“动手做”在地理教学中的实践与思考
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时间：2011年3月03日 13:17
一些西方国家的中小学流行“动手做”──顺应知识经济时代而产生的一种科学学习方法，重视引导学生主动参与，强调让学生通过自已动手操作、制作、探索和研究，进而发现规律，获得新知识。这种成功做法给我们以借鉴和启迪。本文拟从地理教学的理论和实践的结合上对此做些探讨。
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一、让学生动手操作
让学生动手操作首先要强调的是在实践中的操作。在地理教学中，实验通常都是教师演示实验，在这种“教师做，学生看”的教学模式下，教师和学生的关系就如同“演员”和“观众”的关系，而停留于这个层面上的实验教学，当然不可能达到提高学生动手操作能力的目的，同时也难以实现帮助学生理解概念和规律的初衷。为此，在地理教学中必须努力创造让学生进行动手实验的机会。例如，可以结合“地球的自转”的教学，让学生用地球仪（可自制）和太阳光（或灯光）进行地球自转的实验，研究地球表面不同地点昼夜变化情况，并选择若干具体城市（如北京和华盛顿，东京和伦敦）研究其昼夜差异。学生通过自己动手实验，将会真正理解由地球自转所导致的昼夜交替现象，同时，也初步了解地球上纬度不同的地方在时间上的差异，这也为进一步学习时区概念积累了一定的感性认识。实际上，地理教学中很多原本由教师“一手操办”的实验，包括天体运动、气候成因及地质地貌等方面，只要我们稍作改变，都可以由学生动手实验。
让学生动手操作还包括进行一些常规的地理测试仪器的使用训练。像气温表、气压表、湿度表、风向风力仪、雨量器、经纬仪、地质罗盘、流速仪及泥沙采样器等，而通过这种基本动手能力的培养，也为学生进行进一步的观测和研究等实践活动奠定了基础。如进行气象、地质、水文等观测研究，以及对土壤剖面的状态进行观测与描述，对植物群落进行样地调查及对住宅小区的光照情况进行调查等。
二、让学生动手制作
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学生动手制作的过程既是一个手脑并用、相互促进、相得益彰的过程，也是学生有所发现、有所发明、有所创造的过程。地理教学中的制作一般包括如下几个方面：一是制作实验仪器。如前面曾提及的“地球的自转”教学中所需的地球仪就可用大皮球或者塑料球制作，而为了说明“气压差异的原因”则可用纸片、细铁丝及蜡烛等制作，也可用蜡烛、细铁丝及废旧日光灯来制作；二是制作地理教学模型。如结合“地球的自转和公转关系”的教学，制作黄赤交角模型；结合地球构造的教学制作地质构造模型。另外，还可制作校园规划模型、等高线模型及其他各种统计模型等；三是制作各种地理教学图表。众所周知，地图是地理学的第二语言，是地理知识的载体，同时也是地理教学不可或缺的工具。因而地理图表的制作能力也是学生动手能力的一个重要方面。要引导和指导学生学会将有关的地理表象信息和各种地理事物在时空上的分布，通过图形来形象直现地表达出来，在这方面可从简单的内容填图和绘制简图起步，直到能绘制较为复杂的图形、图表，进而可以使繁杂的地理事物成为简单的直观表象，同时也可达到化难为易、变抽象为具体的效果，并为创新思维开辟一个重要通道；四是编制计算机应用程序软件或利用计算机进行地理模拟实验。如模拟海啸、地震的发生及火山的爆发等通常难以见到的灾害性地理现象。学生面对这些凝聚着自己动手动脑的辛勤劳动和智慧、且“看得见、摸得着”的制作成果时，必将进一步激发对地理学的浓厚兴趣，以及强烈的创造欲望。
三、让学生在动手中探索
现代教育科学理论认为，作为一种科学的教育首先要让学生进行积极主动的探索活动，而掌握多少事实和数据并不那么重要，重要的是对科学的理解和运用能力。科学史也告诉我们，科学的产生和发展，就是人类不断探索的结果。尽管人类的探索形式可能是多种多样的，但应当看到，以动手为基础的手脑结合的形式无疑是其中最基本的、同时也是最重要的形式。在这方面，地理学史为我们提供了许多很好的例证，同时也给我们以很好的借鉴和启发。大家知道，自公元前500年左右毕达哥拉斯第一次提出作为一个圆球的地球概念以后，地球有多大也就自然而然地成为人们感兴趣的一个问题。历史上，最早较为精确给出该问题答案的是埃及亚历山大城的图书馆长埃拉托色尼。他在公元前240年前后，巧妙地借助于一根木杆测算出地球的周长。埃氏了解到，在亚历山大城正南方800千米的尼罗河岸边有一座叫做塞思（今阿斯旺）的小城，每年夏至这一天的正午，太阳正好悬在头顶，阳光可以直射到深井的底部，直立于此的木杆当然也就不会有影子。而与此同时，他测得直立在亚历山大城的木杆与太阳光线的夹角为7.2°，这个夹角就是塞恩和亚历山大两地之间地球圆弧所对应的圆心角α，这样，地球的周长L与两地距离d之间就有如下关系：
