高中地理实验教学设计和分类探究

（一）高中地理实验教学设计的依据

1. 科学性原则

科学性是地理实验视频设计与制作的基本要求。作为用于教育事业的课程资源，首先要满足科学性，才能发挥教育作用，地理实验视频内容要正确表现地理现象的变化发展过程，这就要求地理实验本身具有一定的科学性，能够培养学生严谨的科学态度。实验视频的科学性，要注意以下三点要求。

（1）地理实验设计要科学严谨

从实验名称的确定到器材的选择，以及实验的设计都要精心。“流水对土壤的影响”包括两部分实验，以其中“坡度相同，降水强度相同，有植被和无植被的地表径流对比”实验为例来说，其过程包括提出问题，构建假设，确定实验器材和实验步骤。这里科学性主要体现在后面两点上。这一实验明确属于对比实验，这就要保证实验器材的一致性，器材相同，土质相同，还要保证坡度相同，降水强度相同。

（2）地理实验过程能客观呈现地理事物的变化过程

准确反映地理现象及原理。操作实验时要按照实验步骤进行，保证实验步骤科学准确。

（3）实验结果要科学准确

首先，如果实验结果出现误差，要认真分析误差产生的原因，及时更正错误，不断改善地理实验。其次，还要保证实验脚本科学，脚本的设计一定要标明备注，方便所有参与视频录制的人员看懂，注意实验细节。

2. 可行性原则

可行性指初中地理实验视频设计与制作的可行性，包括地理实验本身的可操作性和视频的设计与制作，初中地理实验视频的内容不能过于空泛，要与学生的实际相联系，要考虑学生的年龄特征、原有的知识经验以及能力状况。同时可行性还受到学校条件的制约。

学生的年龄特征和知识经验，以及学生的能力状况是地理实验视频设计与制作的重要条件。建构主义在“学生观”中强调学生经验世界的丰富性与差异性。^[16]学生在日常生活中积累了丰富的经验，对于同一个地理实验视频就有不同的理解。学生是实验视频的服务对象，如果难度过大，学生无法理解实验视频内容，或是视频内容超过了学生的操作能力，那么这个实验视频将失去教育功能，不能实现学习目标。如果视频中的实验内容太简单，则不能引起学生的学习兴趣，无法激起学生的学习动机。这就体现了维果茨基提出的“最近发展区”概念，最近发展区为学生提供了发展的可能性，也为教师提供了教学范畴。所以在设计地理实验视频时要充分考虑实验的难易程度。

学校条件也是影响可行性原则的重要因素。每所学校开展地理实验的条件不同，设计与制作地理实验视频的条件也不同，可行性则指满足条件差的学校开展实验视频的设计与制作的要求，满足其实现实验教学的要求。高中地理实验视频的设计与制作要依据学校的实际条件出发，实验器材应选择日常生活中常见的器材，方便学生收集和使用，应保证学生能够运用简易的器材学习并操作实验。通过实验视频的观看，学生掌握操作步骤，能够自己动手操作实验，得到实验 结果。

3. 教育性原则

地理实验视频是一种教育资源，以视频的形式传递地理实验的教学内容，应该具有一定的教学目的。而且每一个视频中的地理实验都不能随意设计，应该具有一定的教育性和针对性，能够与教学目标相结合，为知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观服务。对高中地理实验视频的观看，模仿操作地理实验，有利于学生解决地理学习过程中的疑难，降低对某一地理过程或者地理原理的理解难度，提高学生的思维水平和实际技能水平。学生通过地理实验获得知识，提高地理实践能力，培养情感、态度与价值观，实现综合学习。

4. 技术性原则

技术性主要体现在视频的制作上，是保证视频质量的基础条件。地理教师要以视频的录制技术为前提，适当结合美学技术和配音技术，使实验视频在光线、色彩、声音以及镜头运动等方面恰当结合，虽然不用达到像广告和电视影片同样较高程度的艺术境界和技术手段，但是一定要保证最基本的技术性，使地理实验视频具有一定的表现力和感染力。在录制实验视频时要做到画面稳、镜头准、场景转换自然，注重拍摄技术，不能太平淡，但也不能大肆渲染、过度夸张实验内容造成失真。在后期加工制作中，注意画面处理，声音的匹配，标注的使用等，通过熟练地使用软件，运用一定的技术更加形象生动地表现视频的实验内容。具有一定技术的高质量地理实验视频更有利于交流和推广，更容易被学习者选择，有利于地理实验视频的广泛传播。

