李磊 安徽省蚌埠第二中学 安徽 蚌埠 233000
【摘要】地理实践力是高中地理学科四大核心素养之一。地理实践力的培养有助于学生更好地在真实情境中观察、感悟、理解地理环境及其与人类活动的关系，增强社会实践能力和责任感。实验教学是提升地理实践力的重要形式，通过室内与室外，校内与校外的沟通与联系，探讨多样、可行的地理教学实践活动。高中地理新课标对地理实验教学提出明确要求，这将为高中地理教学注入新活力。
【关键词】核心素养地理实践力热力环流探究实验
中图分类号：G688.2文献标识码：A文章编号：ISSN1001-2982 （2019）09-165-02
探究实验教学是提升地理实践力的重要形式，很多自然地理知识、原理、过程可以通过师生共同的探究实验进行学习。更有利于学生加深理解、提高学习兴趣、形成正确的区域空间认知，提高学生的地理实践能力。如日影的变化、月相的变化规律等。人文地理也可结合
城郊农业、工业布局等实例进行探究教学。公民的基本素养的形成和培养，也离不开地理实践力的培养。
大气热力环流原理属高中地理的重、难点知识，其中气流运动与等压面的空间耦合分布，比较抽象。学生难以很好的建立对热力环流的空间认识。而实验教学法可以更好地帮助学生建立直观的空间模型。本文以“大气热力环流原理”的实验探究为例，探索通过实验教学开展地理实践力的培养。并对教材实验做了如下探索与改进：
小组合作探究实验：热力环流探究实验
1.材料准备：长方形的玻璃缸(长100厘米左右,宽30厘米左右,高40厘米左右)、塑料薄膜、一盆热水、一盆冰块、一束香、火柴等。
2.实验步骤：上部覆盖塑料薄膜，箱内一侧放冰，一侧放热水。在装冰块的一侧上方薄膜处开一个小洞，将点燃的蚊香放进小洞。
(1)将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端；
(2)用平整的胶合板或塑料薄膜将玻璃缸上部开口处盖严；
(3)在塑料薄膜的一侧(装冰块的盆上方)开一个小洞；
(4)将一束香点燃,放进小洞内。
观察烟雾在玻璃缸内是如何飘动的。你们发现了什么现象？由实验可以得出什么样的结论？
经过师生实际操作可知，本实验的优点有：
1.取材简单。所需材料多是日常生活中的用品，地区适宜性广，各地区都可结合自身现有条件直观的模拟热力环流现象，解释相关原理。
2.操作简便。不需要专门的技术，老师和学生都可操。
3.结果具有直观性。通过烟雾的飘散，验证热力环流原理。
本实验的不足有：
1.操作灵活性差。大玻璃箱易碎，不利于在班级之间反复搬运；冰块不易保存；热水温度不易控制，进而影响实验结果。本实验中，热水如果过热，其产生的雾气瞬间就会弥漫整个箱体，香所产生的烟雾就会被掩盖，实验现象就无从观测，实验就会失败。只有热水产生的雾气很少时才不会掩盖烟雾的存在，实验才可能成功。
2.实验结果生成性很大。在过于简单的实验中，实验器材、实验环境等因素都存在一定差异，进而影响地理现象的发生、发展规律。本实验中，在不同的外部温度条件下，玻璃箱体温度差别很大，也会影响水汽的凝结与蒸发，会干扰实验结果。
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基于以上优点和不足，教师在实际操作过程中不应完全照搬，而应该在实验原理的基础上进行科学、严谨的改进，以充分挖掘实验的教学价值。笔者紧紧围绕高中地理核心素养的要求和学生的知识水平，变演示实验为探究实验，并在实验改进与优化的过程中着重培养学生的地理实践力和综合思维能力。
并且为达成以上实验教学目标，师生共同开展了三次实验的创新与改进。具体的方案如下。
实验名称：热力环流探究实验
实验耗材、器材：玻璃箱、有机玻璃箱、电加热器、低功率散热器、电子温度计、探针电子温度计、碳纤维细杆、蚊香、发烟片、冰块等。
