初中地理实验教学法

初中地理实验教学法（精选12篇）

初中地理实验教学法 篇1

近年来, 地理课程和教材改革按照“一标多本”的指导方针和相关政策保障措施, 以《义务教育地理课程标准 (实验稿) 》为准绳, 在全国范围内涌现出多套初中地理教材, 我们选择使用较为广泛的三种版本即人教版、星球版、湘教版进行比较研究, 旨在为初中地理教学和教材的修订上提供一些建议。整体而言, 这三套初中地理实验教材都具有较新颖的教材编写结构、文字表述有较强的亲和力、知识呈现方式不拘一格、并且密切联系国家发展、社会进步和生活、生产实际、突出地理学习“活动”的力度, 它们均有各自的精彩与创意之处, 但也还有一些不尽如人意之处。

一、结构体系的比较

人教版、星球版、湘教版初中《地理》实验教材都在努力追求新的编写结构, 而不是全盘照搬与简单图解地理课程标准的内容程序。三个版本的教科书都按照课标选取相应的内容。但不难发现, 结构体系方面存在不一致的地方。

1. 人教版和湘教版以“章”

“节”的形式呈现教学内容的结构体系;星球版则是以“单元”“课”的形式呈现教学内容的结构体系, 编写时试图每一课用一课时来完成, 但在教师教学实际操作中, 有些课用一课时难以完成, 而有些课一课时完成却很轻松。

2. 分析人教版、湘教版、星球版“章 (单元) ”

“节 (课) ”标题, 可以看出, 都突出了对学科知识的学习。人教版的章、节标题更突出地理的特征主题, 如第二章认识省级区域其中的第四节西部开发的重要阵地———新疆维吾尔自治区这些都充分体出了地理特色;星球版的单元、课标题更侧重反映学科的基本观念, 如第十单元走进西部的第3课工业、城市与交通。湘教版的章、节标题特别突出区域的特色, 这一点在介绍中国34个省区时特别明显。如“天府之国”四川省, “齐鲁大地”山东省。

3. 星球版更突出学科的探究性学习,

如整套教材贯穿探究式学习的理念, 在结构设计中有单独的“探究课”并加大了“探究活动”的分量, 使之成为教材课文重要的组成部分。当然, 人教版和湘教版在探究方面也很有特色, 为学生探究创设了很好的问题情境。

二、内容特征的比较

1. 人教版

《地理》教科书的内容特征。人教版七年级的地理实验教科书是以世界地理为主体的知识结构, 先讲述地球和地图基础知识。在世界地理概况中, 以地理环境、自然资源、人类及其活动为线索, 使学生了解世界的海陆分布和地表形态, 世界的气候和陆地自然带等基础知识;了解世界各种自然资源、居民和国家等概况, 人类利用自然资源的现状, 从而初步认识人类、资源、环境三者之间相互依存、相互影响、相互制约的关系。世界地理的分区, 是按地理位置及自然和人文地理特征来划分各地区的, 每一地区只重点讲述一二个有代表性或有特点的国家, 引导学生认识世界上不同地理环境中的地区和国家, 及其人类生产和生活的情况和存在的问题, 使学生初步熟悉学习区域地理的方法, 并具有根据一定的地理事实材料, 运用所学过的地理基本知识分析认识一个地区地理特征的初步能力。

八年级的地理实验教科书, 采用中国地理总论———中国区域地理———中国在世界中, 即“总—分—总”的知识结构。在对中国的地理位置、疆域和行政区划的概况;自然环境、人口和自然资源的基础情况作了专题学习后, 接着介绍中国区域地理, 首先让学生认识我国地区差异大的基本国情, 初步树立因地制宜、发挥优势、趋利避害、共同发展的观念;其次, 了解本省 (自治区, 直辖市) 的地理概况, 再进一步学习乡土地理。“中国在世界中”, 目的是使学生认识我国社会主义建设成就巨大, 但在经济上还是一个发展中国家;同时也要认识中国在国际事务中肩负着的重要责任。

2. 星球版

《地理》教科书的内容特征。如果人教版实验教材的结构特点是“稳中求变”的话, 那么“以变求新”则是星球版实验教科书的特色。星球版地理课程与人教版地理的共同之处是都以区域地理为主, 原则上不涉及深层次的成因问题。但其教材内容结构又有两大亮点:

一是对世界和中国区域的选择, 不追求“量”, 而要求“质” (特色) , 本着突出区域特色的原则选择区域。世界地理部分:1个大洲 (亚洲) ;6个地区 (东南亚、中东、撒哈拉以南的非洲、欧洲西部、拉丁美洲、两极地区) , 6个国家 (日本、俄罗斯、澳大利亚、美国、印度、巴西) 。中国地理部分:7个不同尺度 (国土与居民, 自然环境, 自然资源, 经济与文化, 认识省级区域———北京、台湾、香港、澳门, 认识省内区域———珠江三角洲, 认识跨省区域———走进西部) 的地理区域在区域地理的学习中, 区域知识只是作为一种重要载体出现, 通过这个载体, 向学生传达的是地理思想和分析地理问题的方法。

二是突破了乡土地理的教学难点。与人教版《地理》相比, 星球版《地理》最大的优势就是按分省 (区) 设置乡土地理教学内容, 例如, 湖北省使用的教科书编排了第十一单元“认识居住地区———湖北省”、山东省使用的教科书编排了第十一单元“我们的家乡———山东省”, 为乡土地理的教学提供了范例, 也解决初中地理中对乡土地理教学的最大难点。这种编排方式克服了以往学生学习地理的畏惧感和厌学情绪, 增强学生地理学习的亲切感。同时, 教材选择的案例有典型性和开放性, 给学生知识拓展和能力迁移留有了余地, 符合初中学生心理特点和认知水平, 师生反应良好。

3. 湘教版

《地理》教科书的内容特征。新教材在知识体系上加强了地理基础知识的教学, 世界区域地理更加突出重点和特点, 减少了层次。新教材大量增加了图表、漫画等, 更符合初中学生的心理特点和爱好。每幅图都能紧密配合教学内容, 对帮助学生掌握地理知识、培养识图技能和分析地理事物与现象的能力等方面都发挥了应有的作用。新教材对图象也进行了创新, 每幅图的信息量有所减少, 使图象表达的内容重点更加突出, 便于学生掌握。在增加图幅的同时, 还安排一定数量的练习贯穿于教学全过程。练习的题型多种多样, 与教材内容紧密配合, 图文并茂, 目的性明确。新教材中设“阅读”、“活动”两个小栏目, 以丰富学习内容和启发学生思考, 促进讲练结合。练习内容有一定弹性, 具有可选择性特点, 减少了记忆量, 减轻了学生学习的负担。

二、图形图像语言比较

图形图像语言是目前世界公认的人际交流的三大语言工具之一, 它是以图形、图像和图示的方式传递信息。与自然语言和数字语言相比较, 它在传递空间、环境信息方面占有绝对优势。在地理教科书的编排和地理教学中, 地理图形图语言像占有十分重要的地位, 这是三个版本教科书教学最基本的特色。

由上表可以看出, 三个版本的教科书都有着丰富的图形图像语言, 这些图形图像语言包括各类地图、统计图表、示意图和各类地理图片、漫画等。不难看出, 星球版《地理》的地图、地理图片等明显的比人教版丰富, 而湘教版的又比星球版的更丰富一些。三个版本《地理》的图形图像语言相比, 还有一个十分明显的亮点, 即星球版《地理》设置了“读图”栏目, 湘教版设置了“活动”栏目, 这对培养学生的地理技能, 训练学生的逻辑思维和空间思维能力十分有利, 同时也更符合现行初中地理教学的实际。

三、学会整合不同版本教材

在日常教学中, 每一位教师对当地使用的教材内容都有其自身的理解, 对使用教材的意义和价值都有其自身的解读。不同版本的教材由于对课标理解的差异、把握角度的不同, 都在课标基础上有所创造, 各有特色。作为一名合格的地理教师, 我们要注重对不同版本教材的研究, 尤其要注意研究不同版本教材中表述相同的内容, 可以将各版本中个性化的内容及相关表述作为取舍教材的重要参考和借鉴, 以博采众家之长。我们应在研究透课程标准的基础上, 根据教学实际, 包括学情、校情, 积极主动地将不同版本的教材进行整合使用。

最后, 我们初中教师在进行教材整合时, 应尽量结合乡土地理教材, 结合当地的教育实际, 使其适应学生的个性发展。最新颁布的2011版初中课程标准明确提出地理课程具有区域性、综合性、思想性、生活性、实践性五大特征, 而乡土地理知识正是承载五大特征的绝佳的载体。乡土地理知识的整合不仅丰富了地理教材的内容, 同时也可成为对学生进行情感、态度价值观教育的重要形式。

初中地理实验教学法 篇2

周 慧

自2001年9月开，我们承担了广东省教育学会十·五 规划课题——“在国家新课程标准指导下开展初中地理探究性习方式的研究“的工作。

一、初中地理探究性学习方式的理论构思 1．初中地理探究性学习方式的基本概念

根据研究性学习的理论和地理教学的特点，地理探究性学习方式是指在初中地理教学过程中，在教师的价值引导下，以学生的学习需要为出发点，以问题为载体，创设一种类似科学探究的教与学的情境，从地理教材和相关学科及现实中的自然现象、社会生活中，让学生通过地理学科教学中的多元思维活动和自己搜集、分析、处理信息等实践活动来实际感受和体验知识的产生过程，从而改变学生的学习方式，达到发展学生地理学习能力的教学目的。

2．地理探究性学习方式的基本结构及行为表现特征

根据研究性学习的理论和教学论及心理学的相关理论，地理探究性学习方式是人作为 学习主体的本质属性，它包括问题性、实践性、合作性和综合性。问题性，强调对地理教材和相关学科及现实中的自然现象、社会生活的观察。实践性，强调在过程中的动手和主动参与。合作性，强调在过程中和同伴、老师对问题、观点、结果的沟通、交流、分享。综合性，强调在过程中情感、认知、能力的和谐发展。

二、开展初中地理探究性学习方式实验的设计

（一）实验的理论假设

开展初中地理探究性学习方式的理论假设是：依据科学·人文主义教育理论和多元智能理论及社会学习理论，假设学生的需要是学生生长和发展的前提，价值是客体满足主体的效能，以需要引导发展，使“以需促知，以知展能”的探究性学习方式，有利于提高学生探究地理原理和综合思维能力及应用地理知解决生活中地理问题的能力，提升学生的需要，以探究性学习方式的建构和促进学生的发展为实验目标，从面探究学生在知识、情感、能力方面获得主动、全面、可持续的发展的方法。

