探究基于综合思维培养的高中地理模拟实验设计及实施

钟万里

摘 要：随着教育改革的深入推进，高中地理教学越来越注重培养学生的综合思维能力和实践能力。在高中地理教学中，综合思维的培养对于提高学生的地理素养和解决实际问题的能力具有重要意义。然而，传统的地理教学方式往往注重知识的传授，而忽视了学生的实践能力和综合思维的培养。为了解决这一问题，本文旨在探究基于综合思维培养的高中地理模拟实验设计及实施。通过模拟实验的设计和实施，可以帮助学生更好地理解和掌握地理知识，提高其综合思维能力和实践能力。

关键词：综合思维培养；高中地理；模拟实验

一、综合思维的概念及其在地理学科中的体现

（一）综合思维的概念

综合思维是指对事物进行多角度、多方面、多层次的分析和研究，以获得全面、深入的认识和理解，其是一种综合性的思维方式，强调对事物的整体性、系统性和动态性的把握。

（二）综合思维在地理学科中的体现

地理学科是一门综合性很强的学科，涉及自然、人文、社会等多个领域，需要从多个角度进行分析和研究。综合思维在地理学科中主要体现在以下几个方面：

空间思维：地理学科涉及空间概念和空间分析，需要学生对地理位置、空间分布、空间关系等进行深入的分析和研究[1]。

系统思维：地理学科研究对象具有整体性、系统性和动态性，需要学生从整体上把握研究对象，分析各要素之间的相互关系和作用机制。

动态思维：地理学科研究对象具有动态变化的特点，需要学生从动态的角度进行分析和研究，把握事物的发展变化规律。

比较思维：地理学科涉及不同地域、不同国家之间的比较和对比，需要学生对不同地域、不同国家之间的差异和相似之处进行深入的比较和

分析。

（三）综合思维与高中地理模擬实验的关系

高中地理模拟实验是地理学科教学的重要手段之一，可以通过模拟实验的方式，让学生更加直观地了解地理现象和规律。综合思维与高中地理模拟实验的关系主要体现在以下几个方面：

一是综合思维是高中地理模拟实验的重要指导思想之一。在进行模拟实验之前，学生需要运用综合思维对实验目的、实验内容、实验方法等进行全面的分析和研究，以确保实验的科学性和有效性。

二是高中地理模拟实验是综合思维的重要实践平台之一。教师通过模拟实验，可以让学生更加深入地了解地理现象和规律，提高学生的实践能力和创新思维能力。同时，模拟实验也可以帮助学生更好地理解和掌握综合思维的方法和技巧[2]。

二、高中地理模拟实验的设计及实施原则

为了确保模拟实验的有效性和可靠性，需要遵循以下设计及实施原则。

（一）科学性原则

模拟实验的设计必须具有科学性，即实验的设计和实施必须基于科学的理论和方法。在模拟实验中，要尽可能地模拟真实的地理环境，包括地形、气候、土壤、植被等各个方面。同时，实验的操作和数据采集也要遵循科学的方法和规范，保证实验结果的准确性和可靠性。

（二）典型性原则

在模拟实验中，要选择具有代表性的地理现象或过程进行模拟。这样可以帮助学生更好地理解地理现象的本质和规律，提高对地理知识的掌握和应用能力。例如：可以选择典型的河流地貌进行模拟，通过实验观察河流地貌的形成过程和特点[3]。

（三）可操作性原则

模拟实验的设计要考虑到实际的操作性和可行性。实验的设备和材料要易于获取和操作，实验的过程要简单易懂，实验的时间和成本也要合理控制。这样可以保证实验的顺利进行，同时也可以提高学生的参与度和兴趣。

（四）启发性原则

模拟实验不仅是一种知识传递的方式，更是一种启发思维的方法。教师在模拟实验中，要引导学生发现问题、分析问题、解决问题，培养学生的创新思维和实践能力。同时，教师要通过实验的结果和讨论，引导学生深入思考地理现象的本质和规律，提高地理思维能力。

三、基于综合思维培养的高中地理模拟实验设计及实施面临的挑战

随着教育改革的深入，高中地理教学越来越注重培养学生的综合思维。综合思维是一种多维度、多角度思考问题的思维方式，要求学生能够从多个角度、多个层面去分析问题，从而得出全面、客观的结论。在高中地理教学中，模拟实验是一种重要的教学方式，能够帮助学生更好地理解地理知识，提高学生的实践能力。然而，在模拟实验的设计和实施过程中，也面临着一些挑战。

（一）知识与技能的深度融合之难

在高中地理教学中，知识与技能的深度融合是模拟实验设计的重要目标之一。然而，在实际操作中，这一目标的实现往往面临着较大的难度。一方面，高中地理知识本身比较抽象，难以通过简单的模拟实验来完全揭示其本质。另一方面，学生技能的掌握也需要一定的时间和经验积累，仅仅依靠模拟实验难以达到理想的效果[4]。

