简谈地理科学的教学过程和教学内容的特点_地理论文
发布时间：2014-10-14
来源：人大经济论坛
针对地理科学的教学过程和教学内容的特点，职称论文范文本文就如何构建好的教学方法提出了自己的看法，并根据实例进行了分析。
一、探究实例
(一)案例一：验证所在城市的地理坐标
1·提出问题阶段活动之前，我先对学生现有的知识做了评估。我问学生，他们是否知道潍坊市的地理坐标?学生们大多不知道，但有学生回答说可在地图上查找;还有学生说通过上网查询，也可以知道潍坊的地理坐标。最终通过上网查询，学生们查得潍坊市的地理坐标是：36°42′N、119°03′E。
2·制订计划和设计实验阶段学生们进行思考、讨论后，有学生提出利用公式：H=90°-δ-ψ(H：某地的正午太阳高度角;δ：该地纬度;ψ：太阳直射点所在的纬度)，就能计算得出潍坊市的纬度，但前提是确定ψ(某日太阳直射点所在的坐标)和H(正午太阳高度角);至于经度，利用地方时与北京时间的差距，就可计算得出。但如何知道某日太阳直射点所在的纬线和正午太阳高度角呢?学生们最终确定解决办法：
(1)太阳直射点所在纬线的确定，可选在秋分日进行实验(时值9月初)，因为此时太阳直射赤道，即ψ=0;
(2)正午太阳高度角的测量，用物体及其正午影子就可以简便地测出。这样，在秋分日时，有如下关系：
此时，潍坊市的地理纬度与其当日的正午太阳高度角是互余关系。确定了方法之后，学生们开始做一系列的准备。首先，进行观测工具的准备，该实验的关键点在于正午太阳高度角的确定，用什么物体及其影子测量比较方便合适呢?有同学提议用操场上的旗杆来测量，随后师生一起来到学校操场旗杆旁，对现场进行评估。经过观察，大家的意见趋于一致：该方案不太现实。地理科学的教学过程和教学内容的特点，主要理由是： (1)旗杆很高，其准确高度不易确定; (2)旗杆在一个平台之上，其影子部分落在平台上，部分在平台下，测量工作不好开展;(3)旗杆因风力作用摇摆不定，不利于测量其影长; (4)全班共有58人，进行旗杆及其影长的测量，大部分同学将成为观众，无动手机会。其次，进行了人员的分工，每组需要记录员、材料员、校验员、联络员各1人、测量员2人、共6人，并明确了个人的职责。
3·进行实验与搜集证据阶段方法1：用竹竿验证当地地理坐标(1)用竹竿验证当地的地理纬度最终学生们在秋分日(2004年9月23日)测量验证。在平坦的操场上，每组将一根略长于2米的竹竿插于地上，使其地上部分为2米。同学们根据已知经度，已预测到竹竿影子最短时应出现在北京时间将近12点04分的时刻，并由联络员相互提醒，终于，当正午竹竿影子最短时(此时，影子与地面上摆放的指南针平行)，测得竹竿影长是1.50米(十个小组的平均数据)。
4·分析论证阶段用δ潍坊表示潍坊的纬度，用H表示正午太阳高度角，用H竹竿表示竹竿的高度，用L杆影表示竹竿的影子长度。它们有如下关系：
(2)用竹竿验证当地的地理经度秋分日，在做上述测量时，测得当正午竹竿的影子最短时(说明该地的地方时已经到达12点)，北京时间是12点04分。根据经度差1度，地方时差4分钟，就可以求出学校所在地的经度为东经119°，与资料上的数字东经119°03′虽略有出入，但差别不大。方法2：用北极星验证当地地理坐标(1)确认北极星从北斗七星的天璇向天枢方向延伸，北极星与北斗七星的天璇、天枢约在同一条直线上。把天璇、天枢间的距离作为一个单位，那么北极星就在离天璇约5个单位的地方。(如图2)
(2)确定当地的地理纬度学生寻找北极星的高度与当地的地理纬度的关系，并画图表示。学生们最终确定从赤道到北极，北极星的高度是逐渐增大的，且与当地的纬度相同，随后各小组用他们在数学上的知识很容易地证明了这个结论(如图3：∠1是观测点的纬度数，∠2从观测点观测北极星的高度，能够证明，∠1=∠3=∠2)。根据这一原理，学生们借来数学老师上课用的量角器来测定纬度，在半圆仪圆心处，用钉固定一个下端拴有重物(粉笔)的细线，将半圆仪的直角边对向天空瞄准北极星，拴有重物的细线自然下垂，细线与半圆仪上的度数重合处就是当地的纬度(如图4：∠4=∠5)。经测我校所在纬度为36度左右。
(3)确认当地的地理经度在一块平坦的平地上，垂直于地面插一根直的竹竿。从竹竿向北极星瞄准，在地面上画下一条细线(可用指南针校验)，这条细线就是通过当地的经线。第二天(需晴天)，首先对好北京时间，当地时间接近正午时注意观察立竿在太阳光照射下产生的阴影(直射点除外)，当竹竿影子与所画细线重合时(当地正午)，记下北京时间是12点04分。由于北京时间是东经120度的地方时，又根据经度相差一度，地方时差4分钟，就可以算出我校所在的经度约为东经119度.
