低成本實驗在普高地理教學(xué)中的開發(fā)和利用 摘要 ：農(nóng)村 普高有著豐富的低成本地理實驗資源。本文作者 首先闡述了低成本實驗的涵義以及在普高地理教學(xué) 中開展低成本地理實驗的重要性和緊 性，接著 探討開發(fā)和利用低成本地理實驗的基本途徑，并結(jié)合平時教學(xué)給出了具體的設(shè)計實例。最后， 總結(jié)了低成本地理實驗的優(yōu)點，并 提出了自己的體會和心得。 關(guān)鍵詞： 低成本實驗 地理教學(xué) 開發(fā)和利 用 一 、 低成本實驗的概念 低成本實驗指的是價廉 ,花費少的實驗。低成本實驗可以通過簡易材料的制作、 使用身邊隨手可得的物品進(jìn) 行探究活動和各種實驗，可以拉 進(jìn) 地理 學(xué)和生活的距離，讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實性 。 二、高中地理開展低成本實驗的必要性 1.課標(biāo)的要求 地理課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)。新課標(biāo)在基本理念方面提出“倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)，開展地理觀測、地理考察、地理實驗、地理調(diào)查和地理專題研究等實踐活動”。新課標(biāo)在課程目標(biāo)的“知識與技能”方面要求“學(xué)會獨立或合作進(jìn)行地理觀測、地理實驗、地理調(diào)查”。新課標(biāo)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)則在多處提出地理實驗的建議，如“利用身邊可以找到的材料（如透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶等）和溫度計，做一次模 擬大氣溫室效應(yīng)的小實驗?！庇纱丝梢?，地理新課標(biāo)將實驗教學(xué)提到了前所未有的高度 。 2.教材的要求 高中地理必修以講解自然地理原理為主，很多原理同學(xué)們在短期內(nèi)很難掌握，例如：溫室效應(yīng)、水循環(huán)、地質(zhì)運動、晝夜長短 變化與正午太陽高度角的變化規(guī)律等內(nèi)容，都超出了學(xué)生感知的范圍， 對我們學(xué)校的學(xué)生更是難上加難，這些知識點可以通過地理實驗演示，起到事半功倍的效果。浙江省 2006 年新課標(biāo) 采用湘教版地理教科書，書本中的活動、探究內(nèi)容特別多。我校是農(nóng)村 普高，只有地球儀和幾張地圖掛圖，其他地理教學(xué)配套器材 微乎其微 ， 這些客觀因素影 響了中學(xué) 地 理實驗的正常開展 ,改善中學(xué) 地 理實驗的一項重要措施就是大力加強(qiáng)低成本 地 理實驗的開發(fā) ，所以在我校的地理教學(xué)中更有必要開發(fā)低成本地理實驗。 “ 低成本 地 理實驗 ” 其宗旨是 :一方 面通過利用生活中的廉價材料開展 地 理實驗教學(xué) 解決或緩解實驗器材短缺問題 ,尤其能 滿足 農(nóng)村普高 開展 地 理實驗教學(xué)的需要 ；另一方面通過利用生活材料、物品或器具做 地 理實驗 ,可 以提高學(xué)生對 地 理的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生動手能力和實踐能力 。 三 、 開發(fā) 和利用 低成本 地 理實驗的基本途徑 在日常生活中 ，可以利用的課程資源十分豐富，教師要引導(dǎo)學(xué)生善于從 學(xué)習(xí) 用具 、體育、 生活用品、廢舊物品、日常體驗等各個方面去開發(fā)設(shè)計低成本 地 理實驗。 1.從廢舊物品中開發(fā)利用低成本地理實驗 廢舊物品 得以充分利用成 為地理實驗資源 ， 如廢舊的紙盒、易拉罐、塑料瓶 等 。 筆者下面實驗中用的 空礦泉水瓶就是廢棄的物品，學(xué)生操作實驗讓學(xué)生成為主體，參與其中，并最大程度地調(diào)動學(xué)生的積極性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，效果很好。 只要我們善于觀察、勤于實踐、積極動手，不僅可以變廢為寶，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和勤儉節(jié)約的習(xí)慣。 