一、以学生探究为主的地理实验的涵义
按地理实验操作者的不同分类,分为教师演示为主的实验与学生操作探究为主的实验。学生动手操作为主的探究性实验是地理实验最理想的形式。
什么是学生探究性实验呢?探究性实验,是指学生在不知道实验结果的前提下,以教师所给的启发性问题为指导,通过实验设计、实验操作、思考分析得出结论的实验形式。科学探究是高中地理学习的中心环节,新课程理论认为,探究式教学是在教师的指导下,学生通过主动参与获得知识的过程。通过对知识的亲身体验,把握研究科学所必需的探究能力,并形成科学的概念和规律,进而产生对探索未知世界的积极态度。探究性实验就是探究式教学的一种主要模式,探究性实验教学实质就是将科学领域的探索引入实际教学过程中,使学生通过积极参与探索过程,模拟科学家解决问题的方式。使学生体会科学家如何面对疑难情况,学会收集和加工需要的新信息,最终达到问题解决的探索过程。
根据地理实验内容与要求的不同,可分别选择在地理实验室、地理教室、普通教室或课外室外进行。 二、探究型实验的举例
空气运动的实验、季风形成的实验、海陆热力性质差异的实验、密度流形成实验、弯曲河道下不同流速的侵蚀与堆积实验、水的搬运作用的实验、不同流速状况下的沉积物分选的实验、风力作用和森林防风固沙作用的实验、不同高度下流速相同对河床的侵蚀实验。
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实验片段一、实验片段二、实验片段三、实验片段四 三、探究性实验的设计原则
探究性:地理实验是人们认识地理现象和地理事物的一种重要手段,是进行直观教学提供感性认识的一种方式,是发展学生科学思维的一种方法,是培训学生创造能力的一条途
径。这就要求教师在设计地理实验时要考虑实验的启发性与探究性,并在实验过程中通过分析、启发性提问,引导学生得出实验结论。
(或)探索性:科学规律往往隐在较深层次并有不确定性,需要学生采用不同流程和方法去挖掘和感悟。从中领略科学的方法,培养严谨务实的科学态度和精神,并从中学会思维的变通性和灵活性。
过程性:其注重过程。它包括从问题的引出,提出假设,收集证据,分析与处理,评价与交流的全过程,引导学生参与,锻炼学生推理、思维、实验的能力。
民主性:创设一个有利于探究的环境,形成和谐、愉快、民主的氛围。让学生敢问、敢疑敢探索。鼓励学生打破常规思维,张扬个性。
多样性:地理实验内容涉及范围广泛,类型多种多样,可从各种渠道收集素材,进行探究。这就要求教师在设计实验时考虑地理探究实验的多样性,要立足于学生的发展,为学生思考、探索、发现和创新提供广阔的舞台。例如本节课的案例就是从四种途径去探究的。
发展性:以培养学生科学素养为目的,重视促进学生智力和非智力素质的发展。多留给学生继续思维,思考探索的时间、空间。拓展、深化已解决的问题,创造一种完而未完,意味无穷的教学心理境界。
自主性:对学生活动能自主支配,自我调节和控制,充分发挥自身潜能,形成在老师指导下能独立感知和理解实践活动。求异创新。
开放性:不光指活动空间形式可以从学校延伸到校外,还从内容材料,求知方法和结论,时间上向课堂外延伸。 四、地理探究性实验的操作流程
第一讲 学生探究为主的实验
案例
冷热不均引起大气的运动
实验主题:
学习“地球上的大气”中“冷热不均引起大气的运动”这部分内容时就可设计以学生动手为主的探究性实验,探究热力环流的形成原理。
通过在实验室中模拟冷热不均的下垫面环境,从而形成大气运动过程。 实验目的和原理:
采用小组合作方式,针对“冷热不均引起大气运动”这部分内容,选择相关的实验材料,通过各个小组设计不同的实验,模拟冷热不均 的下垫面环境,探究形成大气运动的过程,直观认识热力环境的成因,从而加深对大气运动和热力环流原理的理解。
提出问题:地球上的大气运动是怎么形成的?
猜想与假设:由于受太阳辐射(或受热、或下垫面性质)的不同大气运动。
冷热不均的地面热力环流
实验设计方案:设计下列四个实验,将学生分成四组,每组选做一个实验,采用小组合作方式学生
自己动手操作探究性实验,四个小组四个实验同步进行,教师进行启发性指导,看能否殊途同归或某些环节相辅相成。 实验设计方案:
实验一
实验材料:长方形带有标度的玻璃缸(长100 cm,宽30 cm,高40 cm左右)或两个大烧杯, 塑料薄膜、一盆热水,一盆冰块,一束香或蚊香,火柴等。
实验步骤:
1、将一杯热水和一杯冰块分别放置在玻璃缸内的两端。 2、用平整的塑料薄膜将玻璃缸上部开口处盖严。
3、在塑料薄膜的一侧(装冰块和热水的烧杯上方)先后开一个小洞。 4、将一束香点燃,放进小洞内。
实验观察要求:观察烟雾在玻璃缸的不同部位和不同的高度内是如何飘动的?发现什么规律?由实验可得出什么结论?
实验记录:要求学生根据实验记录纸进行观察记录。(见附件:实验纸) 实验二
材料准备:酒精灯、广口瓶、冰箱保鲜袋、火柴、小纸片、冰箱。 实验步骤:
1、 点燃酒精灯,将保鲜袋张开罩于酒精灯上方(注意不能烧到保鲜袋)。 2、 将小纸片卷起点燃,吹熄后,放入广口瓶内,再立即将瓶盖将瓶口盖住。 3、 将此广口瓶放入冰箱冷冻室。
4、 10分钟后,把广口瓶拿到不通风处,打开盖子,先瓶口朝上再瓶口朝下,观察现象。 实验观察要求:
1、观察步骤一中保鲜袋的运动方向。
2、观察步骤四中在瓶口朝上和瓶口朝下情况下,瓶中烟的流动情况 实验记录:要求学生根据实验记录纸进行观察记录。(见附件:实验纸)
实验三
材料准备:气球、热水、酒精、打气筒。 实验步骤:
1、将气球充适量的空气;
2、将气球按入一盆热水中,观察它的体积和运动的变化; 3、将气球表面涂擦酒精,观察它的体积和运动变化。 实验观察要求:
1、观察步骤二中气球的运动方向; 2、观察步骤三中气球的运动方向。
实验记录:要求学生根据实验记录纸进行观察记录。(见附件:实验纸) 实验四
材料准备:蚊香、蜡烛、白卡纸、大烧杯、火柴。 实验步骤:
1、将白卡纸卡在烧杯的中间(纸与烧杯底部留有一定空隙); 2、将点燃蜡烛放进烧杯内一侧;
3、将点燃的卫生香放入烧杯的另一侧。(注意蚊香尽量靠近烧杯底部) 实验观察要求: 观察点燃的卫生香的烟的飘动方向。
实验记录:要求学生根据实验记录纸进行观察记录。(见附件:实验纸)
第一讲 学生探究为主的实验
实验片段
01实 验片段一
01实 验片段二01实 验片段三01实 验片段四
参考资料
01实 验记录纸
01学 生探究实验
连接资料
01地 理调查法在教学中的应用(包晓青)
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