5. 传播性原则

实验视频最终录制好后，要被上传到网络平台，实现视频共享。将地理实验以视频的形式展现，通过播放视频向教师和学生传递地理信息和具体的地理知识，不仅仅面向某个人、某个学校、某个地区，而是面向大众实现资源共享、广泛传播，面向广大的学习者，传播对象具有广泛性。教师和学生在浏览所需的视频课程资源时，可能会因为视频的格式限制，不能正常播放使用，这就需要在制作视频时将视频压缩为常用的视频格式。通过地理实验视频实现信息共享，要求初中地理实验视频的设计与制作要遵循传播性原则。保证地理实验视频的传播性应注意以下两点要求。

第一，实验视频画面清晰流畅。在学习者观看视频时，如果画面不清晰会影响学习者接收信息的效度，一些实验细节往往会被无意忽略。当学生自己亲身操作实验时，由于忽略细节，会导致实验结果有误差，甚至会出现实验结果失败的现象。

第二，实验视频内容完整。在设计与制作初中地理实验视频时，应保证地理实验内容的完整，包括实验名称、器材选择、操作过程、实验结果，在后期的视频制作中要注意镜头的衔接与过渡，不能因为内容太过细化烦琐而跳过某一关键实验场景，不能让学生形成一种学习过程的缺失感。

6. 活动性原则

地理学是研究地理环境以及人类活动与地理环境相互关系的学科。它的特点决定了在地理学习的过程中学习者需要启动多种感官去获取直接经验，掌握发现问题和解决问题的方法；要求学习者通过亲自操作、观测、记录，亲自绘图、测量等实践活动去获取新知识；同时，还需要注重发挥学习者的创造性，使他们勇于独立思考、标新立异，掌握从不同角度观察、思考和解决问题的方法，起到增强学生创新意识的作用。

7. 探究性原则

提倡探究式学习是新地理课程改革的核心内容之一。《全日制义务教育地理课程标准（实验稿）》强调：“提倡探究式学习，引导和鼓励学生独立思考，体验解决问题的过程，逐步学会分析问题、解决问题的方法。”^[17]实验是人们认识世界和发现规律的一种重要手段；是进行直观教学、提供感性认识的一种方式；也是培养学生实践能力和创造能力的一条捷径。因此，地理教师在设计实验时既要选择合适的实验器材和材料，又要考虑引导学生在实验中去发现问题、解决问题，并在探究的过程中获取知识、发展技能、培养能力。

（二）高中地理实验教学设计

地理实验法是指学生在教师指导下，通过实验得出结论，从而完成既定学习任务的教学方法。通过实验，学生可以获得一定的直接经验，受到规范的实验训练，更重要的是学生认识到在科学研究中实验是最为重要的科学结论的源泉。笔者在高中地理实验内容中选取了一些有代表性的实验进行教学设计。

1. 直接实验和间接实验

（1）直接实验

直接实验是直接对研究对象进行的实验。

案例：沉积物分选的实验

实验名称：沉积物的分选。

实验器材：碎石，粗沙，黏土，玻璃瓶一只，水。

实验过程：播放相关微课视频，引导学生将同样比例的碎石、粗沙和黏土完全混合，放入一只玻璃瓶中（不超过容量的一半）。将玻璃瓶用水注满，盖上瓶盖，剧烈振荡，然后让瓶子平放，使瓶中物质自然沉淀。让学生观察沉淀成分的排列顺序。

实验结果：在这个实验中，所用材料以及沉积过程与自然过程基本一样，只是缩小了规模，是放在玻璃瓶里进行的。结果大颗粒在下部，黏土细粒在上部。

（2）间接实验

间接实验也就是模拟实验，是用实验手段去模拟自然地理现象的演变过程。模拟实验又分为实物模拟实验和计算机模拟实验。

第一，实物模拟实验，是指利用地理实验器材，采用演示手段，使学生获得地理事物感性认识的一种方法。

案例：模拟地球的运动，理解其地理意义

实验名称：模拟地球的运动，理解其地理意义。

实验材料：地球仪（或其他小型球体），手电筒。

实验过程：播放微课，视频内容为：用手从左向右慢速拨动地球仪，正确演示地球自转方向，分别从北极和南极上空观察地球的自转方向。打开手电筒，代表太阳光照射在地球上。当太阳光直射赤道时，观察地球自转时昼夜半球的交替现象，注意晨昏圈的位置和全球各地的昼夜长短情况。当太阳光直射北（南）回归线时，观察晨昏圈位置的变化，注意全球各地昼夜长短情况出现的变化。

第二，计算机模拟实验，指用计算机技术模拟演示地理现象、地理过程、地理规律等，使学生直观获得地理知识的一种方法。运用地理多媒体教学，可以激发学生的求知欲，帮助学生建立正确的地理概念；可以突破教学重难点、优化教学效果。但不是用计算机实验越多越好，有的实验可能用计算机模拟效果并不好，这就要求教师选择合适的实验、合适的课件，有条件的可以自己设计课件。