（二）实验设计与真实环境的差异之困

模拟实验虽然可以帮助学生更好地理解地理知识，但与真实环境相比，仍然存在一定的差异。这种差异可能会导致学生在实际应用中出现问题。例如：在模拟实验中，学生可能会忽略一些实际环境中的重要因素，从而导致实验结果与实际情况存在较大的出入。

（三）学生主动性与创新思维激发之惑

模拟实验的设计和实施需要学生的主动参与和创新思维。然而，在实际操作中，学生的主动性和创新思维往往难以得到充分的激发。一方面，学生可能对模拟实验的目的和意义不够明确，导致参与度不高。另一方面，学生在面对模拟实验时可能会受到传统思维方式的限制，难以发挥出自己的创新思维。

（四）评价体系与实验目标匹配之艰

评价体系的建立是确保模拟实验效果的重要手段之一。然而，在实际操作中，评价体系往往难以与实验目标相匹配。一方面，评价体系可能过于注重学生的表现和成绩，而忽略了学生在实验过程中的其他方面的发展。另一方面，评价体系可能缺乏针对性和科学性，难以真实反映学生的实际水平和发展状况。

四、基于综合思维培养的高中地理模拟实验设计及实施的优化策略

（一）构建多维度知识体系，强化地理综合思维

综合思维是地理学重要的思维方式之一，强调从多个角度、多个层面去分析地理现象和问题。在传统的高中地理教学中，教师往往只关注知识点的传授，而忽视了对知识体系的构建，导致学生难以形成综合思维。因此，为了培养学生的综合思维，教师需要构建多维度的知识体系。

以“宇宙中的地球”为例，学生需要从多个维度去构建知识体系，强化地理的综合思维。从宇宙视角看，地球是太阳系中的一颗行星，其位置、运动和与其他天体的关系都是需要考虑的。与此同时，地球的物理特性、大气层、磁场等都与其他行星有所不同，这也是需要探究的。再从地球本身来看，其有着复杂的地质结构和多样的地貌。地震、火山、海啸等自然灾害都与地球内部的结构和运动有关。此外，地球上的生物多样性、气候变化、水资源等都是学生研究的重要内容。为了更好地理解这些内容，教师可以设计一些模拟实验。例如：模拟地震的发生和传播，让学生亲身体验地震的威力；模拟不同地貌的形成过程，讓学生了解地质变化的漫长与复杂；模拟气候变化，让学生了解人类活动对地球的影响。教师还可以组织学生进行一个名为“地球模型制作”的实践活动。在这个活动中，学生需要使用各种材料来制作一个缩小的地球模型，包括地球的内部结构、地壳、地幔、地核等。通过这个活动，学生可以更直观地了解地球的结构和组成，同时也可以更深入地理解地球的运动和变化。教师还可以组织学生进行一个名为“气候变化模拟”的实验。在这个实验中，学生需要使用各种仪器和设备来模拟不同气候条件下的自然环境，并观察和分析这些环境对生物和生态系统的影响。例如：学生运用温湿度计、温湿度控制器，通过调节温度和湿度，模拟不同气候条件，如热带、温带和寒带气候。运用光照度计、人工光源，模拟不同地区的日照时间和光照强度，如高纬度和低纬度地区的光照条件。通过这个实验，学生可以更深入地了解气候变化的原因和影响，同时也可以培养观察能力和分析能力[5]。

（二）创新实验设计模式，逼近真实地理环境

传统的地理实验往往只是对课本知识的简单验证，缺乏对真实地理环境的模拟。为了更好地培养学生的实践能力和综合思维，教师需要创新实验设计模式，贴近真实地理环境。

以“植被与土壤”为例，教师可以设计以下实验。一是野外实地考察：组织学生到当地的森林、草原等地区进行实地考察，观察植被与土壤的关系。二是室内模拟实验：利用土壤、植物等材料，在室内模拟不同的植被类型和土壤类型，观察其对土壤性质的影响。三是数据分析和综合思考：通过对实验数据的分析，引导学生思考植被与土壤之间的相互作用和影响。

例如：教师可以设计一个长期的模拟实验，在一个封闭的空间内种植不同的植被，并观察其对土壤质地、肥力、酸碱度等方面的影响。教师还可以改变光照、温度、水分等条件，观察这些因素如何影响植被和土壤的关系，在实验过程中，学生可以亲手种植、观察、记录数据，从而更深入地了解植被与土壤之间的复杂关系。这样的实验设计不仅接近真实地理环境，还培养了学生的长期观察和实验能力。