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这个数值与现今公认的地球子午线周长相差无几。这个例证告诉我们，在地理教学中要努力放手让学生去探索和发现地理规律。如对关于“地球的自转会使物体水平运动方向产生偏向”的内容，可借助于一个简易的地球仪和红、蓝墨水进行探索学习活动。具体过程为：（l）当地球仪静止时，在北半球的高纬度地区和南半球的低纬度地区各滴一滴红墨水，观察其轨迹；（2）当地球仪自西向东转动时，在上述同样位置各滴一滴蓝墨水，观察其轨迹。不难发现，红、蓝墨水的轨迹不同，北半球上蓝墨水轨迹在红墨水右侧（沿墨水流向看），南半球上蓝墨水轨迹在红墨水左侧。这表明，地球上作水平运动的物体会产生偏向（赤道除外），且北半球向右偏，南半球向左偏。在此基础上，再让学生联系实际，分析南北半球运动中的气流、水流所发生的偏向情况。这样，使学习过程成为学生“再发现”的过程，学生的学习势必会更加积极、主动。
四、让学生在动手中研究
而今，被国际社会广泛认同的研究性学习，在我国虽然还处于起步阶段，但其发展的前景不可小觑。地理教学中的研究性学习是在教师指导下，让学生通过深入探讨某些地理学问题，或者从地理学角度对某些日常生活及学习中出现的有关问题，用类似科学研究的方式，让学生主动地获取知识以及应用知识去解决问题。它作为一项实践性很强的学习活动同样是与学生的“动手做”紧密相连的，而与社会生活实际密切联系的地理学成果中，可供进行研究性学习的课题是相当丰富的，故地理学在研究性学习方面也是可以大有作为的。例如，近年来，随着社会经济的快速发展，人们的居住条件得到了较大改善，而在房屋的规划设计时，既要考虑尽可能地节约土地，又要考虑各楼层都能有较充足的阳光，为此，也就产生了这样一个研究性课题：调查住宅小区房屋的光照情况；分析影响住户获取阳光的因素；怎样才能保证每一户居民一年四季都能晒到太阳？这是一个非常实际的问题，其涉及的背景因素也较多，而且其中还有一些变化的因素。为便于研究，不妨以我们生活的北半球较为普遍的坐北朝南的房屋作为研究对象，通过分析可以发现，住户接受阳光照射的情况一般与前排房屋的高度、前后两排房的间距、住户所处的楼层以及太阳光的入射角度等因素有关。而对阳光的入射角等一些变化的因素，需要我们从 “变”中把握“不变”，由于一年之中以及一天之中阳光的入射方向都是不断变化的，就一天而言，可取正午时阳光。为此，我们把某地正午时阳光与地平面所成的角叫做射角，而由于一年之中冬至日的射角为最小，不妨称之为最小射角（用β表示）。当这一天住户能晒到太阳时，也就能保证一年四季都能晒到太阳。由于最小射角是由各地的纬度决定的，冬至是太阳光线直射南回归线（南纬23°5′）的日子，若地处北半球的某地的纬度为α，则过该地的水平面与冬至日的光线方向间的角度即为阳光照射该地的最小射角β，不难推知，α＋β＝90°－23.5°＝66.5°，即β＝66.5°－α。如笔者所在的江苏省淮安市的纬度约为 33.5°，则该地的最小射角β＝66.5°－33.5°＝33°。知道了所在地阳光的最小射角，就可以通过测量和计算，来确定在该地保证一年四季住户都能接受到阳光条件下的楼房高度h和前后间距d的关系，就本地而言，
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故只有当d≥1.54h时，才能保证所有住户一年四季都能接受到阳光。同样的道理，我们也可以知道该地阳光所能照射到的现有楼房的楼层情况。