2. 教师演示实验和学生操作实验

（1）教师演示实验

教师演示实验，指教师在上课时，配合讲授和谈话，把实物、教具演示给学生，或者向学生做示范性动作，向学生提供感性经验或用来说明，印证所传授的知识。

案例：气旋实验

实验名称：气旋实验。

实验器材：两只气球，丝线，透明胶，教鞭。

实验过程：①把两只气球吹成苹果大小，用长约 30 厘米的丝线扎紧口子；②用透明胶把两条丝线粘在教鞭上，两只气球相隔约 8 厘米；③平举起教鞭，让气球离实验者的脸部约 8 厘米；④向两只的中间吹气。

实验结论：两只气球相互靠拢是由于中心部分的空气上升、形成低气压。

教师演示实验在各个年级的教学中都可采用。演示能使学生获得生动而直观的感性认识，加深对学习对象的印象，把书本上的理论知识和实际事物联系起来，以帮助学生形成正确、深刻的概念。演示教学，由于能提供一些形象的感性经验，较易引起学生的兴趣，集中学生的注意，使学生学得的知识也较易于巩固；在演示教学中，教师若能运用语言指导观察，结合观察对象提问，直至导出结论，还有利于发展学生的观察力和思考能力。

（2）学生操作实验

学生操作实验是学生在教师的指导下，按照一定的要求、步骤所做的实验。

案例：密度流的成因实验

实验名称：密度流的成因实验。

实验器材：一个水槽，中间隔一个玻璃插板，插板两侧都灌进相同的自来水。

实验过程：

实验一：由于温度不同而导致的密度流。在水槽的左侧注入热水并滴入几滴红墨水，在水槽的右侧注入冷水，待两侧水面平齐且完全平稳后，缓缓地将插板抽出，目的是对两侧水体不产生摩擦力。观察结果：底层水由右池流入左池，与此同时，温度较低的右池水面下降，温度较高的左池水面上升，左池水由表层流入右池。

实验二：由于盐度不同而导致的密度流。在水槽的右侧注入盐水并滴入几滴红墨水，在水槽的左侧注入与右侧同温的清水，待两侧水面平齐且完全平稳后，缓缓地将插板抽出，目的是对两侧水体不产生摩擦力。观察结果：加入食盐的右池水体下降并由底部流入左池，未加入食盐的左池水面上升，并由表层流入 右池。

实验三：温度和盐度共同作用形成的密度流。在水槽的右侧注入温度低的盐水并滴入几滴红墨水，在水槽的左侧注入温度高的清水，待两侧水面平齐且完全平稳后，缓缓地将插板抽出，目的是对两侧水体不产生摩擦力。观察结果：加入食盐的温度较低的右池水体下降，并由底部流入左池，未加入食盐的温度较高的左池水面上升，并由表层流入右池。

实验结论：由于密度的差异，海底海水由密度大的海区流向密度小的海区，密度大的海区由于底部海水的流出而水面下降，密度小的海区由于底部海水的补充而水面上升。

在学生操作实验过程中，地理教师要明确要求，严格训练，把实验能力的培养落到实处。除了开始阶段，教师应做出必要的示范，给出实验报告的表格，要求学生完全按照教师的要求完成实验外，教师应尽可能培养学生在教师的指导下，独立思考，独立操作，自己设计记录，完成实验报告，真正体现学生的主 体性。

3. 感知性实验和验证性实验

（1）地理感知性实验

地理感知性实验是指安排在某学习内容之前的实验，目的是使学生通过实验获得对学习内容的初步感知。

案例：季风的形成实验

实验名称：季风的形成。

实验器材：卫生香两根，一只 1 000 瓦的电炉，一面盆冰块。

实验过程：关闭门窗，点燃两根卫生香，使卫生香的烟垂直向上（不受室外气流的影响）。在卫生香的等距离左右两侧分别放一只 1 000 瓦的电炉、一面盆冰块。将电炉通电 5 分钟后，让学生观察卫生香烟的飘动方向。将电炉和冰块交换位置，观察烟的飘移方向。

实验结论：在这个实验中，电炉上方空气加热，气压降低；冰块上方空气冷却，气压升高。卫生香的烟总是飘向电炉上方，说明高低气压的“季节”转换，产生了季风。

（2）地理验证性实验

地理验证性实验指安排于某学习内容之后的实验，目的是使学生通过实验验证所学原理的正确性。该方法对培养学生严谨求实的科学精神和坚持真理的科学态度具有一定的教育价值和意义。