案例评析：在这个实验中，方法1明显的优点是学生可利用已学习的原理应用到现实中，观测工具也简便易行，虽最终结果受到多种因素的影响，如影长测定、三角计算、时钟调节等，导致产生误差，但各组同学的实验结果基本一致，实验是很成功的;方法2是教师指导下添加的方法，需借助北极星，因此易受外界因素，如天气状况、空气洁净程度的影响，而且将半圆仪的直角边对向天空瞄准北极星时，因无支撑物，稳定性差，瞄准时误差极大，各组学生数据差别较大，实验效果不如第一种方法。在以上观测活动中，可以感觉到学生在活动中的表现：在制订实验计划和设计实验时，学生们先是提出了验证地理坐标的原理，又否决了用旗杆测影子的方法，并提出了理由，随即制定了详细的研究方案，使今后的活动能有条不紊地开展，避免了随意性和盲目性。也说明了学生积极参与实验、认真思考，既能充满热情又比较慎重，这是良好科学态度形成的前提。尽管正式的观测尚未开始，但学生们已经开始动脑思考，得到了锻炼的机会，这个准备的过程也是学生们学习的过程。活动中学生们自觉地维护记录资料的真实性和准确性，并提出用指南针进行校验，可以看出实事求是、精确、严谨的科学态度正在深入学生们的心灵深处。从学生对观测结果由疑到信的变化过程，可以看到学生在这次活动中对自己更加有信心了。另外，在本实验中，学生们能够提前预测观测时间(将近12点04分)，可知学生正在学会提高行动效率。而且学生们能够体验到用所学知识来解决实际问题的成就感、兴奋感，引发了他们学习地理的兴趣，这才是更为重要的。
(二)案例二：遵循哥伦布的足迹，估算地球周长
1·问题提出阶段在讲述第一章后，我问学生，他们认为地球周长是如何测量的。有学生回答说利用比例尺，测量地图后可算出;有学生说是绕地球飞一圈并测量距离。我告诉他们哥伦布在任何人环行地球之前就有一个近似方法，可知地球有多大，我们这次也要像天文学家一样自己找答案。我告诉学生，我们将用北极星来确定计算地球周长。
2·问题分析、论证阶段由于学生已经知道，在北半球，北极星的高度与当地的地理纬度相同。因此我要求学生用图来表示这两者的关系，该图以北极星的高度为纵轴，以地理纬度为横轴。多数学生都能画出，如图5：随后，我提示学生，北极星的高度与地球周长是否存在关系呢?通过学生的思考，我们又在横坐标90°N、45°N、0°的下面对应写上了距离北极0、1/8地球周长、1/4地球周长。这样，学生能够看出，直线也可以表示北极星的高度角和地球周长的关系。随即学生们进行了验证，如果我们知道北半球某一条经线上两点各自的北极星高度角，而又知道两点之间的实际距离，就可计算出地球周长。
3·问题解决阶段之后，我告诉学生，在哥伦布时代，人们就通过地面旅行知道了斯堪的纳维亚的一个城市(北极星角度为67度)和意大利的一个城市(北极星角度为43度)之间的距离约为3000英里。毕业论文范文当时了解北极星知识的人可据此计算地球周长。随后各小组进行计算。A点代表斯堪的纳维亚的一个城市(北极星角度为67度)，B点代表意大利的一个城市(北极星角度为43度)，从图5可以看出，同一条经线上，1个纬度的经线长是1/360地球周长，AB之间的距离有如下关系：(67°-43°)地球周长/360°=3000英里地球周长=45 000英里=72 405千米与实际地球周长40 000千米作比较，发现与真正的地球周长差别很大。分析原因： (1)两点距离的测量是通过地面旅行得出的，数据不甚准确; (2)两点不一定完全在同一条经线上，导致计算前提错误。案例评析：在活动开始之初，用哥伦布在任何人环行地球之前就有一个近似方法可知地球有多大来引起学生的探究兴趣。活动过程中，学生需要用自己的数学知识和地理知识进行做图和计算后，学生的图解能力、观察分析能力和计算能力得到了发展。最终的计算结果，学生开始感到失望，但分析后学生认识到哥伦布的这种方法是正确的，是非常值得尊敬的，发展了学生的批判性思维。
(三)案例三：模拟热力环流
热力环流是大气运动一种最简单的方式，它发生的原因在于地区间的受热不均，热的地方空气上升、冷的地方空气下沉，这种空气的垂直运动使同一水平面上产生了气压差异，气压差异的存在使气流由高压流向低压，形成热力环流。常见的热力环流形式有城市风、海陆风、山谷风等。我们采用了一个简单的实验来模拟它：1·问题提出：模拟热力环流2·制订计划与设计实验工具的准备：长方形的玻璃缸(长44厘米、宽16. 5厘米、高25厘米)、塑料薄膜、一碗热水、一碗冰块、一束香、火柴等。实验过程：(1)将一碗热水和一碗冰块分别放置在玻璃缸的两端;(2)用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?可得出什么规律?由实验可以得出什么样的结论?3·进行实验2005年12月4日，学生进行实验，第1组测得室内温度是16.2℃，碗内水温是47℃。实验开始后，观察到烟雾在冰块上方下沉，然后向热水碗的方向流动，又在热水碗的上方上升(如图6)，一段时间后，烟雾弥漫整个玻璃缸，无法继续观察，实验结束。