如在“大氣受 熱過程”這部分內(nèi)容中，“大氣的保溫作用”是教學(xué)的重點和 難點。筆者 設(shè)置了一個 溫室模擬 實驗應(yīng)用到教學(xué)中，收到很好的 教學(xué)效果。 實驗?zāi)康模豪蒙磉叺氖挛铮斫獾乩碓?，并了解該實驗與“大氣保溫作用”的區(qū)別。 實驗器材： 1.5 升 的空礦泉水瓶（ 2 個）、 2.5 升空塑料 瓶（ 1 個）、 溫度計（ 2 支）、土壤（少量）、剪刀、手機(jī)或手表、紙筆等文具。 實驗步驟：（ 1） 將溫度計編號為 A、 B， 用剪刀 將 3 個 塑料瓶攔腰截斷，將 2個 1.5升的 底部碗狀部分 平放。 （ 2） 將相同量土壤放入這兩個碗狀部分，分別插入 溫度計 A 和溫度計 B，溫度計 A 用 2.5 升的塑料瓶的下半截套上，溫度計 B 上無任何覆蓋物。 （ 3）將兩個裝置放置在陽 光下，保證兩支溫度計接收同樣的陽光照射，然后觀察升溫過程，每隔半 小時觀察一次溫度計，并記錄溫度 ，比較兩支溫度計的溫度差別及各自溫度變化。 實驗結(jié)論：溫室阻止了空氣在室內(nèi)外對流或湍流方式的熱交換，從而使室內(nèi)增溫 。 實驗探討 ： 本 實驗?zāi)康氖清憻拰W(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力， 玻璃溫室的原理和大氣保溫作用原理是不一樣的，后者主要依賴大氣逆輻射把熱量還給地面。因此，如果在“大氣保溫 作用”實驗上就不能按上述操作，應(yīng)該盡量收集二氧化碳，再進(jìn)行操作（ 不過這個實驗操作要求嚴(yán)格，不易操作 ） 。 同時 讓學(xué)生根據(jù)自 己所得的實驗數(shù)據(jù)，分析實驗?zāi)M的原理及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 中 的使用情況。 實驗后， 好多學(xué)生聯(lián)想到農(nóng)民冬季 用 塑料薄膜 覆蓋農(nóng)田用的也是這個原理 。 這樣的課外小實驗簡單易做，取材容易，對學(xué)生的獨創(chuàng)性，想象 能力的培養(yǎng)有極大的好處。 2.從 農(nóng)業(yè)資源中開發(fā)利用低成本地理實驗 農(nóng)村學(xué)校條件落后，但有著特殊的低成本地理實驗資源。如 用 竹子、木材、稻草、泥土、 樹葉 等來做地理實驗，達(dá)到特殊的實驗效果。 筆者任 教的 學(xué)校有一座山，實驗原料可以取之于山，用于教 學(xué)。 如在學(xué)習(xí)必修一第三章第二節(jié)“自然地理環(huán)境的整體性”時，課本 P41 活動題“如何保持土壤 不被沖刷”，筆者帶領(lǐng)學(xué)生從學(xué)校的小山上挖了泥土和草皮，拾了樹葉等，做了如下實驗。 筆者將學(xué)生分成三組。首先每組學(xué)生在籃球場上將 3 千克泥土堆成形狀大體相同的三個圓錐體。 A、 B 兩組分別在土堆上覆蓋一層草皮、一層樹葉， C 組無覆蓋物。第二步，A、 B、 C 三組分別派一位學(xué)生將相同量的水裝入灑水壺，并且在距土堆頂部 20 厘米的高度以相同的流速慢慢淋下來，模擬大氣降水，最后大家觀察比較沉積在不同土堆邊緣的泥土的多少。 實驗結(jié)果是：沉積在土堆邊緣的泥土量， A 組最少， B 組居中， C 組最多。這說明相同情況下斜坡的土壤不被水沖走的最好 辦法是地表植被覆蓋良好。這樣通過實驗，學(xué)生更深刻理解保護(hù)植被的重要性。 筆者和學(xué)生在籃球場做了這個實驗后，高一（ 2）班的一位男同學(xué)問：“老師，地形坡度不同，水土流失的情況是不是也不同？”筆者順勢引導(dǎo)：“水土流失不僅和地表的覆蓋物有關(guān)，還與地形坡度有關(guān)。開動腦筋，思 考思考，你們每組都設(shè)計一個實驗來驗證一下上面的情況?！?A 組設(shè)計了一個實驗，將 3 個圓錐體堆得坡度不同， 3 位同學(xué)用相同的水量以相同的流速把灑水壺里的水慢慢淋下來，其他 同學(xué)仔細(xì)觀察沉積在土堆邊緣泥土的多少。大家得出結(jié)論：坡度越大，水土流失情況越嚴(yán)重 。 B 組 和 C 組共同 設(shè)計了另一個實驗，找來一塊木板，長約 1 米，寬約 0.4 米，將土壤平鋪在木板上，調(diào)節(jié)木板的傾角，觀察在相同的情況下淋水后土壤流失的情況，得出了相同的結(jié)論。 