应当指出的是，地理作为一门实践性强的学科，为了让学生能从地理教学中获得较为丰富的感性认识，促进学生对地理概念和规律的深刻理解，必须努力通过“动手做”给广大同学提供较为充分的实践机会。而借助于这种“动手做”，不仅可以培养学生的动手操作能力，更重要的是学生在这个过程中所获得的丰富情感体验，对学生形成探索能力和研究能力，应用所学知识解决实际问题的能力，对于养成科学的研究习惯和热爱科学、尊重科学的习惯更是弥足珍贵的。同时，这在客观上也将成为学生创新精神和实践能力形成和发展的原动力。
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一、让学生动手操作
让学生动手操作首先要强调的是在实践中的操作。在地理教学中，实验通常都是教师演示实验，在这种“教师做，学生看”的教学模式下，教师和学生的关系就如同“演员”和“观众”的关系，而停留于这个层面上的实验教学，当然不可能达到提高学生动手操作能力的目的，同时也难以实现帮助学生理解概念和规律的初衷。为此，在地理教学中必须努力创造让学生进行动手实验的机会。例如，可以结合“地球的自转”的教学，让学生用地球仪（可自制）和太阳光（或灯光）进行地球自转的实验，研究地球表面不同地点昼夜变化情况，并选择若干具体城市（如北京和华盛顿，东京和伦敦）研究其昼夜差异。学生通过自己动手实验，将会真正理解由地球自转所导致的昼夜交替现象，同时，也初步了解地球上纬度不同的地方在时间上的差异，这也为进一步学习时区概念积累了一定的感性认识。实际上，地理教学中很多原本由教师“一手操办”的实验，包括天体运动、气候成因及地质地貌等方面，只要我们稍作改变，都可以由学生动手实验。
让学生动手操作还包括进行一些常规的地理测试仪器的使用训练。像气温表、气压表、湿度表、风向风力仪、雨量器、经纬仪、地质罗盘、流速仪及泥沙采样器等，而通过这种基本动手能力的培养，也为学生进行进一步的观测和研究等实践活动奠定了基础。如进行气象、地质、水文等观测研究，以及对土壤剖面的状态进行观测与描述，对植物群落进行样地调查及对住宅小区的光照情况进行调查等。
二、让学生动手制作
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学生动手制作的过程既是一个手脑并用、相互促进、相得益彰的过程，也是学生有所发现、有所发明、有所创造的过程。地理教学中的制作一般包括如下几个方面：一是制作实验仪器。如前面曾提及的“地球的自转”教学中所需的地球仪就可用大皮球或者塑料球制作，而为了说明“气压差异的原因”则可用纸片、细铁丝及蜡烛等制作，也可用蜡烛、细铁丝及废旧日光灯来制作；二是制作地理教学模型。如结合“地球的自转和公转关系”的教学，制作黄赤交角模型；结合地球构造的教学制作地质构造模型。另外，还可制作校园规划模型、等高线模型及其他各种统计模型等；三是制作各种地理教学图表。众所周知，地图是地理学的第二语言，是地理知识的载体，同时也是地理教学不可或缺的工具。因而地理图表的制作能力也是学生动手能力的一个重要方面。要引导和指导学生学会将有关的地理表象信息和各种地理事物在时空上的分布，通过图形来形象直现地表达出来，在这方面可从简单的内容填图和绘制简图起步，直到能绘制较为复杂的图形、图表，进而可以使繁杂的地理事物成为简单的直观表象，同时也可达到化难为易、变抽象为具体的效果，并为创新思维开辟一个重要通道；四是编制计算机应用程序软件或利用计算机进行地理模拟实验。如模拟海啸、地震的发生及火山的爆发等通常难以见到的灾害性地理现象。学生面对这些凝聚着自己动手动脑的辛勤劳动和智慧、且“看得见、摸得着”的制作成果时，必将进一步激发对地理学的浓厚兴趣，以及强烈的创造欲望。
三、让学生在动手中探索
现代教育科学理论认为，作为一种科学的教育首先要让学生进行积极主动的探索活动，而掌握多少事实和数据并不那么重要，重要的是对科学的理解和运用能力。科学史也告诉我们，科学的产生和发展，就是人类不断探索的结果。尽管人类的探索形式可能是多种多样的，但应当看到，以动手为基础的手脑结合的形式无疑是其中最基本的、同时也是最重要的形式。在这方面，地理学史为我们提供了许多很好的例证，同时也给我们以很好的借鉴和启发。大家知道，自公元前500年左右毕达哥拉斯第一次提出作为一个圆球的地球概念以后，地球有多大也就自然而然地成为人们感兴趣的一个问题。历史上，最早较为精确给出该问题答案的是埃及亚历山大城的图书馆长埃拉托色尼。他在公元前240年前后，巧妙地借助于一根木杆测算出地球的周长。埃氏了解到，在亚历山大城正南方800千米的尼罗河岸边有一座叫做塞思（今阿斯旺）的小城，每年夏至这一天的正午，太阳正好悬在头顶，阳光可以直射到深井的底部，直立于此的木杆当然也就不会有影子。而与此同时，他测得直立在亚历山大城的木杆与太阳光线的夹角为7.2°，这个夹角就是塞恩和亚历山大两地之间地球圆弧所对应的圆心角α，这样，地球的周长L与两地距离d之间就有如下关系：