根据这一理论假设，在实验中着重探讨以下几个问题：

1．初中地理探究性学习方式介定。

2．教师和学生在实验中的角色定位。

3．学生在实验中知识、情感、能力三者的和谐发展。

4．地理问题情景设计与科学假设的相关性及思维程序控制确定。

5．开展探究学习方式的基本途径。

6．探究性学习方式的目标和评价。

寻求以上问题的答案，即是我们实验研究的目标，又是我们实验方案制定的依据和评价实验结果的重要尺度。希望通过几年的实验、验证、修改和完善这一理论假设，最终形成较科学的“开展初中地理探究性学习方式”的操作模式和评价指标。

（二）地理探究性学习方式的操作过程

地理探究性学习方式的操作过程可简单概括为：发现问题——解决问题——表述成果——感悟成果。针对地理探究性学习过程中师与生的关系，设计了在地理探究性学习过程中师与生的关系图（图1）：

（三）实验变量的控制

1.自变量的控制

用“以需促知，以知展能”的探究性学习方式，通过学习人教版《初中地理》，获得自然和区域地理的知识，开展课题类研究和项目类研究，展示学生的问题能力、实践能力、合作能力和综合能力及求新求变的创新精神、求真求实的科学精神、求善求美的道德情操。

控制方法：

1在教学目标上，不仅要考虑如何完成教学大纲所规定的目标任务，使学生掌握基本的地理知识和技能，同时还要考虑学生的发展，要根据不同年龄段学生身心特点和知识结构，使目标具体明确，有利于学生四大能力的发展。

2在教学内容上，关注学生的情感、知识、能力的同步发展。将教学内容设计成一个个能激发学生学习兴趣的活动，通过活动激发兴趣、掌握知识、发展能力、培养情感，从而在轻松愉快的活动中完成教学和研究目标。

3在教学方法上，注重科学探究方法（如调查法、实验法、文献法、分析与综合法等）的培养和图形思维方法的训练，使学生学会学习，学会发展。

2．因变量描述

本实验的因变量是地理探究性学习能力。它通过问题能力、实践能力、合作能力、和综合能力四大指标来衡量，通过学业的考试、评价指标、调查问卷的形式来进行因变量的测量。

三、初中地理探究性学习方式的指标体系的建立

为了保证本实验目标的实现，必须建立初中地理探究性学习方式的评价体系。通过评价体系的建立，使初中地理探究性学习方式能对目前的地理学习方式的改革起到参考和促进作用。本实验评价指标体系的建立，基本以国家新课程标准的目标和本实验的目标为依据，通过对本校学生的问卷调查结果的分析和征询有关地理教研员和初中地理教师的意见，我们将初中地理探究性学习能力分为“问题能力、实践能力、合作能力和综合能力”4个方面、12个特质作为评价指标。

根据初中地理探究性学习能力层次结构，参阅国内相关的评价量表和本次课改中《走向发展性课程评价》中的有关内容，并结合本实验过程中我校学生的行为表现和相关地理教师的意见，在12个特质中筛选出33个项目，并将初中地理探究性学习能力的发展水平分为强（A）、中（B）、弱（C）三个等级。A级为内化性水平，这是稳定的情感、态度、价值观和持续性的坚持性行为，表现为强的地理探究性学习能力。B级为认同性水平，这是在经历基础上表达情感、态度、价值观并作出相应反应的接受性行为，表现为中的地理探究性学习能力。C级为感受性水平，这是在感性认识基础上情感、态度、价值观和尝试性行为，表现为弱的地理探究性学习能力。具体见表1：

表1 中学生地理探究性学习能力行为表现的等级示意

由于理论水平和教学经验的有限，我们清楚地知道该实验构建与其测评指标体系的建立，还有待在今后的实验过程中进一步修改完善。原因在于：

1、实验中的学生有许多不可控因素影响着实验。

2、外显程度较高的地理探究性学习能力特征容易被观察到，但外显程度较低的地理探究性学习能力特质则不易掌握。

3、实验中的教师由于条件限制和各自的能力水平，对学生的了解和施评难免有一定的主观性。我们希望在实验过程中，总结经验，编制一套能体现该评价指标、可量化、可操作的试题，让学生对其地理探究性学习能力进行自评，然后将教师的评定与学生自评相结合，得出更为合理的指标体系。

参考文献：

1．林崇德主篇 蒯超英著 “学习策略” 湖北教育出版社 1998

2．加德纳著 沈致致隆译 “多元智能” 1999 新华出版社

3．周卫勇主编 “走向发展性课程评价” 北京大学出版社 2002

4．王民主编 “国外地理教育动态” 北京师范大学出版社 2001

5．钟启泉等主编 “为了中华民族的复兴为了每位学生的发展” 华东师范大学出版社 2001

（作者单位 广州市第八十二中学

初中地理的实验教学策略解析 篇3

关键词：实验教学；评价体系；地图

传统的教学模式是教师以讲课的方式将知识传授给学生，达到教学的目的，教学方式单一、呆板，易使学生产生厌烦心理，不利于教学质量的提高。实验教学模式的出现大大地引起了学生的兴趣，吸引了学生的注意，进而提升了教学效率。

一、初中地理实验教学的作用

1.实验教学利于提高地理教学的效率

传统的教学模式单一、呆板，教师讲，学生被动地听，缺乏主动性，许多抽象的知识不好理解。实验教学将地理现象直观地展示在学生面前，使学生在观察、思考中理解地理知识。同时，教师引导学生参与实验，可充分锻炼学生的实践能力，激发学生的创新能力，提高教学效率。

2.有助于学生道德与素养的形成

实验教学对培养学生的地理素养及品德教育有着重要的作用。实验教学能让学生更多地接触地理现象，对地理知识掌握得越多，就越容易形成正确的人生观、价值观、世界观，有利于培养学生的地理素养。

3.改善学生传统评价体系

实验教学的出现利于改变对学生的片面传统评价方式。传统教学注重分数，忽视学生的实践能力、创新能力培养，不利于学生的全面发展。随着素质教育的推行，实验教学在锻炼学生的参与能力、创新能力之外，也有利于改变传统的评价方式。

二、怎样优化初中地理实验教学

1.通过制作地图使学生参与课堂，成为课堂的主体

在教学过程中，教师应充分调动学生积极性，使学生成为课堂的主体。可以通过制作地图的方式，使学生直观理解地理现象，培养学生的实践能力，激发学生学习的兴趣。

2.通过分小组合作的方法，加强学生之间的合作交流

组织学生进行分小组比赛，调动学生的参与积极性，强调团队合作，这样学生在实践的过程中，渐渐学会与别人沟通，意识

到合作的重要性，加深地理知识的同时还能巩固与同学之间的

感情。

3.教师通过演示的方式使学生更好地理解地理知识

教师把地理知识直观地演示给学生观看，通过演示的方法使学生更容易掌握知识，使课堂丰富化，利于培养学生的观察能力和思维能力。

初中地理的学习利于培养学生的逻辑思维能力，实验教学的方法为调动学生的积极性、主动性提供了很好的基础。教师通过多样化的实验方法吸引学生的注意，使学生不断思考、不断学习，最终成为课堂的主体，进而达到促进学生全面发展的目的。

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浅谈高中地理实验教学 篇4

一、围绕新课标要求和学科特点实施实验教学, 突出地理实验的科学性

根据新课标要求, 切实开展实验教学。《普通高中地理课程标准》明确提出“倡导自主学习、合作学习和探究学习, 开展地理观测、地理考察、地理实验、地理调查和地理专题研究等实践活动”的基本理念, 以及引导学生“学会独立或合作进行地理观测、地理实验、地理调查”的课程目标。地理教师应真正树立重视实验的教学观念, 积极探究与实施有价值的地理实验教学。实验要能科学反映地理学科知识, 实验本身及其反映的地理原理要正确无误, 模拟情景要尽量接近真实情况, 实验场所和器材要合理, 实验步骤要严谨, 实验时间要适当, 启发性设问要科学等等。实验要符合地理教学的实际情况。高中地理教学时数少, 地理实验宜精不宜多, 教师要善于根据学科知识特点精选典型实验, 舍弃无实际教学价值、形式化的实验, 将实验真正用在教学的“刀刃”上, 在具备实验特质的教学重、点处, 以及学生思维焦点处设置实验。

二、基于学生和学校的具体情况选编实验, 突显地理实验的针对性

针对教学对象选编地理实验。只有符合学生实际情况的地理实验才能起到预期的效果, 不同学生的认知基础、生活经历和兴趣爱好各异, 他们需要的实验不同, 能完成的实验也不同, 教师要针对所教学生的特点, 精心选择、修改和编制实验, 使每个学生都能在实验过程中有所收获。例如:有一则模拟流水侵蚀作用的实验 (在模拟土坡上, 堆放5—10厘米粗细不均的砂土, 再在坡面上方浇注水流, 写出观察到的现象) , 对平原地区、干旱地区和城市学生而言, 可以做此实验;但对西南山区、黄土高原等地区学生而言, 则没有做的必要。

整合学校资源, 构建实验体系。每所学校都有自己特定的教学资源, 如周边环境、学校实施、教师构成等等, 地理教师要充分利用这些资源, 开发符合本校实情的地理实验, 并逐步形成有实用价值实验体系。首先要用好教师自身资源, 全体地理教师相互协作, 认真研究教材和学生, 共同探讨、选择和创造性地编制地理实验;其次要充分发挥本校优势资源, 利用学生生活中和学校特有的实验资源, 创编出科学性、生活性、操作性强的地理实验;再次要立足本校实际情况, 选、编出学校现有条件下可以操作的实验项目, 忌好高骛远。

