探究性地理实验中学生发展性思维的培养

2015-09-10陈祝清

考试周刊 2015年36期

陈祝清

摘要：在学生关注、观察、设计、体验、修正、再探究各类地理实验中，养成地理素养，拓展、深化对知识的理解。在同伴互助合作下取长补短，预判实验发展过程并通过探究得出结论，初步实践可持续发展观。

关键词：发展性思维探究性地理实验培养策略

地理是跨“科学”学习领域的学科之一，实验教学是其主要组成部分。地理实验教学是以实验活动为主要形式，通过实验手段高度浓缩地展示人们认知和发现地理事象的规律或原理的过程。地理教学中充分运用各类地理实验，引导学生通过每个实验程序探究，将极大地促进学生发展性思维形成。即在学生关注、观察、设计、体验、修正、再探究地理实验中，养成地理素养，拓展、深化对知识的理解；在同伴互助合作下取长补短，预判实验发展过程并通过探究得出结论；初步实践可持续发展观。笔者以“水土流失与地表状况的关系”地理实验为例说开。

一、充分运用各类地理实验，初步培养学生发展性思维

地理实验分为教师演示实验、学生操作实验、计算机模拟实验和课外实践实验四类，教师若运用自如则成效显著。

1.教师开展演示实验或计算机模拟实验，激发地理科学兴趣，认知地理科学知识。教师播放土豆视频“保持水土与水土流失演示器”或“黄土高原水土流失”。通过观看视频，学生认知以下地理科学知识：由于毁林开荒、开矿等人类活动会破坏植被，黄土高原地表植被稀疏，植被覆盖率低，因此导致水土流失加剧。而保护植被、植树种草会增加地表植被的覆盖率，防止水土流失。同时，通过观察地理教师的演示实验或计算机模拟实验获得对地理实验的感知认识，学会实验方法，激发学生学习兴趣，培养学生分析事物、研究自然现象的习惯。但很多多媒体地理实验课只做部分实验，剩下的全部用文字解答，或只有解释，所以要避免教师完全用计算机动画模拟实验代替学生的操作实验而不留遗憾。

2.开展学生操作实验，培养学生地理观察能力、实际操作能力、创新能力、地理逻辑思维能力、绘制图表能力和地理过程中的简单预测与合理想象能力。在整个实验教学过程中，教师将部分实验主动权交给学生，提供所需的实验器材，从旁指导。同时教师要积极为学生创造“创新发展”的环境，创设学生参与讨论、设计实验情境，鼓励学生动手操作实验，依据学生的现有知识水平，大胆设计一些过程简单的实验，教师则在一边关注指导学生，然后耐心地静听花开。笔者让学生动手设计以下实验：

实验：证明水土流失与地表状况的关系即植被保持水土的作用。

原理：地表植被覆盖率与水土流失程度呈负相关。

实验器材：长条铝合金板（2块宽20cm、长0.5m）、洒水壶1个、浅、深底塑料盆（各1个）（以上教师提供）、泥土适量、草皮、清水（以上学生提供）。

实验步骤：（1）第一组：在一块长条铝合金板上均匀铺设上10厘米厚的泥土，把它斜放在浅底塑料盆上（形成一个相对较小的坡度）。

（2）第二组：在另一块长条铝合金板上均匀铺设10厘米厚的泥土（同上）后，在泥土表面铺上一层草皮，把它斜放在浅底塑料盆上（形成一个与第一组实验相同的坡度）。

（3）用1升的洒水壶均匀洒水在泥土表面，观察塑料盆中水的浑浊程度和沙的多少。

（4）用1升的洒水壶均匀洒水在有草皮铺设的表面，观察塑料盆中水的浑浊程度和沙的多少。（以上步骤四由教师引导对比并启发学生设计问题）

观察结果：第一组塑料盆中水更浑，沙多些，第二组塑料盆中水更清，沙少些，但不是很明显。

经过动手实验，学生明确地理实验目的、设计实验操作简便安全、经济实用，适合探究。

3.鼓励进行课外实践实验，有效培养学生理论联系实际的能力，初步实践可持续发展观。

上述实验后不久，一位同学带着疑惑找到老师，描述以下一幕真实的“实验”：

有次放学回家正巧碰上路边一处水管较大渗漏，旁边是一处路坡草地，水流急，直接顺坡流下，瞬间一个浅浅的小沟出现在路坡草地中，只有一些小草残存沟里；又过了一会儿，深达数厘米的宽沟形成了，草已被冲蚀殆尽。