案例：风的搬运作用

实验名称：风的搬运作用。

实验器材：风扇，桌子，泥土，细沙，砾石，湿沙，湿泥，铅笔两只，硬纸片五张

实验过程：①把五种要做实验的物质（干土，细沙，砾石，湿沙，湿泥）分别放在五个纸盘中；②把五个放好的纸盘等间距地放在平展的桌面上（桌面要大些，以保证可以测量物质的搬运距离，以及使所吹的物质不互相覆盖）；③将风扇的风力调节到适当值，并在同等距离的条件下分别吹以上五种物质，时间定为三分钟；④一名学生观察物质被吹的距离，测量距离并做记录；⑤重新准备相同的五种物质，在每种物质中分别放入障碍物（均为两支铅笔），重复以上操作。

实验结论：粒级大、质量大的物质被搬运的距离近；同样粒级、质量的物质，含水的比干燥的难于搬运；各种物质在有障碍物时的搬运作用均减弱。

4. 探究性实验

地理探究性实验是指探索研究对象的未知性质，了解它具有怎样的组成，有哪些属性和运动特征，以及与其他对象或现象的联系等的一种实验。它的重要特征是实验在前、结论在后。

案例：探究水土流失与地表植被覆盖状况的关系

实验名称：探究水土流失与地表植被覆盖状况的关系。

实验器材：两个平底盘，两块砖头，土壤草皮，两把洒水壶（壶 1 壶口漏网细且均匀，壶 2 壶口漏网粗且均匀），水。

实验过程：将两个平底盘的一端分别搁在两块砖头上，使两个平底盘保持同一倾斜程度。将土壤平均分成两份，分别放入平底盘架起的一端，并堆成面积和厚度大体相同的两个土堆。在其中一个土堆上覆盖一层草皮，用壶 1 分别将水在距土堆顶部 20 厘米的高度上均匀洒下，观察相同强度和相同雨量的雨水对两种类型地表的影响。用壶 2 重复步骤，比较雨量相同而强度不同的雨水对同种类型地表的影响。

实验结论：没有植被覆盖的土地水土流失严重，雨水强度越大，水土流失越严重。

新课程标准倡导学生乐于探究，培养学生搜集和处理信息的能力，分析和解决问题的能力，交流与合作的能力。探究性实验注重实验过程的探究性、启发性，实验结论由学生经逐步探索自行得出。学生在实验过程中能够发现问题，并能够对实验中出现的现象和结果进行分析，从而对地理知识的概念、原理和规律有清楚的认识。

5. 地理观测

地理观测法是指学生在教师的指导下，通过对室外地理要素或现象进行系统的观察和测量而完成既定学习任务的一种教学方法。地理观测包括地理观察和测量。观察能力是人们智力总体中不可缺少的重要一环，它往往是获得知识、发展智力的前提。观察是智力发展的基础，没有观察就不可能有丰富的想象、理论的概括和创造性的思维。观察还能激发学生的求知欲和探究新事物的好奇心。地理观察是有目的、有意识、有计划地对地理事物和现象进行感知、考察和研究的活动。观测性的活动内容包括：天文现象的观察，如月相变化、寻找北极星及四季星座、行星的观察，日食和月食的观察，以及天文时事现象的观察；自然现象的观察和观测，如气候现象、物候现象的观察，到野外进行地质地貌观察。

案例：月相观察

实验题目：观察月相变化。

实验器材：铅笔，自制空白日历、月相对照卡片。

实验过程：

①到室外观察月亮。将当天看到的月亮的样子画到当天日历的空白位置上。

②每天记录你看到的月亮的样子。阴天时也别担心，跳过那一天，晴天时继续观察，至少要坚持五周。

③将五周时间内每天画出的月亮的样子，对照月相索引卡片写上月相的名称。

④寻找月相的规律。

⑤用这个规律来预测下个月会看到什么。拿出为下个月准备的日历并在上面写上“预测”。画下月的每一天可能看到的月亮的样子。

⑥用下个月空白日历继续把观察到的月相记录下来。在这个日历上面写上“观察”，像上个月那样记录。

⑦一个月后，比较一下预测和观察，描写一下它们有多大的一致性。

实验结果：深刻理解月相图，甚至自己能够绘出月相图。

教师要对观测的内容进行指导，对于一些观测时间较长的活动，教师应该时时督促学生坚持完成，采用多种方法来鼓励学生坚持到底。

6. 地理调查

地理调查的实践性较强，要求学生通过查阅资料、实地调查或参观访问等方式积累材料，并加以整理、分析，得出结论，提出建议。地理调查内容主要是指人文地理方面的内容，如土地利用调查、水土流失调查、环境污染调查等方面。调查活动能培养学生的社会调查能力、野外观察能力、资料收集能力与分析加工能力，以及培养学生关心家乡自然、人文环境等非智力因素，有助于提高学生的综合素质。高中阶段调查的主要内容应结合乡土地理。下面是学生做的关于达茂旗的调查。

