中學(xué)地理實驗教學(xué)活動設(shè)計方案地理學(xué)科的實踐性特征，要求教學(xué)活動突破“紙上談兵”的局限。新課標將“地理實踐力”作為核心素養(yǎng)之一，強調(diào)通過實驗、考察等活動，讓學(xué)生在真實情境中建構(gòu)地理認知。本文結(jié)合中學(xué)地理教學(xué)重難點，設(shè)計系列實驗活動，兼顧科學(xué)性與趣味性，助力學(xué)生從“知地理”走向“用地理”。一、實驗設(shè)計的核心原則地理實驗不是“課本知識的重復(fù)驗證”，而是“生活現(xiàn)象的科學(xué)解碼”。設(shè)計需遵循三項原則：（一）科學(xué)性與生活性共生實驗原理嚴格錨定地理規(guī)律，同時選取生活中可感知的素材，縮小“學(xué)科知識”與“生活經(jīng)驗”的認知鴻溝。例如，用暖水瓶與冰塊模擬熱力環(huán)流，既還原大氣運動本質(zhì)，又關(guān)聯(lián)“房間冷熱不均時的空氣流動”現(xiàn)象——讓學(xué)生意識到“地理規(guī)律就在身邊”。（二）探究性與層次性統(tǒng)一實驗流程設(shè)置“觀察—猜想—驗證—拓展”的階梯，適配不同認知水平的學(xué)生?；A(chǔ)層聚焦現(xiàn)象描述（如“煙霧如何流動”），進階層分析原理（如“冷熱差異如何驅(qū)動環(huán)流”），創(chuàng)新層延伸應(yīng)用（如“如何用此原理解釋城市熱島效應(yīng)”）——讓每個學(xué)生都能在“最近發(fā)展區(qū)”獲得挑戰(zhàn)。（三）安全性與規(guī)范性并重實驗材料優(yōu)先選用無毒、易操作的物品（如食用色素、塑料容器），避免明火、尖銳工具；操作流程需預(yù)設(shè)安全警示（如“加熱時保持距離”“廢液集中處理”）——培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度，而非僅關(guān)注“有趣”。二、主題式實驗活動設(shè)計（一）大氣圈：熱力環(huán)流的微觀模擬為什么做這個實驗？熱力環(huán)流是大氣運動的“基礎(chǔ)模型”，但抽象的“氣壓差”“氣流運動”讓學(xué)生難以理解。通過微觀模擬，可將“看不見的大氣運動”可視化。實驗材料：透明塑料箱（長×寬×高約50×30×30cm）、小蠟燭（2支）、線香（1根）、冰塊（若干）、打火機。實驗怎么做？1.箱內(nèi)底部左側(cè)放點燃的蠟燭（熱源），右側(cè)放盛冰塊的容器（冷源），形成“冷熱不均”的環(huán)境。2.點燃線香，將煙源置于箱口中央，觀察煙霧的運動軌跡（可借助手機慢動作拍攝，捕捉細微變化）。3.移除蠟燭/冰塊，對比“單一熱源”“單一冷源”下的氣流變化，記錄現(xiàn)象差異。原理怎么講？蠟燭加熱使近地面空氣膨脹上升（形成低壓），冰塊冷卻使空氣收縮下沉（形成高壓）；水平方向上，空氣從高壓（冷區(qū)）流向低壓（熱區(qū)），最終形成“垂直運動→水平運動→垂直補償”的循環(huán)。煙霧的流動軌跡，正是這一循環(huán)的直觀呈現(xiàn)。還能延伸什么？繪制“城市熱島效應(yīng)”的環(huán)流示意圖，思考“為什么城市上空的煙霧更難擴散”——將實驗原理遷移到城市環(huán)境問題中。（二）水圈：微型水循環(huán)的動態(tài)演繹為什么做這個實驗？水循環(huán)的環(huán)節(jié)（蒸發(fā)、降水、徑流等）看似熟悉，實則學(xué)生對“環(huán)節(jié)的關(guān)聯(lián)性”“人類活動的干預(yù)”缺乏直觀認知。微型水循環(huán)實驗可讓“動態(tài)過程”可視化。實驗材料：透明玻璃罐（帶蓋）、濕潤土壤（5cm厚）、小型盆栽（如多肉）、藍色食用色素、滴管、熱水。實驗怎么做？1.罐底鋪土壤，種植盆栽，用滴管在土壤表面滴入少量藍色水（模擬地表徑流）。2.