筆者又引導(dǎo)學(xué)生：“能否再思考思考，設(shè)計一個實驗，將水土流失的大小與地表覆蓋物的不同、地形坡度的大小、降水強(qiáng)度、降水時間長短之間的關(guān)系都體現(xiàn)出來?！?大家一起討論，還是用剛才用過的材料，設(shè)計了如下實驗： 首先將相同量的土壤放在木板的兩側(cè)，一側(cè)土壤上覆蓋有草皮，另一側(cè)沒有覆蓋物，第二步，調(diào)節(jié)木板的傾斜角，噴水，注意噴水時間，強(qiáng)度，最后，一起觀察，有草皮覆蓋一側(cè)的土壤，泥土沖下來的極少，水流清澈，而另一側(cè)土壤有很多的泥土沖下來，水流較渾濁。 實驗結(jié)論：水土流失的 大小與降水強(qiáng)度、降水時間長短、地形坡度大小、地表覆蓋物的好壞成正比，植物對降水有較大的截留作用，要根治水土流失，必須把植樹和種草結(jié)合起來。 江南丘陵地區(qū)水土流失很嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)損失非常巨大。 筆者啟發(fā)學(xué)生“你們現(xiàn)在應(yīng)該做什么呢？”大家領(lǐng)悟，將實驗用的土壤草皮送 回到學(xué)校的小山上。 實驗比語言更有說服力， 通過實驗化難為易，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)地理知識的積極性，又易于掌握這個知識點，在實踐中獲得知識。 學(xué)生經(jīng)歷了知識的構(gòu)建過程， 用事實說話，使學(xué)生學(xué)得更好 ， 學(xué)得更活。通過對比實驗，真切感受植物對土壤的保護(hù)作用，增強(qiáng)了學(xué)生對水土流失嚴(yán)重性的認(rèn)識，學(xué)生們更加愛護(hù)校園的花草樹木。 3.從學(xué)習(xí)、生活用品中開發(fā)利用低成本地理實驗 學(xué)習(xí)用具、 生活用品 也 可以用來設(shè)計有趣的 地 理實驗 ,如書本、粉筆盒、雨傘、杯子、手電筒 等。 這不但可以增加實驗的真實感、可信度 , 而且縮短了實驗與學(xué)生的距離。 如 在講 述晝半球、夜半球和晝夜交替現(xiàn)象時，筆者設(shè)計了一個演示實驗。在課堂上讓兩個學(xué)生做實驗，親自動手，加深記憶，通過實驗全 班同學(xué)基本上都掌握了這一知識點。 實驗用材： 地球儀 表示地球； 手電筒 表示太陽。 實驗步驟： 甲同學(xué) 將 發(fā)亮的手電筒照著地球儀 ，可見只有半個球面被照亮； 乙同學(xué) 用筆畫出亮半球與暗半球的分界線（晨昏線）； 乙同學(xué) 將 地球儀 按地球自轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，則可見亮半球與暗半球在不斷更新。 實驗結(jié)論：通過上述實驗，可說明由于地球是一個既不發(fā)光又不透明的球體，在同一時間里，太陽只能照亮地球的一半即晝半球，背著太陽的半球為 夜半球，晝夜半球的分界線叫晨昏線（圈），由于地球在不停地自西向東自轉(zhuǎn)，從而晝夜半球就不斷地進(jìn)行交替。 該實驗設(shè)計時用學(xué)生熟悉的手電筒，對學(xué)生來說感到格外親切，拉近了地理學(xué)與生活的距離。 如在傳授“地質(zhì)構(gòu)造和地表形態(tài)”時。學(xué)生用手中的書本、地圖冊成功演示褶皺的形成。在講解斷層時，筆者用講臺上的粉筆盒進(jìn)行演示，既形象又直觀，學(xué)生易懂。又如學(xué)習(xí)“地球自轉(zhuǎn)偏向力”這一知識時，筆者用雨傘和一杯水來進(jìn)行演示，第一步，一學(xué)生拿著雨傘靜止不動，另一學(xué)生拿著水杯往雨傘倒水，請同學(xué)們觀察水流的方向。第二步，拿傘的同學(xué)較快地自西 向東轉(zhuǎn)動雨傘，拿水杯的同學(xué)往雨傘倒水，水流不能太大，讓學(xué)生們仔細(xì)觀察比較雨傘動與不動時水流方向的不同之處。通過該實驗的設(shè)計和適當(dāng)?shù)奶釂柤ぐl(fā)學(xué)生思考、探究并將其與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來，真正做到學(xué)為所用。 4.從體育用品中開發(fā)利用低成本地理實驗 體育用品資源如乒乓球、籃球等做地理 實驗資源。