实验创新与改进：
（一）实验装置的自主设计与改进，便于操作，提高了实验的直观性和效率
（1）第一次改进：针对前述探究中的箱体大、温差小、烟雾不明显等问题，改用轻便的有机玻璃箱；底部用镀锌铁皮造型固定，内置电发热板。中间增加带气孔的隔板（上下部气孔可同步打开），以增大温差和气流速度；底部有专门的放烟通道。一侧放烟、加热，一侧放冰、不放烟。打开可调节气孔瞬间，观察烟雾流动的方向非常明显。
（2）第二次实验与改进：开始实验时，烟雾相向运动非常明显，但是在半分钟内烟雾充分扩散到两侧箱体后，水平相向运动就不太容易观测了，以至于有的同学还没看清楚，实验演示过程就结束了。同时放烟、加热、加冰占用大量课堂时间，实验效率仍待提高，实际应用困难。
改进方案：经小组讨论后，决定放弃传统烟雾的使用，采用在隔板的上下部开孔处挂上红色飘带，以便直观、持续的观察。同时改小箱体尺寸为长50 x宽20 x高50厘米，使用两道隔板，分成三个独立空间，和教材原理模型一致，便于同学对照学习。将铝铸电加热器，改为150W低功率散热器；加装探针式液晶温度显示器（实时温度精确到0.1℃）；增加漏电保护开关；
实验结果：通电3分钟后，使两侧箱体间温差大于5℃即可观测到飘带飘动的明显效果。实现了持续、清晰、便捷的观测。冰块可选择性使用或者不用，使得实验的局限性进一步减小。装置尺寸缩小为：长50 x宽20 x高50厘米，携带方便、操作简单、插电即用。极大缩短了实验时间、提高了实验的效率。更能适应高中地理高强度与高效率教学的实际，实验取得成功。
（3）第三次改进：通过前面的改进过程，同学们进行科学探究的积极性被充分激发了。又有同学提出能否把等压面变化与气流运动状况进行融合演示。于是，通过深挖教材、集思广益。师生共同设计了结构简单、易于操作的“等压面演示系统”。用碳纤维细杆表示等压面，中间用可以活动的导杆调节等压面的弯曲方向。与箱体另一面的气流运动结合，很好的演示了由于近地面冷热不均，导致的气流和气压的变化，及其空间分布模型。
4第三次实验与改进过
演示过程中，首先说明受热均匀时气流与气压分布情况，然后通电加大两侧温差，通过对隔板上、下部气孔处红色飘带飘动方向的观察，用彩色活动箭头标出气流运动方向，并结合“等压面演示系统”分析气流运动、气压分布与等压面变化之间的关系，使学生更好的建立知识的空间模型。
例如，结合此模型，可以直观的说明同一水平面上，等压面以下点的气压高于等压面以上点的气压。由此导致气流由高压区吹向低压区做水平运动，形成风。
方案优化后的教学反思与评价：实验涉及高中地理核心重、难点知识，设计、制作难度较大。在多次的合作探究、改进过程中，提高了学生分析、解决问题的能力；培养了学生的合作探究意识和严谨的科学态度；实验教学效果良好。在不断交流与改进实验要素（材料、工艺、装置）的过程中，提高学生的地理实践力和综合思维能力。并通过对城市热岛环流等案例的探究，了解人类活动对地理环境的影响，进而树立正确的人地协调观。
实验的深入探究过程，同样有利于教师深刻理解与探索高中地理实验教学的方式与方法，体会探究实验对提高学生综合素质的的效果与乐趣。进而促进地理核心素养中地理实践力的培养与探索，并在教学实践中不断提高自己的教育科研能力和水平。
参考文献：
[1]郭红，李春艳.深化地理实验教学改革加强学生智能培养[J].黑龙江高教研究，2001(5).
[2]傅道春.新课程中教师行为的变化[M].首都师范大学出版社，2001.
[3]普通高中地理课程标准[M].人民教育出版社，2007.
论文作者:李磊
论文发表刊物:《中小学教育》2019年9月3期
论文发表时间:2019/12/6
标签：环流论文; 地理论文; 热力论文; 箱体论文; 气流论文; 烟雾论文; 冰块论文; 《中小学教育》2019年9月3期论文;