实验助力 科学探究

——实验支持下的地理探究课堂构建

【摘要】 全面提高中学生的地理科学素养是中学地理课程改革的核心理念，而科

学的核心是探究，提高中学生的地理科学素养自然离不开探究式学习。“动手做”是最典型的探究式学习模式,如何设置科学的实验帮助学生在“做中学”成为中学地理探究性学习的主要手段。

【关键词】地理 探究 实验 案例

“探究式学习”的提出者施瓦布认为学生学习的过程与科学家的研究过程在本质上是一致的。因此，学生应该像 “小科学家”一样去发现、解决问题，并在探究过程中获得知识，发展技能，培养能力，同时受到科学价值观、方法等的教育，进而发展自己的个性。因此我们也将探究式地理课堂的构建分为：问题提出，假说与猜想，信息搜集，实验准备与操作，实验解释，交流成果六个步骤。在探究式学习的基础上结合实验使我们的地理探究学习更具趣味性！

下面我们就以《沟壑纵横的特殊地形区——黄土高原》一节中对黄土高原水土流失问题的实验探究为例，探讨如何构建实验支持下的地理探究式学习课堂。 步骤一：问题提出

探究式学习也被称作 “问题导向式学习”， “问题”是探究学习的起点和方向。 “地理课程标准”中提出：“尝试从学习和生活中发现地理问题。”可见，能否发现、提出对学生有挑战性和吸引力、探究价值高的问题对探究学习至关重要。要让学生发现、提出问题，就需要创设问题情境。这样才能使学生产生兴趣，激发其好奇心，提高学习的主动性和积极性，进而在教师引导下发现、提出问题。

①问之起源。有“疑”的问题才能引起学生探究的兴趣，激发学生的思维。对于学生勇于质疑，大胆提出的地理问题，教师应对其进行评价，看它是否适合探究。 ② 问之难易。学生对探究式问题的理解不会也不可能脱离教学内容、学生生活和社会生活，而是要符合他们知识和能力的储备特点。问题既要有一定的难度，又必须能够让学生通过探究和从可靠途径获取的地理知识来解答。

③ 问之启发。启发性的提问能帮助学生打开思路，发展创造性思维，让学生在掌握知识的同时发展智力，培养地理学习能力。 【本案问题】

对于生活在长江中下游平原的学生而言，从进入《黄土高原》的学习开始，大家便感到了它的地表景观与我们的不同。此时他们心中已经有了“有疑之处”，所以问题的提出自然是水到渠成：为什么这里是这样的？也为进一步引出影响水土流失因素的打开探究之门。 步骤二：假说与猜想

假说可以说是是探究式学习的核心。当全部学生或大部分学生形成共识的问题后，我们要做的就是引导学生将已有的经验和知识与问题联系起来，提出假说。

【本案假设】 关于影响水土流失因素的假说

根据前一部分的学习、学生的生活体验，学生很容易提出这样一个问题：“为什么黄土高原水土流失如此严重？”针对这个问题，学生可能提出方方面面的假设：黄土高原的土本身就容易随雨水流失；黄土高原雨量较大，雨水的冲刷力大；黄土高原地表没有保持水土的植被，使的雨水的冲刷力更强；黄土高原地表坡度比较大，使的地表的土壤更容易随雨水流失。

所谓假说往往已经清楚、明白的摆在学生面前，而有些假说的进一步探究往往受到多方面的，如师生的水平、教学时间的等等。所以，对于假说，重在过程而不在结果。实际操作过程中，教师要鼓励学生不局限于课本，充分发挥想象力，大胆猜测，提出自己的独到见解，培养学生的发散思维。对学生提出的各种猜想，教师应进行适当的评述。这就要求地理教师要具备广博的知识和随机应变能力。

步骤三：信息搜集

搜集相关信息是证明假说或猜想是否正确的基础。我们首先要提出论证设想，制定相应的计划，明确搜集信息的范围和要求来减少盲目性，增强针对性、有效性、多样性、全面性、可靠性等，然后通过各种途径 （如图书馆、因特网、书籍、报纸、杂志、广播、电视等）、多种方式 （如查阅、实验、实地考察、观察、访谈、问卷调查等）搜集信息。为了让学生在更短时间内获得更有价值的信息，教师可向学生推荐一些网站、书籍等。 【本案信息】 黄土高原各种水土流失景观图

在收集各种水土流失景观图的过程中，不仅让学生对黄土高原水土流失情况有了更深刻的了解，同时为学生总结黄土高原水土流失的影响因素提供了更为直观的素材，也为接下来进一步的实验验证做好准备。 步骤四：实验操作

