中學(xué)地理水土流失實(shí)驗開展成果綜述

周維國

（華東師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 上海 200241）

中學(xué)地理水土流失實(shí)驗開展成果綜述

周維國

（華東師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 上海 200241）

分析了中學(xué)地理水土流失實(shí)驗開展方面的文獻(xiàn)，從水土流失實(shí)驗設(shè)計的內(nèi)容、實(shí)驗設(shè)計的效果和實(shí)驗設(shè)計的實(shí)施等方面總結(jié)了既有研究的成果，同時發(fā)現(xiàn)既有研究的不足之處，即對開展實(shí)驗的科學(xué)原理研究不足，對水土流失實(shí)驗的定量研究較少，且較少關(guān)注實(shí)驗實(shí)施的效果。指出進(jìn)行水土流失實(shí)驗?zāi)酥疗渌嚓P(guān)中學(xué)地理實(shí)驗應(yīng)該注意的研究方向：加強(qiáng)對地理實(shí)驗背后原理依據(jù)的研究、盡快建立地理實(shí)驗的評價體系、關(guān)注實(shí)驗本身的科學(xué)性研究和加強(qiáng)對實(shí)驗平臺的研究等。

中學(xué)地理；水土流失實(shí)驗；綜述

水土流失這一名詞在中學(xué)地理課程中會經(jīng)常涉及到，特別是講授黃河和黃土高原等相關(guān)內(nèi)容時，這更是一個無法回避的概念。可是水土流失是一個比較復(fù)雜的過程，對于中學(xué)生來說，他們的認(rèn)知還無法充分理解水土流失的原因、影響，所以該部分內(nèi)容的講述就成了中學(xué)地理課堂中的一個難點(diǎn)內(nèi)容。如何讓學(xué)生更好地理解水土流失的原理，分析導(dǎo)致水土流失的各種因素，感受水土流失帶來的影響，許多一線地理教師都進(jìn)行了探討。地理教師在探索中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行水土流失地理模擬實(shí)驗是攻克這一教學(xué)難點(diǎn)的好方法。

地理實(shí)驗的開展在中學(xué)地理教學(xué)中有其獨(dú)特的效果。地理新課程改革強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)中三維目標(biāo)的達(dá)成。對教師而言，實(shí)驗教學(xué)是很好的讓學(xué)生體會地理過程，領(lǐng)悟地理學(xué)習(xí)方法，進(jìn)行情感態(tài)度與價值觀教育的素材；對學(xué)生而言，實(shí)驗教學(xué)的新形式可以提高地理課堂的趣味性。所以，在中學(xué)地理教學(xué)中進(jìn)行簡單的地理實(shí)驗還是比較受到教師和學(xué)生歡迎的。從水土流失這個實(shí)驗本身來說，實(shí)驗設(shè)計所用的材料比較簡單，實(shí)驗過程所需時間也較少，所以比較適合進(jìn)行地理實(shí)驗教學(xué)的形式。基于這樣的基礎(chǔ)，中學(xué)地理水土流失實(shí)驗的開展相比其他地理實(shí)驗來說還是較多的，也有不少的文獻(xiàn)研究成果，現(xiàn)總結(jié)如下。

一、水土流失實(shí)驗研究成果綜述

近年來，關(guān)于水土流失地理實(shí)驗的文獻(xiàn)研究不僅數(shù)量增長比較迅速，文獻(xiàn)研究質(zhì)量也有了很大提升。研究者從不同的角度對水土流失實(shí)驗進(jìn)行了設(shè)計、分析，并且與現(xiàn)有的新課改理念相結(jié)合，研究成果十分豐碩。

從現(xiàn)有的研究成果來看，周軍[1]、孫成華[2]等較早就進(jìn)行了實(shí)驗設(shè)計與研究，對以后研究的開展起到了重要的開創(chuàng)作用，他們通過模擬實(shí)驗觀察到的現(xiàn)象總結(jié)出地表植被覆蓋狀況是影響水土流失發(fā)生與否的重要因素。