活动包括农区（乌克忽洞）退耕还林、牧区（额尔登敖包）草场退化、矿区（石宝）区位选择的调查。在调查过程中采取小组分工的方式：全班有 45 位同学，根据就近原则，将男生和女生、学习成绩较好的和有一定困难的、性格内向的和外向的分到一起，形成一种互补。即分成三组（农区组、牧区组、矿区组），每组 15 人，各组内部分工协作，并选一位小组长负责督促、协调工作。

案例一：达茂旗退耕还林、草场退化的调查

调查课题：达茂旗退耕还林、草场退化的调查。

调查目的：①了解达茂旗退耕还林和草场退化的现状并分析其原因。②学会地理调查的方法。③正确认识人类发展与环境的关系，树立可持续发展的观念。

调查地点：乌克忽洞、额尔登敖包。

调查时间：暑假。

调查汇总、分析：学生自己设计表格，通过数字来说明问题。农区组的同学要了解退耕前后人均土地的变化、耕地亩产的变化，退耕还林项目实施以来每户退了多少地、是否愿意继续退地，不同的人对退耕还林的认识等。牧区组的同学要了解目前牧区畜牧业发展状况、每亩草地的产草量、羊单位的需草量、草场的退化情况、牧民对草地的认识和保护意识。

案例二：石宝铁矿的调查

调查课题：石宝铁矿的调查。

调查目的：①进一步认识影响石宝铁矿布局的因素。②运用影响工业区位因素的知识，分析石宝铁矿布局的合理性。③通过调查实践活动初步学会一种调查工厂布局的方法。

调查地点：达茂旗石宝铁矿。

调查时间：夏季。

调查准备：设计调查提纲，即①石宝铁矿的位置、规模、主要产品；②铁矿的销售市场；③主要协作厂及其分布；④产品、原料、设备的运输方式及交通运输条件；⑤劳动力数量、素质要求及劳动力来源；⑥技术要求及解决途径；⑦“三废”的处理及排放情况，“三废”对周围地区环境的影响。

调查过程：①请被调查者填写问卷，并向调查者提出问题。②了解并参观铁矿生产流程。③了解铁矿交通运输条件和“三废”处理、排放情况。

调查汇总、分析：知道石宝铁矿布局有哪些有利因素，有哪些不利因素，是怎样克服这些不利条件发展生产的，有哪些需要进一步解决的问题。

调查结果交流总结：每个组的同学派一个代表负责陈述本组的调查结果及依据，其他同学可以提问，采取你问我答的形式尽量把问题问清楚。通过交流，三个小组的同学都能理解所调查内容，不仅掌握了知识，也学会了调查这种方法，而且有效地解决了如果实验都做就课时不够的矛盾。

撰写调查报告：根据调查结果撰写调查报告或小论文。

7. 地理教具制作

案例：制作自流井模型

在长方形盘子的底部铺上一层黏土，使一端较高。在黏土上面铺上 4 厘米的湿沙，再在湿沙上面放一薄层黏土，注意使它紧紧封住盘子的各边。把漏斗插入较高端，使其底部到达湿沙层。在较低端插入一根短吸管，也使其底部到达湿沙层（以上步骤由师生共同配合完成）。然后，教师向漏斗中缓缓加水，并指导学生观察吸管中的水位高度。

地理教具作为一种直观教学手段，在小学和初中应用较多，高中生的思维品质较之小学生和初中生有了明显的提高，抽象思维能力大大增强，所以高中地理教学对这一类直观手段的运用较少一些。但在一些具体问题上，由于超出了学生的经验和想象，直观的手段对于帮助学生理解仍然是有益的。所以在高中阶段，在适当的时机教师还是要提倡、鼓励学生自制一些简易的教具。

另外，地理实验教学还必须有丰富的课程资源为后盾。这些课程资源有：一是地理课程必备的相关仪器、挂图、模型、标本等；二是教学软件及与教学内容相关的资料库、典型案例等；三是地理专用教室、地理园；四是校外地理课程资源，地理实验基地，如气象台、农业示范园等。总之，地理实验是新课改下教学的重要环节，对此，教师应努力探索，敢于尝试，不断创新，寻找多种有利于学生全面发展的地理实验教学方法，推动新课改顺利实施。