4·成果应用学生通过对热力环流原理的理解，按教师的要求，分别画出海陆风、山谷风、城市风的示意图(图略)。案例评析：这是一个需要学生以小组合作的方式进行的实验，但由于玻璃缸难以收集，所以各小组只能依次进行。在实验过程中，学生碰到一些问题，如：实验开始时，第1小组学生在碗里倒的是热水，可是实验中发现，没多久热气就将玻璃缸全部弥漫，根本无法观察烟雾的飘动方向，后来，学生把热水换成不冒热气的温水，实验才得以进行下去;又如，有的小组使用1根香制造烟雾，发现实验效果不明显，遂增加了香的数量。通过实验过程中学生不断地修正，可以发现学生的实际动手操作能力和处理问题能力逐渐增强。整个实验使学生的观察、分析能力得到发展和提高，使精确、严谨、实事求是的科学态度和不断探索的科学精神逐渐内化成为学生的一种科学品质。
(四)案例四：大陆漂移说对学生创新能力和批判性思维的培养在讲述地壳运动时，学生们会学习大陆漂移说、板块构造理论，从而了解魏格纳的关于地球表面本质的大胆设想。为培养学生的创新意识和创新精神，可给学生安排该项活动。(1)前几天，各个学生分头查阅大陆漂移说的资料。(2)上课时，学生们分成小组，将各自的资料进行汇总，并进行讨论和交流。(3)各组选出一人，进行发言，并发表感想。(4)教师做总结性发言。案例评析：这是一个需要学生进行资料收集、记录然后进行整理、分析并进行表达和交流的活动。在这堂课上学生踊跃发言，课堂气氛活跃，交流的内容非常广泛，学生甚至讲到了后续的发展，连在座的教师都感到了受益匪浅。我想这节课不仅训练了学生收集资料、表达和交流成果的能力，而且有利于学生接受不确定事物、合理怀疑和批判性思维的形成。
二、探究体验
1·科学探究能提高学生的学习兴趣通过2004年这一学期在地理教学中渗透科学教育，并进行了六个探究活动，可以感觉到学生学习地理的兴趣明显提高，对知识的理解更加深刻，分析能力、动手能力大大增强，精确、严谨、实事求是的科学态度和求真、求实、客观的科学精神也逐步树立。不仅如此，连教师的兴趣和动手能力也得到了提高，讲课时感觉到心里更有底。
2·科学探究是能动的过程科学探究是学生们要亲自动手做而不是要别人做给他们看的事情。能动的过程指的是动手与动脑的结合。现代脑科学研究表明：学习科学知识的最好办法就是动手做科学，通过多种感官刺激，增加大脑信息获取，促进学生自行建构知识能力[4]。
3·活动要面向所有学生在科学探究活动过程中，教师应根据学生的特点和课堂教学的需要，让学生担任不同的角色，使得每一个学生为完成科学探究活动做出自己的努力和贡献。对于学习有一定困难的学生，教师应给予更多的指导和帮助，鼓励他们参与科学探究活动，并承担合适的任务，发现他们的每一点进步，给予及时的表扬，使他们树立学习的信心。
4·活动鼓励交流、合作我国传统的教学及评价形式往往无形中强调学生个体的学习和努力，学生之间的交流与合作较少。科学探究活动中部分是以小组合作的形式开展的，通过这种合作学习的环境，每一个学生都参与其中，积极主动的建构科学知识，培养学生的团队精神和合作意识。交流与合作不仅对学生的学习很有意义，而且也是日后生活和科学研究中必不可少的。
5·活动应符合学生的年龄和心理发展特点科学探究活动的内容应是学生关心和感兴趣的，能够引起学生的好奇心，如验证潍坊市地理坐标活动，学生对此活动的兴致很高。因此，可适当选择一些结果不确定的问题进行探究，通过对事物的探索，挑起学生的好奇心，引导他们去发现社会和身边的科学。
6·活动对教师素质要求高在科学探究活动中，教师不再进行照本宣科的单一教学形式，而是弯下腰来倾听学生的声音，对学生进行适当的引导。并且要求教学在一定的情境中展开，这就需要教师灵活处理突发事件，有效地推动学生的科学探究活动，创造性地驾驭课堂。此外，教师还要不断提高自身的专业知识和教学技能，以适应新理念下的科学教学。
7·活动的量力性和可行性科学探究活动应
充分考虑当地的物质和技术条件，活动中所需活动材料应简便易行，毕业论文格式便于收集或自制，并且活动后，材料回收，有利于资源的重复利用。由于各地各校条件不同，我们应充分利用本地所有可利用的教育资源，开发和利用自制教具及低成本实验器具进行探究活动。
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