三、根据教学情景变化灵活调整实验程序, 重视实验教学的生成性

重视操作过程的生成性。实验操作过程总是处于动态变化之中, 不可能与教师预设的完全一致;因此, 教师要精心预设实验步骤, 更要时刻关注学生在实验过程中的表现和反馈, 根据教学情景的发展变化, “巧妙地在学生不知不觉之中作出相应的变动”, 以生成最有利于学生发展需要的实验教学。例如:做“热力环流”实验时, 有学生提出:“在热水和冰块之间插一束香行吗?以冷水代替冰行不行?小孔对着装热水的盆好不好?”等问题, 甚至按照自己的设想进行操作。鉴于此, 教师可以及时调整预订的教学程序, 引导不同小组学生按这些设想分别实验, 然后比较、讨论各组实验结果, 以培养学生的地理思维能力。

重视结果分析的灵活性。与物理、化学、生物实验不同, 许多地理实验并不需要精确的实验数据, 教师对实验结果的分析既要严谨、又要灵活, 以引导学生从宏观上分析地理原理和地理规律。同样, 并不是所有的地理实验都能顺利“成功”, 教师面对现象不明显, 或者与应有结果差异很大的实验, 可以引导学生反思原因, 设想改良措施, 充分利用“失败”这种教学资源, 启发学生从侧面理解地理知识。

四、促使全体同学主动参与地理实验, 关注实验教学的主体性

科学组织, 引导所有学生主动参与多元互动的实验活动。教师要着力构建具有趣味性、创造性和实践性的实验教学氛围, 激发学生参与热情, 唤醒学生自主意识, 引导所有学生全身心地沉浸到合作、互动的实验活动中。例如:通过科学分组, 使每个小组的规模适中、人员构成合理, 并通过协商分工, 确保每位同学都有自己的任务, 进而促成组内成员之间的相互协作和默契配合;引导不同小组之间进行平等交流和交互磋商, 使全体同学置身于全员参与、相互促进、多重互动的课堂交往中, 进而不断强化合作意识、操作能力、观察能力、逻辑思维能力和创新能力。

合理评价, 激励所有学生主动参与有所收获的实验活动。实验过程中, 教师既要及时矫正学生的偏差, 更要善于发现学生的细微进步和创新思路, 以赏识的表情、赞许的目光、精当的语言及时给予激励性评价, 在鼓励当事者的同时, 调动其他同学的积极性;实验结束后, 教师既要客观、科学地评价实验结果, 也要捕捉并放大学生的闪光点, 鼓励学生的独到见解, 让学生能真实感受到自己在实验过程中的收获, 产生喜悦感和成就感, 形成主动参与实验的激情和信心。

五、加强校本实验体系和制度的建设, 实现实验教学的常态化

提升教师实验能力, 构建校本实验体系。许多教师在师范学习阶段很少涉及地理实验理论, 在中学教学阶段又缺乏地理实验教学的实践, 导致教师自身实验能力的欠缺, 这也是制约当前地理实验教学的“瓶颈”。因此, 学校要积极谋求高校地理系的支持, 充分利用高校资源, 请专家就实验理论、实验操作、指导方法、实验室建立等多方面进行指导;教师应主动学习和探索地理实验的理论与方法, 不断提升自己的实验选择、编制、操作和指导能力, 并与同事共同协作, 逐步建成符合本校实情、完整有效的校本实验体系。

改善地理实验条件, 健全实验教学制度。硬件方面, 学校要逐步增添实验器材, 建成地理实验室, 为开展地理实验提供必要的时间和资金保障;软件方面, 学校应健全地理实验制度, 如成立地理实验领导小组, 制订地理实验操作制度、研究制度、评价制度等等, 并在地理教师业务评价中加入实验板块, 以规范教师的实验行为, 调动教师开展实验教学的积极性, 使地理实验成为常规教学的重要组成部分。

高中地理实验教学论文 篇5

对于学校实验而言，就近原则是十分重要的，从实验需要的器材到实验的整体设计、实验的原理以及实验的具体操作等，都需要遵守就近原则，让学生能够进行就近取材，方便进行实验具体操作，深入理解实验的原理，同时也让实验更加贴近学生的生活。以“热力环流”为例，教师可以让学生在家中开展相关实验观察：实验开展条件为橱房的门处于虚掩状态，炉上水煮沸的时候，学生需站在橱房与客厅之间，且手举一支已燃的蜡烛，在两种不同的情况下进行观察，一种情况为把点燃的蜡烛举过头顶，另一种情况为把蜡烛放低，使其贴近地面，对烛火飘向进行观察。该实验不会受到家庭条件限制，只需注意防火安全，学生可轻松完成该实验[1]。

1.2安全原则

在对地理实验进行设计时，需要将实验过程中学生的安全放在首位，不管是实验的使用器材还是实验的具体操作过程，学生的安全都不能忽视，因此，让学生自己进行实验研究之前，教师需要对实验使用的器材进行把关，并提前尝试一次实验，以确保学生的安全。以“火山喷发模拟实验”为例，在该实验中，一般采用的实验方法为重铬酸铵引燃，这样的实验方法从实验出现的现象角度来看，具有十分逼真的效果，然而该实验却有着危险性，其中采用的重铬酸铵也属于十分危险的药品，因此，可以将重铬酸铵换成番茄酱或者面粉，以保证学生的安全。

1.3趣味原则

初中地理实验教学法 篇6

一、初中地理实验的概念、分类及统计分析

1.初中地理实验的概念

狭义的地理实验是指运用一定的设备和器材，人为地把所要学习的地理事物和现象及其变化过程表现出来，以获得和验证地理知识的实践活动。

广义的地理实验是指通过观察、观测、演示、绘制、制作、调查等地理活动方式，认识、探索地理事物、现象和过程等的地理实践教学活动。广义的地理实验既包括课内实验，又包括课外实验；从地理学科考虑，狭义的地理实验尚未包括地理教学涉及的所有实验内容，要更全面充分地研究地理实验须从广义实验着手。

2.初中地理实验的分类

初中地理实验由于分类标准不一，可以有多种分类方法。笔者按照地理实验中主要活动方式不同可划分地理实验为以下几种类型。

（1）绘制地图、制作地理模型类实验。即通过学生绘制地图或动手制作地理模型学习有关地理知识的操作过程。如绘制长江流域图、美国农业分布图，制作等高线地形模型、简易地球模型等。

（2）模拟演示类地理实验。即利用实验器材或计算机技术模拟演示地理现象、地理过程、地理规律的操作过程。由于地理事物分布空间的广大和演变时间的久远，可以使用一些替代材料，设置某些类似的条件或环境，模拟地理演变过程，如模拟经纬网、地球自转方向、海陆热力差异等。

（3）观察、调查类地理实验。即以现实地理环境为实验对象，以某一有代表性的地区为例，对现实各种环境要素共同作用结果进行实验，并对实验结果进行归纳、演绎上升到理论、模型的操作过程。如野外辨方向、观测当地一天的气温、调查家乡发展经济的地理条件等。

3.初中地理实验的统计分析

笔者对人教版（2001）四册初中地理义务教育教科书的地理实验进行统计与分析，初中地理实验共52项，其中绘制地图、制作地理模型类实验21项，约占40%；演示类实验15项，约占29%；考察、调查类实验16项，约占31%（见表1）。

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二、初中地理实验在情感、态度与价值观教学目标实现中的作用分析

1.初中地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的数量分析

（1）初中地理实验在情感教学目标实现中的数量分析。实现情感教育方面三类实验都起着至关重要的作用（见表1），其中绘制地图、制作地理模型有21个，占比重较大，特别在学习兴趣和审美情趣方面作用明显；模拟演示类实验有15项，主要培养学生学习情趣；观察调查类实验16项，可以很好地培养学生爱国主义情感。

（2）初中地理实验在态度教学目标实现中的数量分析。实现态度教育方面模拟演示类实验作用突出（见表1），所占比重最高，达87%，特别有助于科学态度的养成；绘制地图、制作地理模型实验和观察调查类实验在实现态度教育方面所占比重较低，制作地理模型实验注重合作态度的培养，观察实验注重科学态度的养成。

（3）初中地理实验在价值观教学目标实现中的数量分析。实现价值观教育观察调查类实验作用高于其它两类实验，所占比重为50﹪，如“河流水污染调查”可培养学生环境观，“调查家乡发展经济的地理条件”可培养学生可持续发展观等；绘制地图、制作地理模型实验和模拟实验的比重较低，实现价值观教学目标作用不够突出。

2.初中地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析

（1）绘制地图在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。主要体现在地理学习兴趣和审美情趣培养方面。初中学生具有强烈的好奇心和求知欲，初中阶段是系统学习地理知识的初级阶段和培养地理学习兴趣的关键时期。利用学生的认知特点和学科特点绘制地图，不仅可吸引学习注意力，也为学生有效学习、自主学习提供更多的机会与空间，尤其是绘制环节由学生亲自动手，使学生感到自己成为课堂的主人，这样的学习有乐趣、有意义，极大提升地理学习兴趣。

（2）制作地理模型在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。模型的制作是一种直观、形象的教学方法，尽管制作地理模型与实际地理过程有很大差别，但会给学生提供直接观察的机会，提高学生对实物标本的认识；指导学生制作模型，不同于传统教学，深受学生喜爱，在制作过程中，学生总把模型当做艺术品精心雕刻，同时也可培养学生的审美情趣。制作模型大部分是多人合作完成，相互合作是制作模型的亮点，可培养学生团结协作的态度。

（3）模拟演示类地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。模拟演示实验的应用可把漫长的地质变迁在几分钟内模拟展现，也可把浩瀚的宇宙浓缩在一个小小的屏幕上呈现，最大限度地变抽象为形象，化静为动。虚拟技术的模拟仿真功能，使学生仿佛身临其境，有助于学习理解和记忆，弥补学生想象的不足，有助于学习兴趣和科学态度目标的实现。

（4）观察观测类地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。“测量当地的降水量”、“观测北极星测量当地的纬度”等可通过观测实验教学组织学生学习，使学生在真实的环境中感受体验、分析和解决问题，从而实现情感教学目标。通过学生观察观测实验，使其认识到科学研究中，实验是最为重要的科学结论的源泉。科学研究来不得半点虚假。实事求是的学习态度，严谨细致的工作作风和坚韧不拨的求知精神，是培养科学态度的重要内容。

（5）调查类地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。积极组织学生开展地理调查活动，能使学生的眼耳口手同时得到锻炼，提高学生的地理素质和学习地理兴趣，达到情感教育之目的。调查是一种教学辅助活动，通过学生对周围地理环境与资源的调查分析，有利于形成学生正确的资源观、环境观、人口观和可持续发展观等。