（三）高中地理实验分类

1. 按照地理学科特点分类的实验

按照地理学科特点分类，高中地理实验可分为自然地理实验、人文地理实验（包括经济地理实验）和综合地理实验。其中，自然地理实验又分天体运动模拟实验、大气圈实验、水圈实验、生物圈实验、岩石圈实验等实验类型。

（1）自然地理实验

自然地理实验又可分为天体运动模拟实验、大气圈实验、水圈实验、岩石圈实验等。

首先介绍天体运动模拟实验。

案例一：演示地球自转方向实验

实验材料：球状物即可。

实验步骤：

第一步，在小球上标出南极点、北极点。北极点朝上，模拟地球绕地轴自西向东转动。

第二步，从北极点上方观察小球的运动方向并记录旋转方向。

第三步，保持小球的旋转状态不变，将小球举高，从南极上空观察小球的运动方向并记录旋转方向。

实验结论：从北极上空看，地球呈逆时针方向旋转；从南极上空看，地球呈顺时针方向旋转。

本实验非常简单，易于操作，却解决了学习上的一个难点，达到了事半功倍的效果。

案例二：演示昼夜交替现象实验

实验材料：地球仪或其他不透明正球体，手电筒，一张网格状醋酸纸。

实验步骤：

第一步，将网格状醋酸纸贴到强光手电筒上，手电筒光对准不透明小球，可见带有网格的光线只能覆盖半个球面。

第二步，画出亮半球与暗半球的分界线，即晨昏线（网格存在的地方为昼半球）。

第三步，在小球上找一个参考点，让小球按照地球自转方向旋转，可见参考点处昼夜不停地交替。

实验结论：地球既不发光又不透明，同一时间，太阳照亮地球的一半，昼夜半球的分界线叫晨昏线。由于地球自西向东不停地自转，在地球上的同一地点昼夜不断地进行交替。

案例三：验证地转偏向力实验

实验材料：地球仪或雨伞，红墨水，墨水笔等。

实验步骤：

第一步，使地球仪北极点竖直向上，保持静止状态，在地球仪北半球高纬度处用墨水笔滴下一至两滴红墨水（墨滴一定要小），观察墨水流动状况。

第二步，自西向东匀速旋转地球仪，同时在地球仪北半球高纬度处滴下一至两滴红墨水，观察墨水痕迹，描述偏转方向。

第三步，使地球仪南极点竖直向上，自东向西匀速旋转地球仪，在地球仪南半球高纬处滴下一至两滴红墨水，观察墨水痕迹，描述偏转方向。

实验结论：在地球仪保持静止状态时，墨水竖直向下流。当地球仪北极点竖直向上旋转时，墨水痕迹向右偏转。模拟南半球时，墨水痕迹向左偏转。本实验证明了地转偏向力的存在，并且它使运动的物体在北半球向右偏转，在南半球向左偏转。

其次介绍大气圈实验。在高中地理的学习中，大气圈知识成为继地球运动知识之后的又一个难点。其难在大气运动过程的抽象性。地理实验课程正是用具体的实验把抽象的知识规律形象化，利于学习者的理解，从而化解难点。因此，大气圈类实验是自然地理实验的重要组成部分，其主要有热力环流模拟实验、锋面模拟实验、温室效应模拟实验。

案例四：热力环流模拟实验

实验材料：稍大的废弃纸盒（长 7 厘米左右，宽 6 厘米左右，高 5 厘米左右），透明塑料薄膜一块（大小以遮挡住废弃纸盒敞口平面为宜），透明胶带，小刀，香（烟大一点如蟑螂香等），冰块，放冰块的盆子，一碗热水，火柴或打火机等。

实验步骤：(www.xing528.com)

第一步，将废弃包装纸盒的正面用剪刀剪掉，留下其他面，横放在桌子上。在即将放入冰块的一侧的正上方，用小刀开一个小孔，能垂直插入香即可。

第二步，关上门窗，把一盆热水和一盆冰块分别放入盒内的两侧。

第三步，用透明胶带将透明塑料薄膜固定在纸盒的敞口平面上，并将这个平面正对观察者。

第四步，点燃香，从小孔垂直插入适当深度，观察烟的运动情况。

实验结论：冰块正上方的烟为下沉运动，热水正上方的烟为上升运动，在纸盒的底部和顶部的烟做水平方向运动。在纸盒的顶部，烟由热水的正上方向冰块的正上方流动，在纸盒的底部烟的运动方向与之相反。烟在纸盒内形成环流。

评价：实验过程中注意关好门窗，避免干扰。实验材料为日常用品，可用冰箱内的冷冻食品代替冰块，注意防火安全。如果能找到透明的塑料盒或长方形玻璃缸代替纸盒，演示效果会更好一些。