從水土流失實(shí)驗設(shè)計的內(nèi)容來說，郭振海[3]、劉立新[4]、殷放鳴[5]、張曉萍[6]等都利用常見的材料設(shè)計了水土流失的模擬實(shí)驗，實(shí)驗過程雖然比較簡單，但注意了對無關(guān)變量的控制，在這樣的思想指引下，探討了影響水土流失的某一個因素。例如，劉立新在控制其他無關(guān)變量如降雨強(qiáng)度、坡度、風(fēng)力的前提下，探討了植被對保持水土、防止水土流失的作用。梁紅梅[7]、欒勝星[8]、李昂[9]、吳根才[10]、楊士軍[11]、沈?qū)W萍[12]等則通過實(shí)驗設(shè)計探討了植被覆蓋狀況、坡度、降水強(qiáng)度、土質(zhì)、風(fēng)力等不同因素對水土流失的影響，突破了之前的實(shí)驗設(shè)計研究只注重于一個因素研究的局限。

從水土流失實(shí)驗設(shè)計的效果來說，袁麗娜[13]分析了水土流失實(shí)驗對于實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識與技能的掌握、過程與方法的理解、情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)的重要意義，說明了水土流失實(shí)驗對于中學(xué)地理課堂教學(xué)的促進(jìn)作用。張友良[14]則把模擬實(shí)驗的結(jié)果與現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行對比分析，得出模擬實(shí)驗和現(xiàn)實(shí)狀況基本吻合的結(jié)論，并據(jù)此提出了水土流失的治理措施，明確了實(shí)驗理論研究的目的是為現(xiàn)實(shí)生活服務(wù)的。湯國榮[15][16]提出水土流失模擬實(shí)驗注重了學(xué)生對地理過程的學(xué)習(xí)，對教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成具有重要意義。

從水土流失實(shí)驗的實(shí)施情況來看，韋勇[17]在課堂上采用了分組實(shí)驗的形式，指導(dǎo)不同的小組探討水土流失的不同影響因素，然后各個小組間再進(jìn)行交流討論，將合作式學(xué)習(xí)巧妙地運(yùn)用于實(shí)驗課堂之中。欒勝星[18]先自己進(jìn)行了植被覆蓋狀況對于水土流失影響的實(shí)驗，之后再讓學(xué)生自行設(shè)計影響水土流失狀況的其他實(shí)驗，驗證其他因素是否可以導(dǎo)致水土流失的發(fā)生，將探究式學(xué)習(xí)融入地理實(shí)驗之中。羅新宇[19]則在第一次課堂實(shí)驗中失敗，但在課后尋找到原因，并對實(shí)驗加以改進(jìn)，在課堂上再次實(shí)驗且獲得了成功，而且據(jù)此對學(xué)生進(jìn)行了情感態(tài)度與價值觀的教育。

此外，江西的葉國仁[20]和吉林的欒勝星[21]還將水土流失的實(shí)驗與鄉(xiāng)土地理教學(xué)結(jié)合起來，利用學(xué)校所在地的特殊土壤進(jìn)行實(shí)驗設(shè)計，分別分析了江西當(dāng)?shù)丶t壤坡面的水土流失狀況和吉林當(dāng)?shù)厣降赝寥赖乃亮魇顩r，前者還探討了工程措施對于紅壤水土流失的防治效果，后者則總結(jié)了進(jìn)行低成本地理實(shí)驗的基本途徑。陸敏[22]將水土流失的實(shí)驗活動設(shè)計成為中英雙語教案，除了進(jìn)行地理知識學(xué)習(xí)外，還進(jìn)行了英語語言的學(xué)習(xí)。王葦[23]則將水土流失的實(shí)驗設(shè)計成為題目，讓學(xué)生自行設(shè)計實(shí)驗證明植被對保持水土的作用。

二、水土流失實(shí)驗研究成果的反思

雖然對水土流失實(shí)驗的研究不少，但是我們總結(jié)現(xiàn)有成果可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的研究還存在一些問題，值得我們回顧、反思、總結(jié)。

