基于模擬實驗落實初中生地理實踐力素養(yǎng)的培育與評價

丁寧　孫明霞

《義務(wù)教育地理課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）中提到，義務(wù)教育地理課程培育的四大核心素養(yǎng)包括人地協(xié)調(diào)觀、綜合思維、區(qū)域認知、地理實踐力，其中對地理實驗的要求貫穿課程始終。地理實驗是在教師的指導下，讓學生動手操作，強調(diào)學生的參與和體驗，要求學生在活動中觀察實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論，達成學習目標。目前，地理實驗主要包含室外實地考察和室內(nèi)運用實驗儀器與計算機軟件系統(tǒng)兩種方式。由于實地考察受到環(huán)境、氣候、時間等諸多要素的制約，難以做到推廣展開，所以，地理實驗更多以室內(nèi)模擬實驗為主。

地理模擬實驗是按照科學的實驗流程，通過實物模擬自然界中各種地理現(xiàn)象或演化過程的實驗。由于地理現(xiàn)象和地理原理基于真實地理環(huán)境，實驗中難以像化學、物理學科一樣將實驗對象、實驗結(jié)果直接呈現(xiàn)出來，因此只能通過各種手段構(gòu)建相似的實驗條件，進行模擬實驗。下面以“氣溫的變化與分布”一課為例，淺析模擬實驗落實在初中地理實驗教學的實際應用以及對學生實踐能力素養(yǎng)的培養(yǎng)與評價。

一、模擬實驗對地理實踐力培養(yǎng)的意義

新課標明確將地理實踐確定為地理學科四大核心素養(yǎng)之一，指出地理實踐力是人們在考察、實驗和調(diào)查等地理實踐活動中所具備的意志品質(zhì)和行動能力，是地理學重要的學習和研究方法。學生地理實踐力的培養(yǎng)離不開經(jīng)歷和體驗，學生只有在經(jīng)歷和體驗中，才能掌握所學科學知識、方法和技能，形成解決地理問題的能力。

地理模擬實驗是課堂教學的一種重要手段，它具有直觀性、可操作性和探索性的特點。作為以“行”為中心，有特定目標的實踐活動，其能夠體現(xiàn)學生進行實踐活動時所形成的行動力和意志品質(zhì)，在特定的實踐活動中又將與活動有關(guān)的地理知識內(nèi)化于行動力和意志品質(zhì)。地理模擬實驗教學相較于傳統(tǒng)的“填鴨式”教學，可明顯激發(fā)學生的學習興趣，增強學習記憶，提高學習效率。

（一）以學生為主體，重視實踐經(jīng)驗

模擬實驗的問題往往具有開放性和挑戰(zhàn)性，學生是實驗活動的踐行者，突出學生的主體性。在一個完整的模擬實驗活動中，學生由被動地接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c，進行實驗準備和實驗操作，觀察實驗現(xiàn)象，收集記錄實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果，進行分享討論，最終解決問題得出結(jié)論。通過高效直觀的實驗，有助于學生理解內(nèi)化抽象的、難以理解的知識，逐漸培養(yǎng)積極探索、求真務(wù)實的行為習慣和良好品質(zhì)，有效落實地理實踐力的培養(yǎng)。

（二）以不同實驗類型錘煉地理實踐力

實驗技能的訓練是培養(yǎng)學生地理實踐力的先決條件和基礎(chǔ)。在模擬實驗中，不同類型的實驗對學生地理實踐力的培養(yǎng)側(cè)重點有很大的區(qū)別。操作類實驗側(cè)重于培養(yǎng)學生的觀察意識、觀察力、類比推理能力和啟發(fā)思維能力；制作類實驗側(cè)重于培養(yǎng)學生的動手能力、實際運用知識能力以及對教學內(nèi)容的理解能力。根據(jù)不同的教學內(nèi)容，結(jié)合教學對象的特點，教師應該采用不同的模擬實驗類型，有針對性地對學生進行各種專項地理實踐技能和能力的培養(yǎng)，滿足學生地理實踐力全面發(fā)展的需要。

（三）以豐富的教學手段提高培養(yǎng)學生地理實踐力效率

在進行模擬教學時，教師將學生地理實踐力的形成納入教學目標，合理地創(chuàng)設(shè)地理實驗等活動，給學生提供生動、具體且直觀的學習資料，磨練學生實踐技能。教師依據(jù)學生的實踐認知創(chuàng)設(shè)實驗情景，了解學生的興趣、感知能力、記憶能力和想象能力，充分高效調(diào)動學生的主觀能動性。

二、海陸熱力性質(zhì)差異模擬實驗的實踐活動

在“氣溫的變化與分布”一課的第一節(jié)，新課標要求學生能夠閱讀某地氣溫數(shù)據(jù)資料，并據(jù)此繪制氣溫曲線圖，說出氣溫隨時間變化的特點。本節(jié)知識可以拆分為氣溫的日變化特點和氣溫年變化規(guī)律，涉及海洋海陸熱力性質(zhì)差異對氣溫的影響。由于初一學生沒有學習過物理知識，不了解比熱容的概念，因此對海陸熱力性質(zhì)差異的理解會比較抽象。在模擬實驗中，教師需要把抽象的知識轉(zhuǎn)化為實際的動手操作，讓學生更容易理解。