本实验可采取小组合作的形式。由于取材方便，易于操作，可以多个小组同时进行。这样每个学生都动手操作，不仅增强了学生的探究兴趣，而且还可以锻炼学生的动手操作能力。实验的结论由各小组成员共同观察探究得出。要求画出热力环流图，并进一步解释垂直方向、水平方向气流运动原因即环流原因。在实验过程中，学生的注意力和观察力得到了锻炼。在完成整个实验过程之后，教师引导学生思考更大空间尺度的热力环流（如海陆之间的热力环流），乃至全球范围内的冷热不均引起的热力环流，得出全球尺度的单圈环流的模型。在此模型基础上，加上条件一：地球自转产生地转偏向力。在冷热不均引发单圈环流的基础上，加上地转偏向力的影响产生三圈环流，从而得出全球七个气压带和六个风带。再加条件二：太阳直射点的季节性移动，全球的气压带和风带也在随太阳直射点季节性移动。再加条件三：海陆热力性质的不同。气压带只保留在海洋上，被广阔大陆上所形成的相反的气压中心切断，而在海洋上只形成一个个高压或低压中心，季风随之产生，从而得出气压带和风带以及季风等大气环流所影响下的全球气候模式。这环环相扣的探究过程离不开实验者的分析能力、理解能力、想象能力与逻辑思维能力。由此可见，长期开设地理实验课程将有利于学生整体学习能力与素质的提高。

案例五：锋面模拟实验

实验材料：玻璃缸，隔板，红墨水，蓝墨水，食盐，凉水，热水，筷子。

实验步骤：

第一步，在玻璃缸中间固定隔板，确保它的封闭性。

第二步，将隔板的两侧分成甲、乙两个区域。在甲区域加入少许红墨水，在乙区域加入适量食盐和少许蓝墨水。

第三步，分别在甲、乙两个区域注入热水和凉水，使其深度一样，大约 10—15 厘米（如食盐还未完全溶解可用筷子搅拌）。

第四步，将隔板向上抽出，观察凉水和热水的混合状况。

实验现象及结论：两种不同性质的水在混合时，交界处发生扰动，形成倾斜交界面。

案例六：温室效应模拟实验

实验材料：一个带盖的玻璃瓶，两支温度计，一个三脚架（或其他用品能固定温度计即可），手表，小刀等。

实验步骤：

第一步，把两支温度计甩到最低温度，在玻璃瓶盖上开一个小孔，把温度计一放在玻璃瓶中，瓶口密封好。将温度计二固定在三脚架上。

第二步，将玻璃瓶和三脚架放到室外有阳光照射的地方，保持相同的高度。

第三步，在 3 小时后，观察两只温度计的数值变化。

实验现象及结论：3 小时后，温度计一显示的温度高于温度计二显示的温度。这是因为瓶内的二氧化碳和水蒸气能吸收瓶壁放出的长波辐射，所以瓶中温度高。

再次，水圈设计的实验主要有演示水循环实验、密度流的形成实验、自流井的形成实验等。

案例七：水循环实验

实验材料：脸盆，透明塑料薄膜，橡皮筋，透明玻璃杯，干燥土壤，水等。

实验步骤：

第一步，在室外选择能接受阳光照射的适宜位置安放、固定面盆。在透明玻璃杯中装入半杯干燥土壤。在面盆中注入清水，清水深度 3—4 厘米为宜。将装进干燥土壤的玻璃杯放在面盆中央。

第二步，用干燥的透明塑料薄膜覆盖面盆口，用橡皮筋将透明塑料薄膜固定在面盆上，使面盆内部变成封闭的环境。将一块重量适当的鹅卵石压在塑料薄膜的中央，使其在玻璃杯的正上方。（鹅卵石把塑料薄膜的中央下压 1—2 厘米，不能使塑料薄膜破损。）

第三步，在四五天后观察塑料薄膜内部是否干燥，玻璃杯里的土壤是否干燥。

实验现象及结论：塑料薄膜内部不再干燥，有小水滴凝结，小水滴向薄膜低处汇聚，向玻璃杯滴下。玻璃杯中的土壤变潮湿。该实验模拟了蒸发、水汽输送、水汽凝结、降水的水循环过程。

案例八：密度流模拟实验

实验材料：一个 10 厘米×10 厘米×10 厘米的玻璃缸，玻璃缸中间有密闭隔板，隔板上下各有一个圆形小洞，小洞的直径大约 2 厘米，适量清水和颜色微黄且不溶于水的食用油。