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这个数值与现今公认的地球子午线周长相差无几。这个例证告诉我们，在地理教学中要努力放手让学生去探索和发现地理规律。如对关于“地球的自转会使物体水平运动方向产生偏向”的内容，可借助于一个简易的地球仪和红、蓝墨水进行探索学习活动。具体过程为：（l）当地球仪静止时，在北半球的高纬度地区和南半球的低纬度地区各滴一滴红墨水，观察其轨迹；（2）当地球仪自西向东转动时，在上述同样位置各滴一滴蓝墨水，观察其轨迹。不难发现，红、蓝墨水的轨迹不同，北半球上蓝墨水轨迹在红墨水右侧（沿墨水流向看），南半球上蓝墨水轨迹在红墨水左侧。这表明，地球上作水平运动的物体会产生偏向（赤道除外），且北半球向右偏，南半球向左偏。在此基础上，再让学生联系实际，分析南北半球运动中的气流、水流所发生的偏向情况。这样，使学习过程成为学生“再发现”的过程，学生的学习势必会更加积极、主动。
四、让学生在动手中研究
而今，被国际社会广泛认同的研究性学习，在我国虽然还处于起步阶段，但其发展的前景不可小觑。地理教学中的研究性学习是在教师指导下，让学生通过深入探讨某些地理学问题，或者从地理学角度对某些日常生活及学习中出现的有关问题，用类似科学研究的方式，让学生主动地获取知识以及应用知识去解决问题。它作为一项实践性很强的学习活动同样是与学生的“动手做”紧密相连的，而与社会生活实际密切联系的地理学成果中，可供进行研究性学习的课题是相当丰富的，故地理学在研究性学习方面也是可以大有作为的。例如，近年来，随着社会经济的快速发展，人们的居住条件得到了较大改善，而在房屋的规划设计时，既要考虑尽可能地节约土地，又要考虑各楼层都能有较充足的阳光，为此，也就产生了这样一个研究性课题：调查住宅小区房屋的光照情况；分析影响住户获取阳光的因素；怎样才能保证每一户居民一年四季都能晒到太阳？这是一个非常实际的问题，其涉及的背景因素也较多，而且其中还有一些变化的因素。为便于研究，不妨以我们生活的北半球较为普遍的坐北朝南的房屋作为研究对象，通过分析可以发现，住户接受阳光照射的情况一般与前排房屋的高度、前后两排房的间距、住户所处的楼层以及太阳光的入射角度等因素有关。而对阳光的入射角等一些变化的因素，需要我们从 “变”中把握“不变”，由于一年之中以及一天之中阳光的入射方向都是不断变化的，就一天而言，可取正午时阳光。为此，我们把某地正午时阳光与地平面所成的角叫做射角，而由于一年之中冬至日的射角为最小，不妨称之为最小射角（用β表示）。当这一天住户能晒到太阳时，也就能保证一年四季都能晒到太阳。由于最小射角是由各地的纬度决定的，冬至是太阳光线直射南回归线（南纬23°5′）的日子，若地处北半球的某地的纬度为α，则过该地的水平面与冬至日的光线方向间的角度即为阳光照射该地的最小射角β，不难推知，α＋β＝90°－23.5°＝66.5°，即β＝66.5°－α。如笔者所在的江苏省淮安市的纬度约为 33.5°，则该地的最小射角β＝66.5°－33.5°＝33°。知道了所在地阳光的最小射角，就可以通过测量和计算，来确定在该地保证一年四季住户都能接受到阳光条件下的楼房高度h和前后间距d的关系，就本地而言，
教育教学论文发表
故只有当d≥1.54h时，才能保证所有住户一年四季都能接受到阳光。同样的道理，我们也可以知道该地阳光所能照射到的现有楼房的楼层情况。
应当指出的是，地理作为一门实践性强的学科，为了让学生能从地理教学中获得较为丰富的感性认识，促进学生对地理概念和规律的深刻理解，必须努力通过“动手做”给广大同学提供较为充分的实践机会。而借助于这种“动手做”，不仅可以培养学生的动手操作能力，更重要的是学生在这个过程中所获得的丰富情感体验，对学生形成探索能力和研究能力，应用所学知识解决实际问题的能力，对于养成科学的研究习惯和热爱科学、尊重科学的习惯更是弥足珍贵的。同时，这在客观上也将成为学生创新精神和实践能力形成和发展的原动力。