“情感、态度与价值观”与“知识技能”、“过程方法”共同构成地理新课程的三大目标。不同学科情感、态度与价值观的内容指向不同，初中地理情感、态度与价值观在义务教育阶段分为情感、态度、价值观 3大类，其下又分 10 个亚类。其中，情感包括地理学习兴趣、审美情趣和爱国主义3个亚类；态度包括科学态度和合作态度2个亚类；价值观包括资源观、环境观、人口观、可持续发展观和全球意识5个亚类。

一、初中地理实验的概念、分类及统计分析

1.初中地理实验的概念

狭义的地理实验是指运用一定的设备和器材，人为地把所要学习的地理事物和现象及其变化过程表现出来，以获得和验证地理知识的实践活动。

广义的地理实验是指通过观察、观测、演示、绘制、制作、调查等地理活动方式，认识、探索地理事物、现象和过程等的地理实践教学活动。广义的地理实验既包括课内实验，又包括课外实验；从地理学科考虑，狭义的地理实验尚未包括地理教学涉及的所有实验内容，要更全面充分地研究地理实验须从广义实验着手。

2.初中地理实验的分类

初中地理实验由于分类标准不一，可以有多种分类方法。笔者按照地理实验中主要活动方式不同可划分地理实验为以下几种类型。

（1）绘制地图、制作地理模型类实验。即通过学生绘制地图或动手制作地理模型学习有关地理知识的操作过程。如绘制长江流域图、美国农业分布图，制作等高线地形模型、简易地球模型等。

（2）模拟演示类地理实验。即利用实验器材或计算机技术模拟演示地理现象、地理过程、地理规律的操作过程。由于地理事物分布空间的广大和演变时间的久远，可以使用一些替代材料，设置某些类似的条件或环境，模拟地理演变过程，如模拟经纬网、地球自转方向、海陆热力差异等。

（3）观察、调查类地理实验。即以现实地理环境为实验对象，以某一有代表性的地区为例，对现实各种环境要素共同作用结果进行实验，并对实验结果进行归纳、演绎上升到理论、模型的操作过程。如野外辨方向、观测当地一天的气温、调查家乡发展经济的地理条件等。

3.初中地理实验的统计分析

笔者对人教版（2001）四册初中地理义务教育教科书的地理实验进行统计与分析，初中地理实验共52项，其中绘制地图、制作地理模型类实验21项，约占40%；演示类实验15项，约占29%；考察、调查类实验16项，约占31%（见表1）。

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二、初中地理实验在情感、态度与价值观教学目标实现中的作用分析

1.初中地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的数量分析

（1）初中地理实验在情感教学目标实现中的数量分析。实现情感教育方面三类实验都起着至关重要的作用（见表1），其中绘制地图、制作地理模型有21个，占比重较大，特别在学习兴趣和审美情趣方面作用明显；模拟演示类实验有15项，主要培养学生学习情趣；观察调查类实验16项，可以很好地培养学生爱国主义情感。

（2）初中地理实验在态度教学目标实现中的数量分析。实现态度教育方面模拟演示类实验作用突出（见表1），所占比重最高，达87%，特别有助于科学态度的养成；绘制地图、制作地理模型实验和观察调查类实验在实现态度教育方面所占比重较低，制作地理模型实验注重合作态度的培养，观察实验注重科学态度的养成。

（3）初中地理实验在价值观教学目标实现中的数量分析。实现价值观教育观察调查类实验作用高于其它两类实验，所占比重为50﹪，如“河流水污染调查”可培养学生环境观，“调查家乡发展经济的地理条件”可培养学生可持续发展观等；绘制地图、制作地理模型实验和模拟实验的比重较低，实现价值观教学目标作用不够突出。

2.初中地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析

（1）绘制地图在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。主要体现在地理学习兴趣和审美情趣培养方面。初中学生具有强烈的好奇心和求知欲，初中阶段是系统学习地理知识的初级阶段和培养地理学习兴趣的关键时期。利用学生的认知特点和学科特点绘制地图，不仅可吸引学习注意力，也为学生有效学习、自主学习提供更多的机会与空间，尤其是绘制环节由学生亲自动手，使学生感到自己成为课堂的主人，这样的学习有乐趣、有意义，极大提升地理学习兴趣。

（2）制作地理模型在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。模型的制作是一种直观、形象的教学方法，尽管制作地理模型与实际地理过程有很大差别，但会给学生提供直接观察的机会，提高学生对实物标本的认识；指导学生制作模型，不同于传统教学，深受学生喜爱，在制作过程中，学生总把模型当做艺术品精心雕刻，同时也可培养学生的审美情趣。制作模型大部分是多人合作完成，相互合作是制作模型的亮点，可培养学生团结协作的态度。

（3）模拟演示类地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。模拟演示实验的应用可把漫长的地质变迁在几分钟内模拟展现，也可把浩瀚的宇宙浓缩在一个小小的屏幕上呈现，最大限度地变抽象为形象，化静为动。虚拟技术的模拟仿真功能，使学生仿佛身临其境，有助于学习理解和记忆，弥补学生想象的不足，有助于学习兴趣和科学态度目标的实现。

（4）观察观测类地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。“测量当地的降水量”、“观测北极星测量当地的纬度”等可通过观测实验教学组织学生学习，使学生在真实的环境中感受体验、分析和解决问题，从而实现情感教学目标。通过学生观察观测实验，使其认识到科学研究中，实验是最为重要的科学结论的源泉。科学研究来不得半点虚假。实事求是的学习态度，严谨细致的工作作风和坚韧不拨的求知精神，是培养科学态度的重要内容。

（5）调查类地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。积极组织学生开展地理调查活动，能使学生的眼耳口手同时得到锻炼，提高学生的地理素质和学习地理兴趣，达到情感教育之目的。调查是一种教学辅助活动，通过学生对周围地理环境与资源的调查分析，有利于形成学生正确的资源观、环境观、人口观和可持续发展观等。

“情感、态度与价值观”与“知识技能”、“过程方法”共同构成地理新课程的三大目标。不同学科情感、态度与价值观的内容指向不同，初中地理情感、态度与价值观在义务教育阶段分为情感、态度、价值观 3大类，其下又分 10 个亚类。其中，情感包括地理学习兴趣、审美情趣和爱国主义3个亚类；态度包括科学态度和合作态度2个亚类；价值观包括资源观、环境观、人口观、可持续发展观和全球意识5个亚类。

一、初中地理实验的概念、分类及统计分析

1.初中地理实验的概念

狭义的地理实验是指运用一定的设备和器材，人为地把所要学习的地理事物和现象及其变化过程表现出来，以获得和验证地理知识的实践活动。

广义的地理实验是指通过观察、观测、演示、绘制、制作、调查等地理活动方式，认识、探索地理事物、现象和过程等的地理实践教学活动。广义的地理实验既包括课内实验，又包括课外实验；从地理学科考虑，狭义的地理实验尚未包括地理教学涉及的所有实验内容，要更全面充分地研究地理实验须从广义实验着手。

2.初中地理实验的分类

初中地理实验由于分类标准不一，可以有多种分类方法。笔者按照地理实验中主要活动方式不同可划分地理实验为以下几种类型。

（1）绘制地图、制作地理模型类实验。即通过学生绘制地图或动手制作地理模型学习有关地理知识的操作过程。如绘制长江流域图、美国农业分布图，制作等高线地形模型、简易地球模型等。

（2）模拟演示类地理实验。即利用实验器材或计算机技术模拟演示地理现象、地理过程、地理规律的操作过程。由于地理事物分布空间的广大和演变时间的久远，可以使用一些替代材料，设置某些类似的条件或环境，模拟地理演变过程，如模拟经纬网、地球自转方向、海陆热力差异等。

（3）观察、调查类地理实验。即以现实地理环境为实验对象，以某一有代表性的地区为例，对现实各种环境要素共同作用结果进行实验，并对实验结果进行归纳、演绎上升到理论、模型的操作过程。如野外辨方向、观测当地一天的气温、调查家乡发展经济的地理条件等。

3.初中地理实验的统计分析

笔者对人教版（2001）四册初中地理义务教育教科书的地理实验进行统计与分析，初中地理实验共52项，其中绘制地图、制作地理模型类实验21项，约占40%；演示类实验15项，约占29%；考察、调查类实验16项，约占31%（见表1）。

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二、初中地理实验在情感、态度与价值观教学目标实现中的作用分析

1.初中地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的数量分析

（1）初中地理实验在情感教学目标实现中的数量分析。实现情感教育方面三类实验都起着至关重要的作用（见表1），其中绘制地图、制作地理模型有21个，占比重较大，特别在学习兴趣和审美情趣方面作用明显；模拟演示类实验有15项，主要培养学生学习情趣；观察调查类实验16项，可以很好地培养学生爱国主义情感。

（2）初中地理实验在态度教学目标实现中的数量分析。实现态度教育方面模拟演示类实验作用突出（见表1），所占比重最高，达87%，特别有助于科学态度的养成；绘制地图、制作地理模型实验和观察调查类实验在实现态度教育方面所占比重较低，制作地理模型实验注重合作态度的培养，观察实验注重科学态度的养成。

（3）初中地理实验在价值观教学目标实现中的数量分析。实现价值观教育观察调查类实验作用高于其它两类实验，所占比重为50﹪，如“河流水污染调查”可培养学生环境观，“调查家乡发展经济的地理条件”可培养学生可持续发展观等；绘制地图、制作地理模型实验和模拟实验的比重较低，实现价值观教学目标作用不够突出。

2.初中地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析

（1）绘制地图在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。主要体现在地理学习兴趣和审美情趣培养方面。初中学生具有强烈的好奇心和求知欲，初中阶段是系统学习地理知识的初级阶段和培养地理学习兴趣的关键时期。利用学生的认知特点和学科特点绘制地图，不仅可吸引学习注意力，也为学生有效学习、自主学习提供更多的机会与空间，尤其是绘制环节由学生亲自动手，使学生感到自己成为课堂的主人，这样的学习有乐趣、有意义，极大提升地理学习兴趣。

（2）制作地理模型在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。模型的制作是一种直观、形象的教学方法，尽管制作地理模型与实际地理过程有很大差别，但会给学生提供直接观察的机会，提高学生对实物标本的认识；指导学生制作模型，不同于传统教学，深受学生喜爱，在制作过程中，学生总把模型当做艺术品精心雕刻，同时也可培养学生的审美情趣。制作模型大部分是多人合作完成，相互合作是制作模型的亮点，可培养学生团结协作的态度。