如在學(xué)習(xí)“經(jīng)緯網(wǎng)”這一學(xué)生較難掌握的知識，筆者 順手拿起 教室中的籃球畫了經(jīng)緯線 進(jìn)行講解 ，這樣既形象又直觀。尤其解 答 “ 某 人從 赤道 以北 40 千米 處出發(fā)，依次向正 南 ,正 東 ,正 北 ,正 西 各 走 100 千 米 ,最后他位于（ ） A 出發(fā)點 B 出發(fā) 點以西 C 出發(fā) 點東北 D 出發(fā)點以東” 這一題時，學(xué)生在籃球上一畫就豁然開朗，解決了困惑他們好久的問題。 從此以后，同類題目不再是他們的“絆腳石”了。 又如在學(xué)習(xí)地球自轉(zhuǎn)線速度規(guī)律時本校高一學(xué)生很難掌握“自轉(zhuǎn)線速度因緯度差異而發(fā)生變化”筆者順勢啟發(fā)學(xué)生思考，線速度大小與緯線圈長度有關(guān)，緯度越低，緯線圈越長，線速度越大。高一 （ 1）班 地理課代表剛好有一根毛線，筆者就讓她拿著毛線在畫 有緯 線圈 的籃球上 比較。該同學(xué)感悟很深，其他同學(xué)也頓然醒悟。下課后好多同學(xué)對籃球產(chǎn)生了興趣，并拿粉筆在籃球上畫經(jīng)緯圈，地球運動好多的規(guī) 律都能找到解決的方法。學(xué)生們思考動手之后，將書本上學(xué)到的知識運用到實踐中，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的主動性和積極性。 5.從 親身 體驗中開發(fā) 利用 低成本 地 理實驗 在傳授 暖流和寒流時，學(xué)生很難區(qū)分什么是暖流，什么 是 寒流？我就舉了一個形象的比喻： 熱開水倒入溫開水中，開水熱， 溫水涼，熱開水相當(dāng)于暖流，若將冷水倒入溫開水中，冷水冷，溫 水 熱，冷水相當(dāng)于寒流。寒、暖流是相對而言的，學(xué)生一聽就明白了。講解 “海陸熱力性質(zhì)差異” 時，筆者 引 導(dǎo)學(xué)生結(jié)合平時燒開水的經(jīng)歷，將鐵鍋比喻成大陸，水比喻成海洋，水 開 時，將鐵鍋從煤氣灶拿開，鐵鍋迅速冷卻， 而水仍然是溫的， 這說明鐵鍋升溫快，降溫快。 從而得出大陸升溫快，降溫 也 快。 通過學(xué)生的這些親身感受，所得到的知識比任何語言描述都更生動、更可靠、更具說服力 。 四、低成本地理實驗的優(yōu)點 .價廉?？梢宰龅骄偷厝〔?，教師和學(xué)生自己設(shè)計制作低成本教具，成本價廉，這對邊遠(yuǎn)山區(qū)和農(nóng)村中學(xué)，是解決資金短缺的得力措施。 2.親切。由于取材于學(xué)生身邊熟悉的東西而且制作又比較簡單，因此有利于消除學(xué)生實踐研究的神秘感，激發(fā)學(xué)生積極參與地理實驗活動的興趣，使學(xué)生學(xué)習(xí)地理興趣高漲，這正是許多學(xué)生喜歡自制教具的直接原因。 3.簡 單明了，易于揭示事物的本質(zhì)特征。由于這些教具主要是教師或?qū)W生在教師的指導(dǎo)下親自設(shè)計制作完成的，教師對教學(xué)的需要體會深切，力圖使設(shè)計符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律。因此應(yīng)用它的教學(xué)效果一般都比較好。 4.培養(yǎng)創(chuàng)新能力。因為低成本實驗中器具大多自己設(shè)計制作 ,在開發(fā)制作過程中遇到這樣那樣的問題 ,需要自己解決 ,所以能給學(xué)生以創(chuàng)新的啟示 ,并且學(xué)生在這過程中能夠感受到創(chuàng)新的興奮 ,體驗到成功的愉悅 ,增強(qiáng)自信心 ,從而能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的精神和穩(wěn)定的探究熱情 ,有效地開發(fā)學(xué)生的智力和發(fā)展良好的非智力因素。另外低成本實驗材料很多時候是變廢 為寶 ,有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和勤儉節(jié)約的觀念。有利于情感教育。 五 、 結(jié)束語 只要我們認(rèn)真研究，善于動腦，勇于探索，這些低成本實驗資源 隨手可得。 在低成本地 理實驗 的 開發(fā) 和利用 中 ，需要我們不斷去 發(fā)現(xiàn)、研究 。 農(nóng)村的一山一水、一沙一石、一草一木、 一 生活用品，哪怕是廢棄的塑料瓶，都是低成本地 理實驗資源 ，對他們的