向罐內(nèi)噴少量熱水（提高空氣濕度），迅速蓋緊蓋子，置于向陽窗臺。3.每隔1小時觀察罐內(nèi)壁的水珠（降水）、土壤水分變化（下滲/蒸發(fā)）、植物葉片的水珠（蒸騰），繪制“水循環(huán)環(huán)節(jié)記錄圖”。原理怎么講？土壤水、植物蒸騰的水汽在罐內(nèi)冷卻凝結(jié)（形成降水），落回土壤后再次蒸發(fā)/蒸騰，形成“陸地內(nèi)循環(huán)”的簡化模型。藍色色素可追蹤“徑流→蒸發(fā)→降水→徑流”的路徑，讓學(xué)生清晰看到“水的循環(huán)之旅”。還能延伸什么？討論“城市路面硬化”對水循環(huán)的影響，設(shè)計“如何增加校園降水下滲”的方案——將實驗結(jié)論轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力。（三）巖石圈：外力作用的快速“雕塑”為什么做這個實驗？風(fēng)力、流水的侵蝕沉積過程緩慢，學(xué)生難以直接觀察。通過“快速模擬”，可讓“千萬年的地質(zhì)作用”在課堂上“濃縮呈現(xiàn)”。實驗材料：托盤（2個）、細沙（500g）、噴壺（裝水）、小型風(fēng)扇（低風(fēng)速）、直尺、不同粒徑的石子。實驗怎么做？1.托盤A鋪勻細沙（模擬“平坦地表”）；托盤B用細沙堆出坡度30°的斜面（模擬“山地”）。2.對托盤B，先用噴壺從上方噴水（模擬降水），觀察沙粒的搬運方向（沿斜面向下），待水流穩(wěn)定后，測量“坡腳沉積沙堆”的厚度。3.對托盤A，開啟風(fēng)扇從側(cè)面吹風(fēng)（模擬盛行風(fēng)），觀察沙粒的移動軌跡（迎風(fēng)坡堆積？背風(fēng)坡侵蝕？），用直尺標記沙粒的最遠搬運距離。4.向沙中混入石子，重復(fù)步驟2、3，對比“有無礫石”時的侵蝕強度差異。原理怎么講？流水沿重力方向搬運沙粒，坡腳因流速減慢發(fā)生沉積（類似沖積扇的形成）；風(fēng)力搬運受氣流方向影響，細沙易被搬運，礫石則阻礙侵蝕（類似戈壁與沙漠的形成）。實驗中“沙粒的移動”“沉積層的厚度”，都是外力作用的“微觀證據(jù)”。還能延伸什么？用泡沫板雕刻“褶皺山”，用紅墨水模擬“巖漿侵入”，解釋“內(nèi)力+外力”對地形的塑造——整合內(nèi)外力作用的知識，構(gòu)建完整的地形認知。（四）生物圈：植被的“保土”實驗為什么做這個實驗？植被與水土流失的關(guān)系，學(xué)生多停留在“文字記憶”。通過量化實驗，可讓“植被覆蓋率越高，水土流失越少”的規(guī)律“數(shù)據(jù)化呈現(xiàn)”。實驗材料：長方形塑料盒（3個，帶排水孔）、肥沃土壤（每盒1kg）、草皮（1塊，面積占盒底1/2）、花灑（固定出水量）、量杯、濾紙。實驗怎么做？1.盒1：裸土（對照）；盒2：草皮覆蓋1/2土壤；盒3：草皮全覆蓋。三個盒子傾斜放置（坡度20°）。2.用花灑從上方勻速噴水（模擬暴雨，每次噴水量200ml），收集從排水孔流出的泥水。3.用濾紙過濾泥水，烘干后稱量泥沙重量，計算“單位時間內(nèi)的水土流失量”。原理怎么講？草皮的根系固定土壤，葉片阻擋雨滴沖擊，減少地表徑流的侵蝕力。實驗數(shù)據(jù)（如“裸土組流失泥沙5g，全覆蓋組僅流失1g”）可直觀驗證“植被的保土作用”。還能延伸什么？調(diào)查家鄉(xiāng)的植被破壞現(xiàn)象，設(shè)計“校園綠化方案”以減少雨季水土流失——將實驗結(jié)論轉(zhuǎn)化為生態(tài)保護的行動方案。三、實驗教學(xué)的實施路徑（一）課前：雙軌準備，激活前認知材料準備：教師提前調(diào)試實驗裝置（如檢查風(fēng)扇風(fēng)速、玻璃罐密封性），學(xué)生分組準備個性化材料（如自帶植物、土壤樣本）——讓實驗更具“在地性”。認知鋪墊：通過“生活疑問”導(dǎo)入（如“為什么海邊早晚風(fēng)向不同？”），喚醒學(xué)生的經(jīng)驗認知，明確實驗探究方向——讓學(xué)生帶著“疑問”進入實驗，而非“被動操作”。