（3）模拟演示类地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。模拟演示实验的应用可把漫长的地质变迁在几分钟内模拟展现，也可把浩瀚的宇宙浓缩在一个小小的屏幕上呈现，最大限度地变抽象为形象，化静为动。虚拟技术的模拟仿真功能，使学生仿佛身临其境，有助于学习理解和记忆，弥补学生想象的不足，有助于学习兴趣和科学态度目标的实现。

（4）观察观测类地理实验在情感、态度与价值观教学目标中的作用分析。“测量当地的降水量”、“观测北极星测量当地的纬度”等可通过观测实验教学组织学生学习，使学生在真实的环境中感受体验、分析和解决问题，从而实现情感教学目标。通过学生观察观测实验，使其认识到科学研究中，实验是最为重要的科学结论的源泉。科学研究来不得半点虚假。实事求是的学习态度，严谨细致的工作作风和坚韧不拨的求知精神，是培养科学态度的重要内容。

地理实验教学的生成策略 篇7

一、弹性预设方案,留足空间孕生成

凡事预则立,不预则废。教师可以立足教学目标和学生特点,结合教学经验和“预实验”情况,从学生“学”的角度精心设计教学方案,这种预设应能孕育和促进教学生成,一般具备以下特点。

一是目标性。教学预设紧扣学习目标,使课堂教学及其生成都能做到有的放矢。二是前瞻性。预想到学生的部分需求及激发措施、课堂的可能变化与应对策略,准备好多种预案,以便课堂上随机应变,有效落实和提升预定目标。三是可变性。强调教学立意和宏观思路的设计,适当“粗化”教学细节,使教学预案充满弹性,能为课堂生成留足空间。四是激励性。对学生有能力完成的实验项目或教学环节,教师提供半开放或多样化预案,鼓励学生自行选择和完善,以激发学生的能动性和智慧潜能。

例如:在“洪(冲)积扇的形成”实验教学前,笔者根据以往经验预料到“书本的坡度不同会导致实验结果不同,好奇心强的学生喜欢尝试与众不同的操作”,而多样化的实验过程更利于提升学生的思维品质;基于这些预想,拟允许、鼓励学生自主决定书本的坡度。实际操作时,除预期结果外,还出现了两类典型现象,笔者顺势引导学生比较、分析其形成机理(倾角过小导致流速过慢,使沉积物滞留在“山谷”中;倾角过大导致流速过快,使堆积体的形状破碎)。这样,教师在预设阶段就为学生搭好自由发挥的舞台,课堂上又支持他们即兴创造,自然会生成一些未曾预设的、有意义的教学活动。最终出现的实验现象更符合实际情况,有助于引导学生全面理解流水沉积现象的成因,增强学生认识的客观性和灵活性。

二、共同创编实验,多元互补酿生成

目前,成熟的地理实验项目较少,创编新项目是实验教学的重要课题之一。教师可以与学生共同挖掘学科内容的实验元素,在初步论证其必要性和可行性基础上,鼓励学生各显神通,自主或合作开发、完善实验方案。

不同学生设计的方案往往存在差异,讨论和完善它们的过程充满变化、意趣横生,最终确定的方案会更具科学性、灵活性和可操作性;学生从中获得的经验、能力和理念能为他们自由操作与探究实验奠定基础,使将来的学习活动更为多变、灵动,充满张力和活力。可见,引导学生从实验方案的执行者、观摩者转变为开发者和创造者,不仅可以提高他们的学习兴趣、动手能力和创新意识,还能使生成性教学从项目设计开始酝酿,一直延伸至教学全过程中。

例如:季风是一种有趣的自然现象,以实验的方式揭示其形成原理,可以深化学生的理解,培养学生的科学素养。在“热力环流”教学后,笔者简要说明实验目标和原理,提议以班级为单位开展“季风的形成”模拟实验方案设计比赛(每班选报1~2个方案)。结果,所有班级都提交了原理相似的“方案一”,只有1个班级另外提出了“方案二”(见表1)。

师生代表在试验、讨论时认为:方案一容易操作,但互换海陆位置、两者不是同时升温或同时降温等情境,都与实际情况不符,未能模拟出海陆热力性质差异对季风形成的影响;方案二操作难度大、时间长,现象可能不明显,但对自然现象的模拟更客观,更符合地理实验的科学探究特质。此后,为提高方案二的可操作性,笔者组织团队继续优化,如“制作专用的海陆模型和玻璃缸,在铁砂中撒入食盐以加快降温的速度”等。

这样,实验方案形成于师生的多元设想、民主讨论和试验优化过程中,当学生带着有准备的头脑走进课堂时,他们不仅能游刃有余地操作、探究,还会迸发出新的灵感,派生出新的活动,获得预料之外的成果。

三、自由评改实验,顺水推舟助生成

有些中学地理实验项目存在一定的局限性,教师可以鼓励学生大胆质疑“权威”方案,客观评价其目标是否科学、原理是否正确、模拟是否客观、条件是否充分、步骤是否严谨、现象是否明显、设问是否有效;鼓励学生为改进实验出谋划策,并支持他们当场验证一些可操作、无危险、有价值的想法,邀请他们课后共同试验一些课堂上无法操作的设想。进而,循着学生对实验方案的评价和改进,顺水推舟,能建构属于师生自己的实验项目,生成一些预设之外的精彩活动,促进学生质疑、求真和创新意识的不断成长。

例如:在“洪(冲)积扇的形成”实验教学中,教师以原方案中“如何改进这个实验”为突破口,鼓励学生各抒己见,探讨其存在的主要问题和改进设想(见表2);随后,取出不同大小的颗粒物,组织学生当场验证“设想二”,并现场招募课后试验“设想一”的志愿者。

这样,教师引导学生自由评、改实验方案,激发出学生的思想火花,派生出崭新的教学活动。同时,研讨出更加“真实”的实验方案,既能客观再现地理现象的发生发展过程,又能将原实验的“理性推想”环节改进为“动手操作→观察描述→分析归纳→迁移运用”的学习方式,使实验教学“基于直观现象探索抽象原理”的特质更加鲜明。

四、珍视教学意外,另辟蹊径激生成

地理实验教学中的“意外”大致包括三类:一是学生的突发奇想。学生突如其来的想法是他们的瞬间体验与联想,是一种出于本能的创造性思维。二是实验的“异常”现象。每个实验环节都可能出现不同于预期的结果,它们源于具体的条件,往往更贴近事物的本质。三是学生的认识偏颇。学生的有些观点只是一种直觉或思维半成品,可能存在偏颇之处,但都是学生的真实感悟。显然,这些“意外”皆非偶然,而是教学情境发展变化的必然产物,它们多新颖、有趣,能引起学生的广泛关注,激发学生的挑战欲望,是特殊而有价值的教学资源。

因此,教师不应诱导学生按照预设路径,一成不变地操作,循规蹈矩地应答;而要巧借“意外”另辟蹊径,演绎一个个不期而至的教学精彩,培养学生的客观精神和创新能力。其一,尊重学生的奇思异想,鼓励学生自由表达自己的想法,即兴开展有价值的操作,以培养学生的创新意识。其二,尊重实验的真实结果,遇到“异常”现象,不是牵强附会地解读,而是引导学生客观分析原因,以培育学生的客观精神。其三,珍惜“错误”的教学价值,教师不仅要合理利用学生的错觉,还可以故意设置“错误”,以强化对学生的刺激,提高学生的理解层次。

例如:在“季风的形成”实验教学中,演示小组认真操作,其他同学积极建言,课堂气氛非常活跃;但当互换酒精灯与冰的位置、等待方向相反的热力环流时,烟雾运行方向却杂乱无章。面对“烟雾不听话”的现象,授课教师没有强行植入“应有”结果,而是引导学生讨论出可能原因及改进措施(见表3),并当场操作、验证。

这样,面对始料未及的“异常”现象,教师因势利导,临场生成有意义的学习活动,引导学生换一种方式领悟东亚季风的形成机理,使学生能充分接受科学探究过程的熏陶,逐步养成实事求是的科学态度和不怕失败的探索精神。

五、深度质疑探究,追根究底促生成

地理实验教学直观、形象,容易使学生产生感性认识,而感性认识与理性认识融为一体,才能全面提升学生的思维品质。因而,地理实验教学不能停留于浅表化的现象解读和知识验证,而要激励学生深度探析蕴含其中的道理。问题是深入探究的着力点,也是课堂生成的生长点,教师可以通过“提问”与“激问”相结合的方式,促成多向质疑、连锁追问、互动生成的课堂生动局面,引导学生通过对不同观点的反思与融合,使各自的认识逐步从混沌走向清晰,从偏颇走向全面,从肤浅走向深远。

其一,创设问题情境,引发质疑探究。教师可以充分利用地理实验的开放性、复杂性、多变性等特点,通过设置矛盾、故意出错、故作糊涂等多种多样的方式创设情境,置学生于悬而未决、疑问丛生的境地,自然而然地暴露他们的疑问、困难和错误;再引导他们通过探讨找出解决问题的方法与结论,或者生成新的疑问。其二,交互提问追问,促成平等对话。教师适时提出具有启发性、针对性、挑战性等特点的问题,或者对学生的观点刨根问底,促使他们进行更深层次的思考,提出新的疑问或反问,进而,在师生之间、生生之间全面形成充满变化、逐步深化的平等对话。

例如:在“季风的形成”实验教学中,笔者在引导学生观察烟雾飘动的方向,分析出季风的成因后,仍觉意犹未尽,便提出自己的“困惑”:“沿海地区真的都存在季风现象吗?我得去气候分布图上查一查”。教师的“不懂”立即唤起了学生的好奇心和好胜心,他们主动查阅地图,开展讨论,并陆陆续续提出自己的疑问:“为什么大陆西部的沿海地区不是季风气候?为什么多数大陆的东部沿海地区也不是明确的季风气候?为什么亚洲南部存在季风现象?”进而生成更为开放、深入的质疑探究活动。虽然,学生的有些问题会留到以后探讨,但问题本身就是引发思维的火种、认识深化的阶梯,能有效引导学生深入思考,进而深刻领会地理原理。

