例谈地理实验课程的打造

摘要：地理实验是驱动现代地理课程的重要途径和手段，地理是一门注重学生动手能力和渗透思维的综合性课程，在教学过程中适当穿插地理实验，既可以帮助学生有效、深刻地认识知识原理，又可以简化教学过程、提升课堂效率。笔者在日常教学中设计打造了“湖泊的功能”地理实验，帮助学生了解相关知识内容，取得了良好的效果。

關键词：地理实验；实验教学；方法论

在高中地理教学过程中，有大量的知识需要学生进行理解和掌握，相对于静态讲解展示，地理实验因其直观性、可操作性强而具有巨大的优势，可以帮助学生更深刻地获取知识。以“湿地”为例，湿地指天然或人工形成的沼泽地等带有静止或流动水体的成片浅水区，还包括在低潮时水深不超过6米的水域。湿地是重要的生态系统，在维护生物多样性、涵养水源、调蓄洪水、净化水质等方面具有重要的意义。河流-湖泊系统是湿地的重要组成部分，高中地理教学中也多次涉及，如人教版教材必修一《自然界的水循环》、选修六《湿地的干涸及其恢复》、必修三《流域的综合开发》等。

许多学生会存在这样的问题：“湖泊究竟如何调蓄洪水？”相较于简单的讲解以及案例来说，实验可以让学生更直观感受湖泊在河流泄洪中发挥的巨大作用，理解湖泊作为湿地的重要性，并培养学生科学严谨的实验态度。笔者为此设计了相应的地理实验以提升学生的综合思维能力。

一、 实验的设计与思路

实验工具主要由以下材料构成并如图示意摆放。

实验的基本步骤如下：首先将湖泊与河流开关关闭，此时河流流量不受湖泊影响。学生可以通过此环节的实验模拟季风区河流在无湖泊（湿地）影响下流量变化状况，并作为实验对照数据加以记录。将一只可乐瓶盛满水，记录水位为W并开始放水，同时开启秒表计时，观察出水口水流平均刻度（高度）记为G1，所有水流出出水口停止秒表计时，用时记为S1。随后将两只可乐瓶均盛水至W并一同放水，模拟流域内出现暴雨情况。观察出水口水流平均刻度（高度）记为G2，所有水流出出水口停止计时记为S2。同时观察洪水在流域内是否有溢出河道，淹没流域内土地的状况。学生在观察此环节实验过程中可以得出相关的实验小结如：图1：“湖泊的功能”实验模型示意图

G1

第二次试验中河道内会出现显著的洪水外溢现象。

河流流量会随着降水同步起落，在无湖泊影响下河道在暴雨状况下易形成洪涝灾害。……

接下来学生还可以将湖泊与河流开关打开，此时河流流量受湖泊影响。此环节模拟季风区河流在有湖泊（湿地）影响下流量变化状况。使用一只可乐瓶在W水位放水，开启秒表进行观察。观察出水口水流平均刻度（高度）记为G3，用时记为S3。模拟流域内暴雨过程并按以上方式使用双侧放水，得到出水口平均刻度（高度）记为G4，用时记为S4。观察是否有洪水溢出河道。以此类推，学生也可以观察到相应的实验现象如：

G3

河流流量会随着降水同步起落。

相比无湖泊影响下，在有湖泊影响下的流域内溢出河道出现洪涝灾害的次数减少。

G3

湖泊在河流流量变化中起到了一定的作用。

湖泊可以有效地降低水位以及延长行洪时间，保证流域内的安全。……

二、 实验的深化与反思

通过本次地理实验的演示，学生可以对比观察有湖泊与没有湖泊情况下流量的关系，更直观地体验湖泊削峰减洪的功能。而通过实验器具的不同组合和演示，课程中的实验还可以进一步的延伸，例如将湖泊用沙子填埋一半以模拟人类围湖造田对于湖泊和河流的影响。最终学生通过观察也可以得到相关结论如：

在人类强烈干扰湿地的状态下（大面积围湖造田），湖泊调蓄洪水的能力显著下降。

围湖造田可能会使流域内洪涝灾害频率加大，危害加剧。……

在实验结束后，教师还可以将学生观察到的实验现象和小结进行一定的加深和理论化，以结论的形式帮助学生将内容拓展至地理试题的解题上，让地理实验服务于课程、回归于课程。笔者也在教学过程中与学生共同修改，将本次实验的结论总结如下：

（1）湖泊是重要的湿地部分，其在河流内能够有效地调蓄洪水，特别是在出现强降水情况下能够缓解洪峰过境对流域造成的溃堤、涝灾等冲击，保障流域内人民生命和财产安全。（2）围湖造田削弱了湖泊湿地的功能，从保护流域内生态环境角度而言建议尽可能地退田还湖，缓解由此而带来的洪涝灾害压力。

在实验的基础上，教师可以进一步引导学生设计实验，将原有的实验过程进一步完善和深化。如“河道弯曲对河流行洪的影响”“河流的侵蚀与堆积”等知识点也可以在本次实验中实现。

同时，教师还可以引导学生对实验本身提出质疑，如有学生提出实验使用不透水的泡沫模拟土壤以防止水下渗、没有设计流域内植被环境，也没有考虑植被涵养水源的功能、没有设计流域内支流汇水过程等。笔者认为都是学生综合思维能力的体现。

三、 结论

在高中地理教学中打造实验课程是一项新的教育教学尝试。一方面地理实验不同于其他学科的实验，更多的是现象的复原；另一方面，又要针对文科学科的特质进行对症下药。因此，笔者认为教师首先应当以实用、严谨的态度设计实验以及实验器具，防止实验中知识性错误的产生；其次在实验过程中需要做好充分的假设和预设工作以应对可能出现的任何状况；最后对于实验应该做到一定的升华和提升，防止“为了实验而实验”的思想产生。只有做到以上几点，笔者认为才有可能在紧张焦灼的高中阶段打造简练高效、多维互动的地理实验课程。

作者简介：

蔡叶斌，江苏省昆山市，江苏省昆山中学。