1.開展實(shí)驗的科學(xué)原理研究不足

現(xiàn)有的研究成果主要關(guān)注于實(shí)驗本身，實(shí)驗的設(shè)計大都大同小異，對于實(shí)驗背后的原理卻關(guān)注較少。水土流失的整個過程非常復(fù)雜，能否利用生活中一些簡單的事物進(jìn)行模擬，其科學(xué)性如何判斷，尚不得而知，就如湯國榮[24][25]提到的，這種演示實(shí)驗與實(shí)際的自然環(huán)境有著明顯的差異，實(shí)驗結(jié)果的失真性很大，不足以說明相關(guān)的地理原理。在與水土流失實(shí)驗相關(guān)的文獻(xiàn)中，只有徐憲立等[26]對植被與水土流失關(guān)系進(jìn)行了科學(xué)的論述，總結(jié)了前人研究的成果，也為中學(xué)地理課堂的水土流失實(shí)驗提供了科學(xué)依據(jù)。此外，沒有研究文獻(xiàn)關(guān)注實(shí)驗背后的科學(xué)原理問題。

2.水土流失實(shí)驗的定量研究較少

實(shí)驗追求的是科學(xué)化和定量化的研究，是為了給尚存疑問的問題提供強(qiáng)有力的證據(jù)，而用事實(shí)數(shù)據(jù)證明則是最直接的方式。由于地理實(shí)驗只能是進(jìn)行小范圍內(nèi)的模擬實(shí)驗，學(xué)生們看到的實(shí)驗效果是比較模糊的，而定量化的數(shù)據(jù)則可以為學(xué)生提供更加直觀的感受。但是在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中研究者沒有對水土流失的過程及結(jié)果進(jìn)行定量化的研究，只是通過定性的描述討論了影響水土流失的因素及結(jié)果。我們的教育研究本身就缺少扎實(shí)的實(shí)證研究，而最應(yīng)該進(jìn)行定量研究的地理實(shí)驗也缺少了實(shí)證的思想，這是值得我們反思的。

3.較少關(guān)注實(shí)驗實(shí)施的效果

研究者關(guān)注水土流失實(shí)驗的過程設(shè)計，但實(shí)驗取得的實(shí)際效果研究者較少論述，即使有涉及效果的研究，也是以籠統(tǒng)的定性描述為主。例如，降低了教學(xué)難度，提高了學(xué)生的綜合能力，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)等，而少見詳細(xì)的有針對性的評價，更沒有定量化的評價。究其原因，可以追溯到地理課程的教學(xué)評價問題，地理教學(xué)評價尚未建立起系統(tǒng)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，作為其分支的地理課堂實(shí)驗教學(xué)評價就更少有研究者關(guān)注了。但是，沒有令人信服的教學(xué)效果，也就無法真正在中學(xué)地理教學(xué)中進(jìn)行大范圍的推廣，而只能是一線教師自己進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新的嘗試了。

三、以水土流失實(shí)驗為代表的中學(xué)地理實(shí)驗研究的幾點(diǎn)建議

總結(jié)反思了現(xiàn)有的以水土流失實(shí)驗為代表的研究成果和不足，筆者認(rèn)為我們關(guān)于中學(xué)地理實(shí)驗的研究應(yīng)該注意從以下幾點(diǎn)中尋找突破口。

1.加強(qiáng)地理實(shí)驗依據(jù)的研究

由于地理空間的復(fù)雜性和模擬實(shí)驗簡單化之間的矛盾，地理實(shí)驗?zāi)芊裨讵M小的空間中進(jìn)行科學(xué)的操作有很大的疑問，我們需要加強(qiáng)對地理實(shí)驗科學(xué)性的研究，尋找地理實(shí)驗背后的原理。例如，水土流失的地理實(shí)驗，我們可以在詳細(xì)掌握水土流失原理的基礎(chǔ)上，理清其發(fā)生原因和過程，了解水土流失發(fā)生的空間和時間限制條件，在自己設(shè)計的地理實(shí)驗中盡可能模擬其真實(shí)過程，真正發(fā)揮地理實(shí)驗在地理教學(xué)中的優(yōu)勢，讓學(xué)生更加直觀地體會水土流失的自然過程。如果教師本身對于地理實(shí)驗背后的原理也了解較少，這樣的過程也可以促進(jìn)教師的專業(yè)發(fā)展，達(dá)到教學(xué)相長的目的。