六、适度拓展延伸,借题发挥导生成

地理学科具有综合性特点,实验教学不仅要帮助学生理解正在学习的知识,还要能启发他们融会贯通地掌握相关内容,构建属于自己的认知体系,而不是局限于预设的课时目标;地理学科具有实践性特点,实验教学不仅要帮助学生掌握知识,还要能引导他们学以致用,不断增长地理实践智慧,而不是止步于概念化的书面学习。

因此,在实验教学过程中,教师要基于学生的发展需求进行合理拓展和延伸,尤其当地理实验涉及学生认知生长的节点、能力发展的基点、方法优化的要点和情感升华的支点时,教师可以借题发挥,鼓励学生结合已有知识展开横向联络和纵向延伸,联系生活实际进行迁移运用或模拟实践;进而不断激起学生新的思维涟漪,生成课堂新的探索高潮,让学生在动态推进的学习活动中不断丰富体验,开阔视野,获得更加全面、灵活和对生活有用的学习成果。

有效开展中学地理实验教学的思考 篇8

一、开展地理实验教学的必要性

(一) 中学地理实验教学的理论依据

教育部于2003年颁布的《普通高中课程方案 (实验) 》将地理学科划归至“人文与社会”和“科学”两个学习领域, 这就为地理学科实施科学实验提供了充分的依据。新课程力求改变单一的以知识传输为主的教学方式, 要求以创新精神和实践能力为重点, 建立新的教学方式。实验教学法因其独特的实践性、探究性, 是培养学生地理素养的良好途径, 必将成为地理新课程实施中的重要教学手段。

而在教育部颁布的新《地理课程标准》中则强调重视对地理问题的探究, 要求“开展地理观测、地理考察、地理实验、地理调查和地理研究等实践活动”。新教材中有了地理实验, 高考中也出现了实验类试题, 因此在地理课堂教学中运用实验来完成教学任务和目标就越发显得重要和紧迫。

(二) 中学地理实验教学的功能

从中学生科学素养发展的三个维度 (知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观) 上看, 地理实验不仅具有认识论和方法论功能, 而且具有激发学生的学习兴趣、创设教学情景、转变学生学习方式、丰富活动过程体验等多方面的教学功能。具体地说, 地理实验教学的功能主要体现在以下四个方面:

1. 增强学生对知识的理解程度, 有效突破教学重点、难点。

举例来说, 太阳直射点的回归运动引起的昼夜长短的季节变化无疑是高中地理的一个难点。如果只是利用图形分析结合教师的讲解, 学生很难理解, 通过地理实验教学就能够有效突破这一难点。教师可以指导学生制作二分二至日太阳直射点移动演示仪。具体地说, 准备半圆形透明板、经纬网圆形板和移动杆各一个, 用螺母固定于经纬网圆形板圆心O处, 就制成了一个演示仪。学生在教师的指导下动手操作演示, 这个实验演示直观形象地帮助学生理解了直射光线和晨昏线的关系、昼夜长短的季节变化及纬度分布规律, 有效地突破了这一难点。

2. 培养学生地理操作技能、锻炼思维能力。

地理实验教学可以培养学生各方面的技能, 如GPS导航仪的使用技能;天象、气象、水文、地震、环保等方面的简单测报仪器使用技能;地球、地形等模型的制作技能。在操作和制作中也锻炼了学生的思维能力。

3. 使学生体验学习过程、掌握学习方法。

地理实验可以模拟展示地理事物、现象发生的过程, 有利于学生地理演变知识的学习;地理观测可以使学生直接接触地理事物, 有利于地理概念的学习。

4. 培养学生的科学态度、科学精神。

二、中学地理实验教学的现状及其原因

目前, 中学地理教学中重书本、重理论、轻实践、轻过程, 忽视地理实验教学现象普遍存在, 这种现状和新“课程标准”格格不入, 和人们期待的素质教育偏差甚大。不能够充分意识到地理实验教学的重要性, 忽视地理实验与实习教学, 不重视地理实验与实习教学, 势必要影响地理教学质量的提高。

学校主管部门的支持不够、理论研究的指导贫乏、地理教师的认识不足、良好的教学场所及优质的地理教材的缺乏是造成这种现状的原因。

三、有效开展地理实验教学的措施

一个有效的地理实验要求具备科学性、简易性、可操作性、探究性等特点。根据长期的教学实践, 我认为有效开展地理实验教学要从下面几个方面入手。

1.加强地理教师实验能力培养, 保证地理实验的科学性。

加强理论学习, 对培养教师实验能力, 能够起到少走弯路、加速发展的作用。强化教师实验技能培训, 加大对教师岗前培训和岗中不定期培训、进修的投入, 对中学地理教师提高实验教学的技能和水平, 形成学以致用的观念和倾向, 实现实验教学和理论教学的有效对接大有裨益。

2.结合教学实际, 采取多种形式进行地理实验教学。

实验的设计要从实际出发, 提倡用简易而效能好的器材做实验, 难度不宜过大。如在做模拟大气温室效应的实验中, 建议利用身边可以找到的材料 (如透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶等) 和温度计来实现。

在教学形式上可采取教师演示实验和学生自主实验相结合。例如热力环流的成因的实验一般由教师演示为宜, 观察测量当地的经纬度和正午太阳高度角要由学生自主完成。

此外, 根据教学目的的不同可以设计探究性实验, 也可以设计验证性实验。在操作形式上采取课内实验和课外实验相结合。在教学手段上, 实行划分小组、具体分工有利于提高地理实验教学的有效性。

3.简化环节, 提高实验教学的可操作性。

在地理实验教学过程中, 教师应有针对性地选择那些教学中的重点和难点, 尤其是自然地理方面的抽象内容, 如天体运动、大气运动、地壳变动等。这些自然现象和过程, 都是不便和不能观察到的, 只有通过实验教学, 才能帮助学生更好地认识和理解知识。切忌为追求教学形式、实验形式, 将简单的问题复杂化, 并且设计的实验应该排除一些干扰因素, 防止由于实验的不典型而对学生对知识的认识和理解产生干扰。

要针对学生的特点, 精心选择、修改和编制实验, 简化环节, 使每个学生都能在实验过程中有所收获, 开发符合本校实情的地理实验项目。

4.巧妙设计, 突出地理实验的探究性。

我们应该在试验过程中巧妙设计、合理安排, 尽量接近真实情况, 严谨地设计实验步骤和过程, 时间安排要恰当, 要符合地理教学的实际情况, 注意到地理实验的典型性, 能够在突出重点和突破难点上的就要多用。总之, 地理实验的设计要能正确反映某一地理过程的内在规律, 实验的结果要能让学生得出正确的结论。

例如用实验模拟锋面天气系统:在塑料盒中间插一隔板, 两侧分别注入同体积红色暖水 (代表暖空气) 与蓝色冷盐水 (代表冷空气) 。两种水体在抽出隔板相遇的时候肯定是一个倾斜的界面, 该界面就表示冷暖气团的交界面 (锋面) 。但是, 该实验的不足是:只能模拟出冷暖气团相遇后的位置关系即密度差异, 但是不能确定主导气流方向, 也就是不能确定锋面的性质, 更不能模拟天气系统的变化。

针对以上不足, 我们可以对上述实验做以下改造, 以便于能模拟锋面的性质和天气现象。

(1) 在水槽两端各增加一种动力, 以便于推动两侧水体能够运动, 这样, 若打开蓝色冷水一侧的动力, 则冷水主动运动可以模拟冷锋;若打开红色暖水一侧的动力, 则暖水主动运动可以模拟暖锋。另外, 还可通过控制动力的大小, 冷暖水相遇时的混浊情况, 代表风力的大小。

(2) 在红色的暖水中放入密度、大小适中的铁屑, 这样在抽出隔板后, 增加某一侧动力时, 铁屑就会浮到界面以上, 静止一段时间后, 铁屑便通过界面下沉到冷水一侧, 从而模拟出降水的天气及雨区甚至降水的强度。

通过这样的巧妙设计, 客观真实地模拟了锋面的形成过程, 突出了实验的探究性, 加强了学生对锋面的深刻理解。

参考文献

[1]郭俊杰.高中地理实验教学的有效性.

[2]陈德旺.在高中地理新课程教学中如何进行地理实验.

高中地理实验教学策略的实践研究 篇9

就目前高中地理课堂演示实验教学现状看, 缺少系统的研究与整理。教师们由于时间与精力有限, 往往把实验教学视频、动画作为课堂教学的一部分进行演示, 只是在备课中遇到了需要进行的实验才去了解、查询与研究, 教学结束后, 无暇对本次实验的效果进行思考与评估, 也很少将每次的实验方案、实验情况进行收集、整理, 更少谈及系统的改进与创新。基于此, 我们对高中地理实验教学策略进行了研究和实践。

高中地理实验教学的研究, 大致分为以下过程。

一、资料搜集与整理

(一) 制定详细的研究和实施计划

根据高中地理的教学特点按年级分设两个研究小组, 实行组长负责制, 集体制定了详细的研究计划和实施方案, 定期集中讨论研究进展及出现的问题, 这些为我们按部就班, 有条不紊地开展研究奠定了很好的基础。

(二) 研究需要的资料

主要有现阶段在中学地理教材中有关的实验教学案例, 高考和模拟考试试题中的现有实验设计, 网络图片和视频等。资料则通过查阅已经出版的各种印刷品、电子出版物 (光盘资料) 、网络出版物来获得, 然后对所搜集到的地理实验进行分类整理。

二、师生协同完善现有实验

(一) 教师在教学中根据课标要求应用整理好的实验案例

教师参阅实验案例准备实验器材, 多次操作实验, 认真审视实验的每一种器材和每一个步骤, 确定实验是否科学可行, 必要时结合教学目标和学生情况修改和完善原有实验, 将每次操作过程进行记录。例如:热力环流、地质构造、水土流失、水循环等。教师把可操作的实验引入课堂。对有实验操作的班级与通过视频展示实验的班级进行比较, 比较学生在课堂学习中的参与度、学习兴趣、质疑水平、知识掌握程度等。例:证明地转偏向力的教法比较:

根据对比数据看出:教学过程中引入实验, 提高了学生课堂学习的参与度、地理学习兴趣和对知识质疑程度, 学会了学习, 但学生对知识的掌握程度却不是很好。

(二) 学生将完善的实验引入课堂

在课堂上学生演示并讲解地理实验, 并把实验过程记录下来 (照片、视频) 。学生完善的实验举例:

