地理模拟实验课堂培养学生学习能力的实例分析

张 静 蒋浩军

一、研究背景

地理模拟实验教学是学生在教师指导下，通过操作实验、观察实验和分析实验最终得出结论从而完成学习任务的教学方法。新课程改革下的地理模拟实验教学在教学过程中扬长避短，以本学校“三段六环”教学模式为基础，以小组“合作探究”为模式，以模拟实验操作为主要方法策略，将地理教师的“教”和学生的“学”相互结合，避开传统教学以教师为主的“说教”模式。这种因材施教的模拟实验教学模式增强了教学过程中的师生互动和生生互动，引导学生乐于合作，主动探究，以学生发展为本，着重锻炼学生自主实践能力和创造能力，开发学生的智慧潜能。

二、典型案例展示

1.案例一：大气热力环流形成过程的实例演示

(1)实验设计

①实验材料及准备

鱼缸1个(长1.5 m，宽1 m，高1.2 m，人为用胶带制造密闭空间)，香1把，400 ml烧杯1个，热水，一次性纸杯6个，冰块(提前在家用纸杯冻上冰块)，酒精灯1个，水温计2个，插线板1个，打火机1个。

②实验操作过程

第一步：用插线板将鱼缸通电，打开鱼缸里的灯光开关，这样观察效果更佳。第二步：在鱼缸的左下边放入装上热水的烧杯，在烧杯中放入水温计，右下边放入装有冰块的6个一次性纸杯，在纸杯中放入水温计，使鱼缸底部两端形成可计量的温度差。第三步：用点燃的酒精灯点燃香。第四步：将点燃的香从鱼缸后面右上角的孔中放入鱼缸中，使烟与大气融合，便于观察大气的运动方向。

③实验现象

随着时间的变化，鱼缸右下边的冰块一直处于冰水混合状态，温度一直是0 ℃不变，鱼缸左下边的热水温度会逐渐降低，当鱼缸两端的温度差达到72 ℃时实验现象最为显著。表现为鱼缸右上边香所产生的烟雾首先受到鱼缸右下边冰块的影响，垂直向下运动，接近鱼缸底部时，受到鱼缸底部两端温度差的影响，烟雾水平向左移动到达烧杯附近，接下来受到鱼缸左下边热水的影响，烟雾垂直向上运动，到达鱼缸顶部时，受到顶部两边气压差的影响，烟雾水平向右运动，回到起点，大气形成顺时针循环运动，热力环流完成。

(2)实验评价

实验过程中烟雾的运动方向明显，学生通过观察能直接总结出大气的运动规律(垂直方向上大气的运动方向：温度高的地方大气垂直上升，温度低的地方大气垂直下沉；水平方向上大气的运动方向：近地面大气由温度低的地方流向温度高的地方，高空大气由温度高的地方流向温度低的地方)，且记忆深刻。学生经过小组合作探究得出热力环流的根本原因是近地面的冷热不均。以此为基础学习这节课的难点(热力环流与气压之间的关系)就会容易很多。地理实验模拟教学将重、难点知识简单化，培养学生自主学习的能力，增强团队合作精神，符合现在课改及当代社会的需求。

2.案例二：三圈环流形成过程的实验模拟

(1)实验材料及准备

地球仪1个，自制硬纸箭头4个，圆形切片4张(2张标高压，2张标低压)，荧光膜指示标签若干，荧光膜指示标签制作出指示箭头若干，双面胶1卷，剪刀1把。

(2)实验操作过程

第一步：用多条不同颜色的荧光膜指示标签贴出0°，30°N，60°N，90°N所在的纬线(以北半球为例)，使学生明确地球仪重要纬线的位置。第二步：教师一边讲解原理，一边用四个圆形贴片贴出0°，30°N，60°N，90°N所在气压带的气压高低，用多条荧光膜指示标签箭头贴出0°～30°N，30°N～60°N，60°N～90°N三个风带的风向，用四个硬纸箭头贴出0°，30°N，60°N，90°N所在地大气的垂直运动方向，用三条荧光膜指示标签箭头贴出0°～30°N，30°N～60°N，60°N～90°N高空大气的运动方向，最终形成3圈环流。

(3)实验现象

赤道纬度低，温度高，大气垂直上升，所以赤道近地面形成赤道低气压带。上升气流在高空向南北两端分流，向北的大气在30°N受到地转偏向力的影响聚集下沉，所以30°N处的近地面形成副热带高气压带。下沉气流遇到地球表面的阻挡向南北两端分流，加上地转偏向力的影响(水平运动物体北半球右偏)，0°～30°N之间近地面吹东北风，形成北半球东北信风带，30°N～60°N之间近地面吹西南风，形成北半球盛行西风带。北极点因为纬度高，温度低，大气垂直下沉，所以北极点近地面形成极地高气压带。下沉气流遇到地球表面的阻挡向南流动，加上地转偏向力的影响，60°N～90°N之间吹东北风，形成北半球极地东风带。北半球的盛行西风与极地东风在60°N处的近地面相遇，盛行西风相对极地东风纬度低、温度高、密度小，在动力作用下沿极地东风向上爬升，所以60°N处的近地面形成副极地低气压带。南半球与北半球的气压带、风带成因相似，学生以北半球为基础，通过小组合作探究推出南半球的气压带和风带，得出结论“七个气压带，六个风带；北半球风带画撇，南半球风带画捺；气压带高低气压相间分布”。

2.实验评价

在三圈环流的地理实验模拟教学过程中，以地球仪为模具，增强学生的地理空间想象；实验材料颜色鲜艳，学生表现出特别浓厚的兴趣，提高学生的求知欲；实验结果用实验模型记忆，增强学生知识记忆能力；这节课以北半球为例学习，南半球由学生合作探究完成，增强学生的自主学习能力和团队合作精神。

三、结语

地理模拟实验教学落实了教学过程中的“两主双效”，即强调教师的主导地位和学生的主体地位，提高学习效率和学习效果。增强学生理解掌握知识的能力，增进师生情感，形成共识、共享、共进、共同发展，达到教学最优。同时，21世纪是学习的革命化、社会化、终身化的社会，人们都将走进信息高速公路，学习能力成为未来唯一持久的竞争力。这2节模拟实验教学课充分证明了实验教学能够提高学生的学习能力，增强学生生存的本领，适应竞争激烈的当代社会。