学生带着怀疑问道：“为什么我没有观察到植被的水土保持作用？”教师提醒：当水流过大过急，冲刷能力大于植被“固定”泥土的能力时，植被就会遭到破坏，更谈不上水土保持作用。学生由百思不得其解到明白其中道理，教师此时将这一难得的“实验”正确引导，收到意想不到的效果。万事万物是不断发展变化的，这个天然演示的“野外地理实验”正提醒我们利用自然要注意度，若过度使用，违背自然规律，则必然会遭到自然惩罚。

二、引导学生通过每个实验程序去探究，拓展学生的发展性思维

地理实验教学程序包括确定地理实验主题、选择地理实验器材、设计地理实验方案、实施地理实验方案、完善地理实验方案，让学生深入实践的每一环节，将使他们受益匪浅。

1.精心设计地理实验方案，合理选择地理实验器材，加强学生探究能力。

在本文“水土流失与地表状况的关系”地理实验中，第二组结束实验后，可继续深入以下探究：

第三组：安排学生把浅底塑料盆换成深底塑料盆，继续做第二组实验，观察塑料盆中水和沙的多少有什么变化？实验中铝合金板形成的坡度有什么变化？两个变化有联系吗？

观察结果：第三组塑料盆中沙比第二组增多，铝合金板形成的坡度变大，两个变化呈正相关。

实验结论：在相同植被覆盖率、同等降水、不同坡度情况下，坡度与水土流失成正相关。

教师还可引导学生准备黄土、沙土、黑质土壤若干克，并设计不同土质之间的对比实验，通过观察水土流失结果，得出以下结论：砂土最轻，黑土稍重，黄土流失程度最为严重，所以不同土质，水土流失程度不同；还可引导学生思考地表草木的品种不同会不会造成水土流失差异？并设计出新的对比实验；在准备地理实验器材时，学生学会参照视频因陋就简地选择“可替代性”材料，如实验中的洒水壶可用更普通的较大塑料饮料瓶替代，只要用铁钉在瓶上钻三排均匀的小孔，也可模拟出均匀洒水的效果。

2.认真实施地理实验方案，增强同伴互助合作意识，取人之长，补己之短。要求避免地理实验教学中学生参与“冰火两重”的现象。即鼓励学生在自主探究学习的同时，注意“撮合”学困生与学优生的团结协作。例如，安排实验中的合理分工，要求较高、难点较大的环节由学优生完成，而实验过程中的简单环节和实验器材的准备由学困生完成，充分调动全部学生参与实验的积极性。如在“水土流失与地表状况的关系”地理实验中，学困生负责放好木块，按要求放置木块上的覆盖物，更换土质材料，负责喷水，等等，学优生掌握喷水时间，做好实验记录，并写出实验现象，分析实验结论，等等。实验过程中学困生可能对实验有一定的畏惧心理而不能熟练操作实验时，如果教师能及时给予鼓励性评价，则必然会产生良好效应，提升学生学习积极性。

3.师生共同完善地理实验方案，改进设计地理实验中不合理的环节，培养学生一丝不苟的地理科学作风。

在本文“水土流失与地表状况的关系”地理实验中，第二组做完实验，经观察后，请学生思考：你观察到什么情况会使结果不是很明显？

学生议论得出：铝合金板侧面没有挡板，使水土从多面流下，第二组塑料盆中侧面流下的沙很多。

（5）学生改进实验器材，将铝合金板侧面增贴挡板后重做第一、二组实验。

观察结果：水土从一面流下，结果明显了，即第一组塑料盆中沙更多，第二组塑料盆中沙更少。

通过对一些失败或效果不显著的地理实验进行反思改进，学生发现问题，找出原因，提出解决问题的方案后成功完成实验。学生细致观察地理现象的能力得以提升，同时激发学生探究热情，增强探究能力。

总之，教师引导学生深入开展探究性地理实验，培养学生地理素养，学生终将获得发展性思维，我们满怀信心向着这个目标前进。

参考文献：

[1]孙月雁.地理实验在高中新课程教学中的应用[J].地理教育，2006，04.

[2]沈海燕.为地理实验课喝彩[J].地理教育，2006，04.

[3]王苇.地理实验专题复习[J].中学地理教学参考，2008，01.

[4]吴寿虎.巧用失败的地理实验引导学生进行探究性学习[J].中学地理教学参考，2011，04.