学生在演示自己的实验过程中享受着学习的快乐, 倾听着同伴们的肯定和赞许。学生通过实验活动, 增强了自身的创造力、动手能力、探索能力以及对学习地理的自信心。

(三) 师生精心设计创新实验

例如:昼夜交替、温室效应、密度流、城市功能区布局等。根据教学目标要求, 教师设计创新实验, 分析实验的可行性。设计创新实验可以根据地理现象产生的条件和次序, 还原或模拟相似情景;也可以从地理原理出发, 大胆假设、逆向推导实验步骤。遵循设计步骤反复试验进行论证, 推敲实验的科学性和可操作性, 并不断修改和完善。最后确定实验场地、器材和步骤, 完成整个实验的实施。

三、编写校本教材《高中地理实验教学案例》和建立地理实验室

编写校本教材《高中地理实验教学案例》 (试用本) , 一方面, 利用好已有的实验案例;另一方面, 课题组成员可根据新课改教学目标的要求, 并结合教学实践, 精心设计创新实验。在教材的编写中注意做到以下几点:

(一) 所选编的实验要能科学反映地理学科知识

实验本身及其反映的地理原理要正确无误, 模拟情景要尽量接近真实情况, 实验场所和器材要合理, 实验步骤要严谨, 实验时间要适当, 启发性设问要科学等。

(二) 实验要符合地理教学的实际情况

高中地理教学时数少, 地理实验宜精不宜多, 教师要善于根据学科知识特点精选典型实验, 舍弃无实际教学价值、形式化的实验, 在具备实验特点的教学重难点处, 以及学生的思维焦点处设置实验。

(三) 针对所教学生选编地理实验

教师要针对所教学生的特点, 精心选择、修改和设计实验, 使学生能在实验过程中有所收获。

(四) 整合学校资源, 构建实验体系

研究成员要充分利用学校的周边环境、学校设施和教师构成等, 开发符合本校实情且具有科学性、生活性、可操作性的地理实验, 并逐步形成有实用价值的实验体系。

实施教学实践, 建立地理实验室。根据新课改教学目标, 合理安排地理实验课时;建设并完善地理实验室, 配置地理实验器材;装备数字星球、地形模型、地球仪、星象仪等。

在对高中地理实验的研究中, 师生一起努力着, 快乐着, 追求着……在对高中地理实验教学策略进行实践与研究的过程中, 师生实现了双赢。

初中地理实验教学法 篇10

地理实验在课堂教学中是一种形象、直观的教学方法。它通过利用地理教具、学具、多媒体设备等实验手段, 简捷、生动地展示了人们发现地理规律, 认识地理原理的过程, 具有将知识化难为易, 调动学生学习兴趣、激发学生求知欲望的优势, 有利于培养学生探索地理问题、解决地理问题的创新意识和实践能力, 是实现学生自主学习、探究学习、合作学习的良好平台。

1. 实验应简易且具有可操作性

实验的设计应从地理教学实际出发, 使用标准的器材或材料做实验, 难度不宜过大。

2. 实验应具有明显的针对性

地理科学与物理、化学等自然科学相比具有自身的特性, 很多地理事物和规律无法通过实验手段加以再现。因而在地理教学过程中应有针对性地选择那些通过地理实验能够更直观、更有效地理解和掌握地理知识的内容进行实验。

3. 实验应具有典型性

教师对实验内容的选择应突出教学中的重点和难点。一般来说, 需要用实验来展示的内容, 均属于教学中的重点和难点。实验的设计应有利于学生形成正确的地理概念, 并使学生对地理现象和地理过程产生深刻的印象, 防止由于实验不典型, 而造成学生对知识产生负迁移。

4. 实验应注重问题的探究性

实验是人们认识世界和发现规律的一种重要手段, 是进行直观教学、提供感性认识的一种方式, 也是培养学生实践能力和创造能力的一条捷径。因此, 地理教师在设计实验时既要选择合适的实验器材和材料, 又要考虑引导学生在实验中去发现问题、解决问题, 并在探究的过程中获取知识、发展技能、培养能力。

二、地理实验教学的基本模式及应用举例

地理实验教学是提高学生科学能力的重要途径。在实践时, 需要用精细敏锐的感知和观察力去发现一些重要现象, 从而培养观察能力。因为地理实验教学不同的模式, 其培养目标也不同。

1. 课内动手实验

指学生利用学具、教具或其他地理实验器材, 在教师指导下, 通过合作、探究和动手操作获得实验结果或数据等直接经验的教学方法。如学习“地球自转产生昼夜交替现象”时, 学生自己动手用手电筒表示太阳, 照射地球仪观察昼夜半球的分界线———晨昏线, 讨论该分界线与手电筒光线的关系, 演示地球仪自转, 启发学生思考晨昏线的移动方向, 进一步解释昼夜交替的原因等。通过实验使学生在轻松、有趣、生动的实验中获得了直接经验, 体验到合作、探究学习的喜悦。

2. 课内演示实验

指充分利用教具、地理器材, 采用演示手段, 配合导讲导问, 使学生间接获得地理事物感性知识的一种方法。演示实验能使学生获得生动而直观的感性知识, 加深对学习对象的印象, 把理论和实际联系起来, 以帮助学生形成正确、深刻的概念。因为能提供形象的感性经验, 所以容易引起学生的兴趣, 集中学生的注意力, 获得较牢固的知识。如为了观察地转偏向力, 可用一个地球仪使地轴垂直地面, 先在北半球高纬度处滴1~2滴红墨水, 在地球仪不转动的情况下, 墨水就会沿经线向低纬度流动, 并留下墨迹。然后自西向东转动地球仪, 在高纬度某一点滴一滴红墨水, 你就会发现红墨水流动的方向发生了改变, 从北极上向下观察, 你可以发现红墨水留下向右偏转的墨迹。同样将地球仪倒转过来, 南极向上, 用同样的方法进行演示观察, 从南极上向下看, 可发现墨迹向左偏转。这种方法能简捷、直观地揭示抽象和复杂的地理运动规律, 便于学生理解和灵活运用。

3. 计算机模拟实验

指用计算机技术模拟演示地理现象、地理过程、地理规律等, 使学生直观地获得地理知识的一种方法。地理教材中有很多地理现象、过程、规律, 超出了学生的感知范围, 是学生学习和教师教学的难点。如“地球的运动”, 地球绕太阳公转过程及由此产生的太阳直射点在地球上的周年变化规律等学生很难理解, 教师可利用计算机多媒体设计, 制作成三维立体模拟动画, 实现虚实、远近、快慢的变换, 从而使学生较轻松地掌握这一知识难点。对于大气运动、洋流、水循环、地壳物质循环等这些时间和空间尺度较大的、难以观察的现象、过程、规律等, 都可以用计算机多媒体技术立体、直观地模拟出来。

4. 课外实践性实验

指利用现实中存在的地理事物或地理过程, 在地理教师的指导下, 应用一定的仪器或工具设备, 利用课外时间, 通过实际操作, 获得对地理事物亲身感受来掌握地理知识的过程。课外地理实验与地理观测、地理考察、地理调查等课外实践活动相结合, 这样既可以提高地理对学生的吸引力, 还能帮助学生形成主动运用知识进行实际操作的能力和主动探究地理问题的意识, 在一定程度上, 可以帮助学生得到某些“发现”真理、验证规律的训练。安排在学习内容之后的实验, 目的是使学生通过实验验证所学原理的正确性。该方法对培养学生严谨求实的科学精神和坚持真理的科学态度具有一定的教育价值和意义。如学习了“沉积岩”后, 有学生用“康师傅3+2饼干”来演示沉积岩的形成及特点。一名学生将一片饼干放在盘子里, 上面叠上一层奶油, 再叠上一层饼干, 再叠上一层奶油、一层饼干, 然后解释说:“沉积岩就是这样一层一层地叠加而形成的。在一般情况下, 最下面的一层岩石最古老、最上面的一层最年轻。”全班同学在哈哈大笑中接受了其解释。如在学习了“密度流”后, 有学生从家里拿来了一只长方形的金鱼缸, 放入清水, 然后在一杯盐水中加入蓝色色素, 沿着鱼缸边缘慢慢倒入清水中, 只见蓝色盐水沉到缸底, 并在底部形成高低起伏的波。他用这个小实验证明了密度大的海水会在密度小的海水下面流动。学生自己设计实验不仅很好地激发了学生学习地理的兴趣, 又非常符合研究性学习的要求。

新课程教学如何进行地理实验 篇11

1，课内演示实验指充分利用教具、地理器材，采用演示手段，配合导讲导问，使学生间接获得地理事物感性知识的一种方法。演示实验能使学生获得生动而直观的感性知识，加深对学习对象的印象，把书本上的理论和实际事物联系起来，以帮助学生形成正确、深刻的概念。如必修一第三章第一节“地球上的水”演示水循环现象变化过程。实验原理分析如下。

步骤一：在一个平底盆中加适量的水，直至水盖满盆底。把一个装满沙子的小瓶放入盆中(图1)。

步骤二：用透明的塑料纸盖住盆，用橡皮筋扎住盆口，并把一块小石头放在塑料纸上，压住塑料纸，小石头要放在装沙小瓶正上方。

步骤三：将盆放在阳光下直晒，过足够长的时间后观察。

观测结果：首先是塑料纸上有水珠凝结，然后水珠沿着小石块下压的方向聚集，水珠往装沙的小瓶下滴，最后小瓶的沙由干变湿。

2，课内动手实验指学生利用学具、教具或其它地理实验器材，在教师指导下，通过合作、探究和动手操作获得实验结果或数据等直接经验的教学方法。如学习必修一(人教版)第二章“地球上的大气”第一节“冷热不均引起大气的运动”中探讨热力环流的形成原理时，结合课本“活动”材料和实验步骤，课堂采用小组合作方式，提出相关问题进行启发式教学，利用相关教具做玻璃缸内冷热不均产生烟雾漂动的实验，使学生直观认识热力环流的成因。

在一个长、宽、高分别是2米、1米和1米且六面都封闭的透明玻璃柜内，底面两侧分别放置一个电炉(有导线连到柜外)和一大盆冰块。在玻璃柜顶面中部的内壁贴一张下垂的纸片A，在玻璃柜底面中部的内壁贴一张竖立的纸片B(图2)。在电炉通电一段时间之后，根据纸片A、B的偏动情况，可以模拟验证，完成下题。