（一）確定實驗目標

教師先要依據(jù)教學對象的學習特征和特點，結(jié)合教學內(nèi)容，明確本次地理實驗要達到的教學目標。

本次實驗的目標：首先，通過觀看沙子、海洋的升溫視頻，記錄實驗數(shù)據(jù)，分析總結(jié)海洋和陸地升溫特點。其次，學生自己動手實踐模擬海洋、陸地的降溫快慢實驗，記錄實驗數(shù)據(jù)，分析總結(jié)海洋和陸地降溫特點。

（二）科學原理和教學問題的導入

實驗原理：實驗主要是依據(jù)物理學中海洋和陸地的比熱容不同的原理，即海洋升溫、降溫較慢，陸地升溫、降溫較快。

教學問題導入：銀川最熱的月份是7月，最冷的月份是1月。大連最熱的月份是8月，最冷的月份是2月。觀察兩個城市最高氣溫和最低氣溫出現(xiàn)的時間，我們可以發(fā)現(xiàn)大連的最熱月與最冷月比銀川要晚一個月，為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢？

（三）列出涉及變量，厘清變量之間的關(guān)系

海陸熱力性質(zhì)差異模擬實驗的自變量是外界的環(huán)境因素中的溫度變化（加熱或冷卻），因變量是試管內(nèi)沙子和水的溫度。該實驗的重點是加熱或降溫對沙子和水溫度的影響。為了保證實驗的準確性和可靠性，需要控制其他變量不變。例如，要保證加熱和降溫的時間點相同，溫度計測量時要適當攪動沙子和水，避免出現(xiàn)因局部受熱不均勻而產(chǎn)生的誤差。

（四）實驗操作過程

1.實驗器材

海洋和陸地升溫實驗需要的材料有100g沙子、100g水、燒杯、鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、兩支溫度計、計時器。海洋和陸地降溫實驗需要的材料有：5g沙子、5g水、試管、試管夾、鐵架臺、裝有冰水混合物的收納盒、兩支溫度計、計時器。

2.實驗步驟

海洋陸地升溫模擬實驗：步驟1，測量初始溫度。首先將裝有相同質(zhì)量的沙子和水燒杯同時放置在鐵架臺上，放入溫度計，靜止一段時間待溫度計數(shù)值穩(wěn)定后，記錄此時沙子和水的初始溫度。步驟2，測量加熱后溫度。同時加熱兩分鐘，記錄此時沙子和水中溫度計數(shù)值。

海洋陸地降溫模擬實驗：步驟1，測量初始溫度。將裝有相同質(zhì)量沙子和水的試管固定在鐵架臺，用溫度計測試此時沙子和水的初始溫度，一段時間后讀出溫度計數(shù)值并記錄。步驟2，測量冷卻后溫度。將裝有沙子和水的試管同時浸沒在裝有冰水混合物的收納盒內(nèi)，開始計時，并仔細觀察溫度計的數(shù)值變化，兩分鐘后記錄此時沙子和水的溫度。

各小組整理和記錄好上述活動的結(jié)果，小組代表匯報展示所觀察到的溫度數(shù)值，并在教師引導下分析陸地、海洋對氣溫的影響。

3.實驗注意事項及改進

首先，要保證沙子和水加熱和降溫的時間要相同；其次，避免溫度計碰到玻璃壁，溫度計液泡要完全浸沒在水和沙子中；最后，讀溫度計數(shù)值時，視線要與液柱的上表面保持相平。

海洋和陸地升溫模擬實驗現(xiàn)象明顯，學生可直接觀察到陸地升溫快，海洋升溫慢的現(xiàn)象。海洋和陸地的降溫實驗可以提前將冰水混合物靜置一段時間后，再進行模擬實驗，效果會更加明顯。

三、海陸熱力性質(zhì)差異模擬實驗評價

模擬實驗的活動評價應該是課程、教學和評價統(tǒng)整后的有機整體，實現(xiàn)教學評一致性，貫穿實驗活動始終。通過對學生參與實驗活動的過程和結(jié)果的評價，教師可以有效進行反思總結(jié)，引導學生今后學習的方向，最終聚焦于學生核心素養(yǎng)的發(fā)展。評價量表（見表1）。

地理模擬實驗過程具有較強的基礎(chǔ)性、知識性和操作性，能有效培養(yǎng)學生地理實踐力，也是評價學生地理實踐力達成水平的重要途徑。因此，教師在初中地理課堂進行模擬實驗，對探討地理實踐力的培育與評價具有重要的現(xiàn)實意義。

課題編號：本文系遼寧省教育科學“十三五”規(guī)劃課題“核心素養(yǎng)視域下中學地理教學評一致性研究”階段性成果。課題編號：JG20CB095。

（責任編輯：趙昆倫）