（三）激发学生主体能动性，培养创新思维习惯

学生是学习的主体，只有充分发挥学生的主体能动性，才能更好地培养学生的创新思维习惯。因此，教师需要采取多种措施，激发学生的主体能动性。

以“产业区位因素”为例，教师可以采取以下措施激发学生的主体能动性。首先，引导学生进行社会调查：组织学生到当地的工业园区、农业园区等进行实地调查，了解不同产业的区位因素和特点。其次，鼓励学生进行小组讨论：将学生分成不同的小组，就不同的产业进行讨论和分析，探讨其区位因素和优劣势。最后，引导学生进行创新思考：鼓励学生提出新的产业区位因素和解决方案，培养其创新思维习惯。产业区位因素是地理学中的一个重要内容，涉及资源、交通、市场、劳动力等多个方面。为了更好地理解这些因素如何影响产业布局，教师可以设计一些模拟实验，让学生亲身体验这些因素的作用。例如：教师可以设计一个模拟城市建设的游戏。学生分组进行建设，每组需要考虑到资源、交通、市场等因素来决定建设什么类型的工厂或商业设施。通过这样的游戏，学生可以亲身体验到产业布局的复杂性，并尝试运用创新思维来解决问题。此外，教师还可以鼓励学生自己设计实验来探究某个产业区位因素的作用，学生可以设计一个模拟农业生产的实验，探究不同气候条件对农作物产量的影响；或者设计一个模拟工业生产的实验，探究不同交通运输方式对产品成本的影响，从而激发学生的主体能动性。

（四）完善评价体系，实现实验目标与评价的有机统一

在地理模拟实验的设计与实施过程中，评价体系的完善是至关重要的。一个科学、合理的评价体系，不仅可以准确评估实验的效果，还能为实验的改进提供依据。以下以“自然灾害”为例，探讨如何完善评价体系，实现实验目标与评价的有机统一。在评价自然灾害模拟实验时，首先要明确实验的目标，实验旨在模拟地震、洪水等自然灾害的影响，并评估其对环境和人类活动的影响。因此，评价体系的构建应围绕这些目标展开。以洪水模拟实验为例，评价体系可以包括以下几个方面：

（1）模拟过程的准确性：评价洪水模拟实验是否真实反映了洪水发生的条件、过程和影响，通过对比模拟结果与实际观测数据来评估。（2）实验结果的有效性：评估实验结果是否能为解决实际问题提供有用信息。例如：洪水模拟实验的结果可以为防洪规划提供参考。（3）实验过程的可重复性：评价实验过程是否可以重复进行，以确保实验结果的稳定性和可靠性。

为了实现实验目标与评价的有机统一，可以采取以下策略：（1）明确实验目标：在实验开始之前，应明确实验的目标和预期结果，以便有针对性地设计和实施实验。（2）制定评价指标：根据实验目标，制定相应的评价指标。这些指标应具有可操作性，能够客观地反映实验的效果。（3）实施评价：在实验结束后，按照评价指标对实验结果进行评价。评价过程应公开、透明，确保评价结果的公正性和客观性。（4）反馈与改进：根据评价结果，对实验过程进行反思和改进。同时，将评价结果反馈给实验参与者，以提高他们的实验技能和意识。

结束语

综上所述，通过基于综合思维培养的高中地理模拟实验设计和实施，能够帮助学生更好地理解和掌握地理知识，提高其综合思维能力和实践能力。这种教学方式不仅有助于提高学生的地理素养，还有助于培养其解决实际问题的能力。然而，模拟实验的设计和实施需要充分考虑学生的实际情况和需求，同时也需要教师具备较高的专业素养和教学能力。因此，教师需要不断探索和实践，不断完善和改进这种教学方式，以更好地满足学生的需求，提高其学习效果。总之，基于综合思维培养的高中地理模拟实验设计和实施是一种有益的尝试，对于提高学生的地理素养和解决实际问题的能力具有重要意义。期待在未来的教学中，能够进一步推广和应用这种教学方式，为培养更多具有创新精神和实践能力的人才做出贡献。

参考文献

[1]乐鑫.基于综合思维培养的高中地理模拟实验设计及实施研究[J].考试周刊，2023（39）：135-138.

[2]陈土森.综合思维培养视域下高中地理实践活动的教学现状与改进策略[J].地理教育，2023（S1）：66-67.

[3]王莺，陈敏.具身视域下高中地理实验教学探索：以沪教版必修《地理1》“土壤”为例[J].地理教学，2023（4）：16-20.

[4]邓正秀，陈宗颜，雷延金.地理核心素养视角下的中学生生态安全教育：以人教版高中地理“水循环”一节为例[J].中学教学参考，2022（28）：84-86.

[5]张文军，汤国荣.地理模拟实验纸笔测试的实践探索与教学建议：以“大气受热过程”为例[J].地理教育，2022（8）：29-33.

本文系三明市基础教育科学研究2022年度课题“县域高中地理新教材综合思维探研式教学研究”（立项批准号JYKT-22084）的研究成果。