(1)在电炉通电一段时间之后，纸片A向——(填左或右)偏，纸片B向——(填左或右)偏。

(2)试根据纸片A、B的偏动情况，解析这一现象。

通过实验使学生在轻松、有趣、生动的实验中获得了直接经验，体验到合作、探究学习的喜悦。

3，课外实践性实验指利用现实中存在的地理事物或地理过程，在地理教师的指导下，应用一定的仪器或工具设备，利用课外时间，通过实地操作，获得对地理事物亲身感受来掌握地理知识的过程。如确定“当地地理位置”，设计课外活动实验，可利用“日影观测法”使用竹竿、卷尺、手表等工具粗略计算学校所在地经纬度，指导学生课外以小组为单位，讨论确定实验设计方案，参与实验操作、计算实验结果。

如我国某学校的地理研究性学习小组在春分日前后用观测日影的方法来测定该校所在地的经纬度(图3)。

活动过程：①在春分日前一天，在平坦的地面垂直竖立标杆，并测量标杆在地上部分的长度。②以标杆所插点(图3中。点)为圆心，于上午9时在地面上画一个半径略短于当时杆影长的半圆。③当上午标杆的影端落在圆周上时，标记为A点，下午标杆的影端又落在圆周上时，再标记为B点，将A、B两点连成直线，取其中点C，将中点与圆心连成直线OC。④第二天，当日标杆的影子与直线OC重合的时刻，记下此时刻的北京时间为12时44分，并测量此时标竿影长等于3／3竿长。

根据上述活动中测得的数据，完成下列各题。

初中地理实验教学法 篇12

地理信息系统通常简称为GIS (Geographic Informa- tion System) , 它是用于描述地理空间信息的计算机系统, 融合了地图学、地理学、测绘、计算机等多学科知识, 并被广泛地应用于城市规划、国防军事、防灾减灾、资源调查等领域[1]。本文所述《地理信息系统》是面向农学、资源环境等非地学专业学生的一门必修课程, 为学生讲授地理信息系统的基本原理和方法, 使学生掌握常用的GIS工具软件, 熟悉基本的地学空间分析方法, 能够对已有地理数据熟练地进行采集、绘图、建库、空间分析、可视化等操作, 并对各类空间数据进行统一管理[2]。由于课程是面向非地学专业学生开设, 这些学生普遍缺少地理学、程序设计、数据库、测绘信息等方面的知识储备, 在学习GIS软件工具的过程中, 很多学生对一些重要概念和空间分析操作往往不能很好地理解, 造成实验教学效果大打折扣[3]。因此, 本文结合课程实验教学实践, 总结出该课程的实验教学要点, 通过对要点进行分析归纳, 有针对性地应用到以后的实验教学中, 以期提高课程实验教学效果。

1实验教学目标

本文面向环境科学专业开设的《地理信息系统》课程安排了32学时理论教学、16学时的实验教学以及32学时的学期末课程实习。在实践教学环节, 16学时实验与理论教学同步, 这些实验主要安排ArcGIS、MapInfo等常用地理信息系统软件的操作学习, 其主要任务是使学生在对地理信息获得感性认识的基础上, 接受常用GIS软件进行制图技术的基本训练, 培养学生独立制图、建立数据库和属性库, 学会基本空间分析的能力。而32学时的课程实习主要以实际应用案例为基础, 要求学生利用所学的GIS基本理论和空间分析方法, 对实际应用案例进行分析、提出解决方案。通过课程实习一方面促使学生继续深入掌握GIS基本工具软件的使用;另一方面加强学生对GIS空间分析原理与方法的理解, 并能够学会运用GIS工具进行初步的空间分析应用, 同时结合基本程序框架实现GIS应用的可视化表达, 并提交实验结果和分析报告。

2实验课程设置

2.1基本实验

该课程安排了8次共16个学时的基本实验操作, 主要包括:1地理信息系统软件的基本操作;2数据文件与空间数据库;3地图数字化与专题制图;4地图查询与统计分析;5GIS空间分析;6初步建立3DGIS;7GIS二次开发;83S集成及其初步应用。这些实验的设置与理论教学基本同步, 在设置过程中由浅入深、由简到难, 基本覆盖了GIS软件操作的大部分内容。

2.2课程实习

学期末的课程实习以地理信息系统工程的分析和开发案例为基础, 通过实际的项目开发完成课程实习报告, 检验学生对GIS软件以及对GIS软件开发的掌握情况。 在具体实习环节中, 设置了多个实际应用案例, 以“城市公交系统的优化及空间分析”为例进行说明。该实习题目的基本要求是:1以某个城市 (比如湛江或广州的某个区) 的公交系统运行情况为基本背景, 调查该区域现有的公交线路运行设置情况;2通过资料查找的方式获得研究区域的城市交通图, 借助于ARCGIS或MapInfo软件对该地图进行数字化处理, 按照地理信息系统工程应用的基本要求, 对地图进行配准、矢量化等处理;3以所学的地理空间分析基本原理和方法为依据, 设计出城市公交系统线路优化、公交换乘、最短路径等方案, 可以选择其中一个作为重点进行设计, 并以选择的功能为基础, 对地图矢量化进行调整和优化;4运用所学的地学空间分析方法, 对研究区域的公交系统进行线路优化、公交换乘、最短路径等方案进行空间分析, 得出空间分析结果, 并对结果进行优化和评价;5以报告形式将上述过程完整记录, 并总结本次实习工作, 提交最终报告和实习过程中的各类数据。

3实验教学要点分析

3.1空间数据结构

空间数据结构是地理信息系统的一个重要基础, 在GIS系统开发中通过构建空间数据模型并定义各空间数据之间的关系, 实现地理信息与属性信息的关联。在实验教学中, 学生对地图分层、图层控制、空间数据与属性数据关系等概念往往理解不清晰, 由于缺少数据库相关知识, 在建立空间数据时经常出现差错、导致图层分层不清晰, 后续应用开发无法使用地图的问题。因此, 该知识点需要教师在实验教学中给予足够重视, 通过理论讲解与实际操作相结合的方式向学生解释空间数据、属性数据、空间数据库构建等概念。一般来说, 在GIS开发中, 用户可以根据自己的实际需求对整张电子地图中的各类空间实体进行有序的分层处理, 通过图形分层方法将一张地图分成不同图层, 相同的图层代表用户定义的特定的空间实体类。 采用这样的分层方法可以提高电子地图中各类实体要素的检索效率, 便于后期GIS开发中调用各类图层[4]。医疗卫生机构地理分布的空间分层结构如图1所示。

3.2空间数据关联

在GIS二次开发过程中涉及的数据包括图形矢量数据、空间属性数据和工程管理数据, 不同的GIS二次开发平台对数据格式、存储标准等均有所差别。以MapInfo软件为例, 矢量化的图层数据文件以标准格式存储在目录文件中, 在图层文件.TAB中通过设置每个地物对象的唯一编号 (通常用地物ID号表示) 来建立相应的空间索引。由于MapInfo自带的数据表存储容量有限, 因此, 通过.TAB文件的ID号与属性数据表中地物的ID号进行关联, 建立起空间数据与属性数据的索引机制, 将更多的属性信息通过空间索引机制存贮在关系数据库系统中。通过地物对象属性信息的ID号实现空间数据与属性数据的对应关系[5], 以医疗机构的地理分布为例, 其图形文件与属性数据表的关联如图2所示。

3.3空间分析

空间分析是GIS的主要功能之一, 这也是课程教学中的重点内容。在讲授空间分析问题时, 经常会提到最短路径问题, 它是网络分析中经常遇到的一个技术难点, 在实验教学中要求学生能够掌握基本的最短路径方法和应用。 最短路径不仅包括物理意义上的距离最短, 还包括了如时间、费用、流量等其它多参数融合的度量, 这实际上涉及到了学生运用最优化理论解决实际空间分析问题的能力。 比如, 在课程实习中要求学生分析城市公交换乘及其优化问题, 在具体分析之前, 会将相关的算法介绍给学生, 其中, Dijkstra算法是在实验教学中向学生介绍的最短路径算法之一。学生在掌握基本的原理和方法后, 开始设计整个公交换乘的算法、程序流程、空间表现结果等, 在这一过程中可以重点考查学生的空间数据结构设计以及空间分析能力。在公交换乘算法中需要存储一些地理信息, 譬如节点、道路等信息, 这就要求有一个较好的空间数据结构。 此外, 对于一个大型的城市公交网络而言, Dijkstra算法的效率显得尤为重要, 这时需要重点考虑如何进行算法优化提高Dijkstra算法的计算速度 (如基于cache的缓存计算方式) 。通过这些实验内容的优化设置能够有效地锻炼学生自主分析和解决问题的能力。

4结语

实验教学历来是理工科类课程的重要组成部分, 地理信息系统作为一门交叉综合性课程, 其实验教学的重要性不言而喻。通过任课教师对课程实验教学内容的优化设置、对实验教学要点的深入分析, 能够帮助学生更好地掌握GIS基本原理与方法, 并将所学理论融入到实际的GIS开发中。本文通过对实验教学中的主要知识要点进行分析, 为后续教学活动提供有益参考, 有助于教师更准确地把握学生实验中存在的问题, 对加强实验教学效果、提高实验教学质量有一定的促进作用。

摘要：《地理信息系统》是一门综合性课程, 对学生的动手能力要求较高。针对以往该课程实验教学环节中存在的问题, 分析了该课程实验教学目标与实验内容设置, 总结了实验教学中的核心知识要点, 并结合学生在实验环节中的表现对这些知识要点进行了重点分析。通过对实验内容设置的优化和实验要点问题的分析, 能够较好地掌握学生在实验中遇到的问题, 并针对这些问题进行有针对性的辅导, 提高实验教学效果。

关键词：地理信息系统,课程实验,要点分析

参考文献

[1]田雨, 卢秀山, 姜岩, 等.GIS专业实验教学建设与实践[J].理工高教研究, 2009, 28 (1) :116-118.

[2]汤国安, 杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].北京:科学出版社, 2007.

[3]李朝奎, 王利东.不同专业背景下GIS专业建设探讨[J].当代教育理论与实践, 2011, 3 (4) :93-95.

[4]王成芳.城市规划专业GIS课程实验教学改革与探索[J].高等建筑教育, 2012, 21 (2) 110-114.