注意课标中的内容标准：学习的内容是理性还是感性，对学习内容所用的行为动词如何要求。最后，还要考虑地理实验综合效果。地理实验设置应从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度考虑，才能达到理想的教学效果。

实现实验的科学化和人文性还应对实验内容进行细化，可设置成：实验课题—实验准备（实验材料、实验目标、安全须知）—实验步骤—实验分析—实验结论与实验应用。需要特别强调，实验材料尽可能简单易得；安全须知要结合实验的材料和环境进行必要提醒；实验分析尽量要求学生撰写实验报告，尽可能让学生设置图表分析；在实验结论与实验的应用环节，问题设置要有层次性、递进性，体现出对学生思维的引导和对学习内容的迁移。

地理实验是地理活动的重要组成部分，学生在实验中体验，在体验中学习。所以在新课程改革背景下，我国地理教材必须重视地理实验内容，从而能更好达到新课程改革目的。