2.關(guān)注實(shí)驗本身的科學(xué)性

地理實(shí)驗一個很重要的作用是對學(xué)生進(jìn)行情感、態(tài)度價值觀的教育，而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗精神對學(xué)生價值觀的形成有重要作用。地理實(shí)驗雖然不和物理、化學(xué)實(shí)驗一樣追求完全的數(shù)據(jù)指標(biāo)，但是地理實(shí)驗本身的科學(xué)性也主要是靠數(shù)據(jù)體現(xiàn)出來的。教師可以在開展地理實(shí)驗時盡量加入定量的指標(biāo)和思想，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行初步的科學(xué)探究。例如，在水土流失的地理實(shí)驗里，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用天平、量角器、彈簧秤等簡易工具稱取泥土的重量，測量進(jìn)行實(shí)驗的土層的坡度等，在實(shí)驗后對數(shù)據(jù)進(jìn)行前后的對比，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)其前后的不同之處。從地理實(shí)驗教學(xué)的小方面來說，這樣既可以讓學(xué)生理解水土流失的過程。又加強(qiáng)了動手能力的鍛煉，還可以進(jìn)行價值觀的培養(yǎng)，真可謂一舉多得。從地理教學(xué)這個大的方面來說，我們需要扎實(shí)的實(shí)證性研究，借助實(shí)證研究，進(jìn)行“科學(xué)發(fā)現(xiàn)”的產(chǎn)出，也能夠使地理課程與教學(xué)研究具備“科學(xué)研究”的特征。[27]

3.盡快建立地理實(shí)驗的評價體系

現(xiàn)有的文獻(xiàn)研究成果都認(rèn)為水土流失實(shí)驗?zāi)酥林袑W(xué)階段地理實(shí)驗的開展可以促進(jìn)中學(xué)地理教學(xué)的改革，對教師和學(xué)生都有很多好處，但我們需要更加有說服力的證據(jù)去證明地理實(shí)驗在中學(xué)地理課堂中有實(shí)際的效果。這需要我們地理實(shí)驗的研究者注意對地理實(shí)驗評價體系的研究，構(gòu)建比較科學(xué)合理的評價指標(biāo)，以顯示地理實(shí)驗在中學(xué)地理課堂中的巨大優(yōu)勢。例如，可以利用里克特量表法研究學(xué)生對于地理課堂的興趣有沒有提高，利用測試結(jié)果推斷學(xué)生對知識的掌握情況是否牢固等。這樣可以說明我們地理實(shí)驗的開展是否真的有效，對中學(xué)地理實(shí)驗的推廣也大有益處。同時，地理實(shí)驗評價系統(tǒng)的建立可以作為地理教學(xué)評價的一個子系統(tǒng)，對于構(gòu)建科學(xué)合理的地理教學(xué)評價系統(tǒng)也很有幫助。

4.加強(qiáng)實(shí)驗平臺的研究

現(xiàn)有研究都是以模擬現(xiàn)實(shí)的研究為主，利用實(shí)物等模擬現(xiàn)實(shí)中的事物和過程，這樣的設(shè)計雖然具有客觀性，不過需要較長時間的實(shí)驗準(zhǔn)備，這對地理教師和學(xué)生的實(shí)驗操作來說也有一定難度。在信息化非常發(fā)達(dá)的今天，我們可以考慮更換地理實(shí)驗的平臺。例如，利用計算機(jī)技術(shù)等虛擬現(xiàn)實(shí)中的地理實(shí)驗，解決當(dāng)前地理實(shí)驗在中學(xué)課堂中難以開展的問題，這樣的虛擬環(huán)境還可以讓學(xué)生自主的構(gòu)建自己想進(jìn)行的地理實(shí)驗，通過這樣的平臺學(xué)生一方面了解了地理實(shí)驗的真實(shí)過程，又鍛煉了自己的想象力，還進(jìn)行了自主的探究學(xué)習(xí)。同時，地理課堂教學(xué)平臺的研究也剛剛興起，電子書包、電子教材等的研究是研究者關(guān)注的熱點(diǎn)問題。加強(qiáng)對實(shí)驗平臺的研究也可以是我們關(guān)注的另一個研究方向。

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（責(zé)任編校：繆鑫）