地理实验在热力环流教学中的运用

郭子学 杨 敏

（重庆市第四十九中学校 重庆 400800）

一、学情分析

本次地理实验课选的班级是高2019级12、13班，这两个班级为该年级的文科普通班，学生的基础知识薄弱，学生在实验课、动手课的学习积极性和主动性还是较强。

二、地理实验入课堂的必要性

由于地理教学手段的有限性，导致学生学习地理的兴趣和积极性在大幅度降低。2012年前计算机多媒体教学的动画和图片还能吸引学生的目光和注意力，而2012年后，智能手机的普及，各类学习网站、学习APP的下载，我们教师能在网络上收集的资料学生都能找到，可能学生找到的比老师还全面、细致。所以，教师必须要用地理实验来吸引学生，提高学生的学习的积极性和主动性，培养学生的动手、动脑的能力。

此外，随着新高考的改革，地理试题变得越来越灵活多变，反映了新课改对学生能力的要求逐渐提高。从这个方面考虑，对于地理中学生难以理解的问题，要通过一定的方法帮助学生去理解，从而真正掌握学习要点。

三、热力环流的知识梳理

（一）热力环流的概念

热力环流是大气运动最简单的形式，由于地面的冷热不均而形成的空气环流。

（二）热力环流的形成过程

其形成过程为：受热地区大气膨胀上升，近地面形成低气压，而高空形成高气压；受冷地区相反，从而在近地面和高空的水平面上形成了气压差，促使大气的水平运动，形成高低空的热力环流。热的地方空气受热膨胀上升，冷处收缩下沉。于是上空相同高度处，热地方单位面积空气柱重量（即气压）大，冷地方高空气压小，高空形成热－冷的气流。热处气流流失后，整个空气柱减轻，地面形成低压，冷处则形成高压，近地面形成冷－热的气流。加上上升、下沉气流，构成了热力环流。

四、实验准备

（一）实验器材

（二）实验前的安全要求

1.准备好500ml的冷水，放入500ml量杯中。

2.用电水壶加热500ml的水，放入500ml量杯中。

3.倒水时要注意，水不要溅入眼睛里或身上以免烫伤。

五、直观形象的实验过程

受时间和空间上的限制，中学地理教学不可能把所有或大部分自然过程直接引入地理实验，只能用一些材料进行代替，设置类似的条件或环境，模拟地理演变过程。

具体操作步骤：

1.学生先往其中一个粗水管中滴入3滴红色食用色素，另一个粗水管中滴入3滴蓝色食用色素。

2.在关闭水阀状态下，用手持量杯向2个粗水管分别注入等量的常温水，直至没过最低水温线。

通过以上两个步骤，学生可以观察到无论是红色还是蓝色水管里都没有发生任何变化。为什么？因为这时冷热是均匀的，前面正好讲到了的，这样学生很容易就理解了。

3.将热力环流探究装置2个粗水管分别倒入两个不同温度液体的烧杯里，蓝色液体粗水管放入冷水杯里，红色液体粗水管放入热水杯里。

4.用竖显温度计探头可以探测出量杯中的温度，读出温差。

通过步骤3，4我们可以得出，水此时受热不均匀。蓝色量杯温度低，红色量杯温度高，如我们前面讲解热力环流，热力环流形成的根本原因就是大气冷热不均而形成的空气环流。

5.然后双手握住两个细管，同时向下旋转细管180°，打开水阀。

这时就可以发现细管中红色色素的水在上方，蓝色色素的水在下方。通过以上实验这就说明热胀冷缩的原理，正如热力环流，受热地区大气膨胀上升，近地面形成低气压，而高空形成高气压；受冷地区相反，从而在近地面和高空的水平面上形成了气压差，促使大气的水平运动，形成高低空的热力环流。热的地方空气受热膨胀上升，冷处收缩下沉。于是上空相同高度处，热地方单位面积空气柱重量（即气压）大，冷地方高空气压小，高空形成热－冷的气流。热处气流流失后，整个空气柱减轻，地面形成低压，冷处则形成高压，近地面形成冷－热的气流。加上上升、下沉气流，构成了热力环流。

六、课后反思与总结

（一）不足之处

首先，学生初次接触到地理实验，有一定的兴趣和好奇心，在拿到实验器材时，没有先看实验说明，而在那里自己乱操作，最终造成实验效果不明显。

其次，学生在自我讨论和打闹，特别是在实验过程中，烧了开水的，有一定的安全隐患。

第三，在实验中教材知识与实验不能很好的结合起来，造成实验的目的没有达到预期的效果。

（二）小结

在做实验时教师对学生的管控也是教学的重要要求。地理实验虽然不像物理及化学学科对实验有较高的要求，但是在地理教学过程中融入实验，可以更加轻松地突破难点，掌握重点，大大提高了课堂学习效率。同时，将地理实验融入课堂，还可以激发学生学习热情，体现学生的主体性，鼓励学生探究地理知识，发挥学生在学习过程中的能动性，开拓学生潜在的实践能力和创新意识。可见，将地理实验带入到教学课堂中，益处颇多。