对收集的或已知的地理信息进行整理，分析，归纳，抽象，概括，综合等，不仅对地理学习十分重要，而且可以训练学生相应的能力、思维。这些能力和思维对科学探究，对学生的终身学习、终身发展的重要性不言而喻。

在学生整理分析地理信息之前，教师应教给学生研究问题的方式、方法，适当的统计分析知识等，然后指导学生通过正确的实验操作、实验结果记录等对地理信息进行全面、深入的整理和分析，要注意引导学生注意各种地理信息间的联系、差异，力图发现新的、更有价值的地理信息。 【本案分析】 通过实验记录、整理、分析相关数据 （1）实验准备：五个浅口小托盘（10*20cm左右），分别盛满普通土壤（3份）、细沙土（1份）、新鲜草皮（1份）；五个350ml矿泉水瓶，注满水，盖上分别钻2孔（4个）、6孔（1个）；1000ml烧杯（5只）。 （2）同时请五位同学完成以下动作：

①左手持托盘并将一端至于烧杯口以保证由托盘中流出的液体能够完全流入烧杯内（确保可以从烧杯中清楚观察实验结果）。 ②右手持盛满水的矿泉水瓶。

③托盘内容物、角度、矿泉水瓶分别以以下方式组合： 组别 实验组合 设置目的

1 普通土壤、30°角倾斜、2孔矿泉水瓶 对照组 2 细沙土、30°角倾斜、2孔矿泉水瓶 黄土性质对水土流失情况的影响 3 普通土壤、30°角倾斜、6孔矿泉水瓶 雨量大小对水土流失情况的影响 4 草皮、30°角倾斜、2孔矿泉水瓶 植被覆盖情况对水土流失情况的影响 5 普通土壤、60°角倾斜、2孔矿泉水瓶 地形对水土流失情况的影响 ④逐个注水让学生观察不同状况下的水土流失情况，通过直观的视觉刺激感受不同因素对水土流失状况的影响。 ⑤根据实验现象，记录实验结果。 步骤五：解释实验 解释是对假设或猜想的说明，把经过整理分析的地理信息与假说联系起来。说明时要求条理清晰，逻辑严谨，特别是要求学生必须忠于事实，摈弃自己的主观倾向，客观地进行说明，不能只选择有利于假说的信息而忽略其他不利于假说的信息。对与假说矛盾、相反的信息也应进行解释，这有利于学生 “初步养成求实、求真的科学态度”。 一般情况下，学生探究的是人类早已发现的、成熟的知识内容，在地理教学中更多的体现为 “尝试运用已获得的地理概念、地理基本原理对地理事物进行分析，作出判断”，“运用有关知识和方法，提出看法或解决问题的设想”，“……提出解决问题的对策”等。 【本案解释】解释实验结果 不同条件下的水土流失情况差别很大，主要结论是： 前提条件相同情况下： ①土质越疏松细腻，水土流失越严重。 ②雨量越大，水土流失越严重。 ③植被覆盖越少，水土流失越严重。 ④地表坡度越大，水土流失越严重。 步骤六：交流成果 科学发展过程中，假说应该能够重复验证并予以传播推广，因此，对其的表达与交流显得非常重要。对学生的全面发展、终身发展意义重大，因而成为地理课程标准中的重要组成部分： “运用适当的方法和手段，表达自己学习的体会、看法和成果，并与人交流。”学生通过表达与交流，对结论的认识将更加深入、全面，学会从不同的角度看待问题，学会倾听和尊重他人提出的见解。教师一是要创造一个融洽、开放、民主、轻松的氛围，让学生乐于、敢于表达自己的见解，对别人的解释发表不同的看法，促进交流沟通；二是要注意把握好交流沟通的广度、深度、学生参与度；三是要参与表达与交流，对结论作出适当的评价，表达自己的看法。 【本案交流】根据实验结果，对实验前的假设和猜想发表自己的意见 学生根据实验结果所反映出的情况，彼此交流实验前突出的假说。结合本课之初收集信息时对黄土高原的感官认识和实验形成的理性认识，解释黄土高原水土流失严重的原因就变得非常轻松。此环节要求学生用自己的语言表达自己对这一内容的看法，不仅完成了实验总结，更帮助其将知识内化，也有利于生生之间对于知识的交流。 虽然实验支持下的地理探究课堂非常有利于学生学习兴趣和学习能力的培养，但在实施过程中仍有一些问题需要注意：比如，在地理课堂教学中，特别是在对学生掌握知识内容有明确目标要求的学科教学中，教师要组织起在问题、证据、解释、评价和交流五个方面都具有高度探究性的活动是不容易的，也没有必要刻意追求这样的境界。我们可以根据教学内容、学生的认知发展水平等确定探究的难易、综合程度组织不同程度的实验探究。