（二）課中：三階推進，深化探究體驗1.現(xiàn)象觀察（15分鐘）：學(xué)生分組操作，教師巡視指導(dǎo)（如糾正“噴水角度”“煙源位置”等操作誤差），用手機記錄實驗現(xiàn)象（如煙霧軌跡、泥沙量變化）——讓“瞬間現(xiàn)象”可重復(fù)觀察、分析。2.原理解構(gòu)（20分鐘）：小組匯報觀察結(jié)果，教師用板書/動畫輔助分析（如用箭頭標注熱力環(huán)流的氣流方向），引導(dǎo)學(xué)生關(guān)聯(lián)課本理論（如“氣壓梯度力”“水循環(huán)類型”）——讓“現(xiàn)象”升華為“規(guī)律”。3.遷移應(yīng)用（15分鐘）：設(shè)置真實情境問題（如“如何在沙漠邊緣種植耐旱植物？”“城市排水系統(tǒng)如何模仿自然水循環(huán)？”），小組設(shè)計解決方案并展示——讓“知識”轉(zhuǎn)化為“能力”。（三）課后：多維拓展，延伸實踐價值實驗報告：要求學(xué)生繪制“實驗裝置圖+現(xiàn)象示意圖+原理分析”的可視化報告，強化圖文轉(zhuǎn)化能力——讓“實驗過程”留下“思維痕跡”。實地考察：結(jié)合校園/社區(qū)資源（如觀察學(xué)校的排水系統(tǒng)、測量操場的地表徑流），將實驗結(jié)論遷移到真實場景——讓“課堂實驗”連接“真實世界”?？鐚W(xué)科融合：與生物課合作，探究“植被蒸騰對小氣候的影響”；與數(shù)學(xué)課結(jié)合，用函數(shù)擬合“植被覆蓋率—水土流失量”的關(guān)系——讓“地理實驗”成為跨學(xué)科學(xué)習(xí)的紐帶。四、實驗評價的多元維度（一）過程性評價：關(guān)注實驗中的“思維生長”觀察學(xué)生的操作規(guī)范性（如“是否預(yù)判安全隱患”“是否控制變量”）——評價“科學(xué)態(tài)度”。記錄小組討論的深度（如“能否用‘氣壓差’解釋煙霧流動”“能否提出‘增加植被’的改進方案”）——評價“探究能力”。（二）成果性評價：重視“實踐—理論—實踐”的閉環(huán)實驗報告的完整性（如環(huán)節(jié)記錄是否清晰、原理分析是否準確）——評價“知識建構(gòu)”。情境問題的解決質(zhì)量（如方案是否兼顧科學(xué)性與可行性，是否體現(xiàn)人地協(xié)調(diào)觀）——評價“應(yīng)用能力”。（三）反思性評價：鼓勵“元認知”提升學(xué)生撰寫《實驗反思日志》，反思“實驗誤差的原因”（如“風(fēng)扇風(fēng)速不穩(wěn)定導(dǎo)致沙粒搬運距離測量偏差”）、“知識的新發(fā)現(xiàn)”（如“原來植被不僅保土，還能影響降水”）——評價“認知升級”。五、實驗教學(xué)的注意事項（一）安全防控：從“預(yù)設(shè)”到“處置”易燃材料（如蠟燭、線香）需在教師監(jiān)督下使用，備齊滅火器材；玻璃容器需提前檢查是否有裂痕——將“風(fēng)險”前置防控。設(shè)計“安全預(yù)案”：如熱水燙傷的應(yīng)急處理、電器故障的斷電流程——讓“意外”有應(yīng)對方案。（二）材料優(yōu)化：從“可用”到“精準”實驗材料需適配原理（如“熱力環(huán)流”實驗中，塑料箱的密封性直接影響現(xiàn)象的明顯程度）——確?！皩嶒炐Ч笨深A(yù)期。提供“替代方案”：如無風(fēng)扇時，用嘴吹氣模擬風(fēng)力（控制吹氣力度）；無草皮時，用苔蘚、假草替代——讓“條件限制”不阻礙實驗開展。（三）差異化指導(dǎo)：從“統(tǒng)一”到“分層”對操作能力弱的學(xué)生，提供“步驟卡”（圖文結(jié)合的操作指南）；對思維活躍的學(xué)生，拋出“進階問題”（如“如何用此實驗?zāi)M季風(fēng)環(huán)流？”）——讓“不同水平”的