实验步骤：

第一步，在玻璃缸的中间放入隔板并且将隔板上的小洞密封。确保隔板两侧的封闭性。

第二步，在隔板两侧分别注入清水和食用油，要求水和油的深度相同。

第三步，将小洞同时打开，观察水和油的流动方向。

实验结论：由于水的密度大于食用油的密度，玻璃缸底部的水流入油中，玻璃缸顶部正相反。

案例九：“自流井的形成”实验

实验材料：一根透明塑料管（长 1 米左右），锥子，水龙头等。

实验步骤：

第一步，将塑料管的一端与水龙头连接好，用塑料薄膜和橡皮筋密封好，确保不漏水。另一端向上弯曲，开口处位置比水龙头低些。

第二步，打开水龙头，调节水量大小，让水缓缓地从另一端流出。

第三步，在塑料管弯曲处上部扎一个针眼，让水流出，观察针眼处水喷出的高度。

第四步，堵上这个针眼，选择另一点再扎一个针眼，观察针眼处水喷出的 高度。

重复第四步。

实验结论：针眼处的水流模拟了自流井的形成，水流喷出的高度都在塑料管两个开口的连线以下。

最后，岩石圈实验包括河流侵蚀实验、洪积扇模拟实验、背斜储油构造模拟实验等。

案例十：河流侵蚀实验

实验材料：两个泡沫盒（40 厘米长、30 厘米宽、15 厘米高），土壤，清水，一个标志物（旗子、火柴、树枝等）。

实验步骤：

第一步，将两个泡沫盒 30 厘米的边切去，对接起来。将土壤铺在两个泡沫盒里，土壤深度一致，大约 10 厘米。将一个泡沫盒的一头垫起，大约呈 30°角。另一个泡沫盒水平放置。在垫起的泡沫盒的顶端插一标志物。

第二步，让水杯的杯口贴近土面，在标志物的下方，离其大约 3 厘米处倒水，让水缓慢流出。

第三步，观察流水的侵蚀状况。

实验现象及结论：①标志物处受到侵蚀，标志物倒了，模拟溯源侵蚀。河流向着源头的方向变长。②垫起的泡沫盒代表河流上游，可见向下侵蚀的较深。模拟下蚀。河流上游下蚀强烈，河谷变深。③平铺的泡沫盒代表河流中下游，河谷变宽，模拟侧蚀。

案例十一：洪积扇模拟实验

实验材料：

50 厘米长、40 厘米宽、10 厘米高的泡沫盒，小刀，细沙，粗沙，直径 18 厘米左右的小石子，水。

实验步骤：

第一步，将泡沫盒 40 厘米的边去掉，用 50 厘米底边拐角处作为山谷。将其一端垫起 45 度角，固定好。

第二步，将混合好的粗细沙、小石子放在垫起的泡沫顶端；在泡沫顶端开始往下倒水。

第三步，观察堆积体的形状和分选状况。

实验现象及结论：混合物呈扇形铺开。扇顶地势高，扇缘地势低。扇顶颗粒物较大，越接近扇缘颗粒物越小。

案例十二：背斜储油构造模拟实验

实验材料：一根透明塑料管（50 厘米长），清水，食用油。

实验步骤：

第一步，将适量的清水、食用油注入透明塑料管中，保留一定量的空气，将管子两端用塑料薄膜和橡皮筋密封好。

第二步，向下弯曲管子，模拟向斜，观察油、气、水的位置。

第三步，向上弯曲管子，模拟背斜，观察油、气、水的位置。

实验结论：背斜为储油、储气构造，向斜为储水构造。

（2）人文地理实验

人文地理知识容量大，与社会生活联系更加紧密。高中地理教材顺应地理学科的发展和社会需要，设计了人口地理知识，城市化和城市合理规划，农业、工业、交通运输的区位选择，文化和旅游等方面的知识，加强了实用性和学生能力的培养，让学生更深刻地了解人地关系。人文地理实验与自然地理实验相比较，突出了实地调查、数据分析的实验方法。而自然地理实验主要是通过各种具体材料进行模拟验证。高中阶段涉及的人文地理实验主要包括区域人口自然增长和机械增长调查、城市用地和功能区的调查、商业网点布局调查、交通对城镇发展影响调查、工农业布局区位因素调查、产业结构调整与可持续发展调查、交通线规划、城镇规划、旅游规划等实践活动。

案例：进行人口调查活动

调查目的：了解本市某区人口分布及增长状况。

调查对象：本市某区。

调查步骤：

第一步，组建调查小组，每组 3—4 人为宜，确定各小组的调查区域和调查目的。

第二步，查找资料，主要是居委会、民政局、统计局等部门的资料，包括人口普查资料，反映调查区域内人口变动情况的具体资料，以及耕地、粮食、水资源等辅助资料。还可设计调查表格向居民直接调查，以取得所需的第一手资料。

第三步，资料整理，把调查来的资料，根据调查的目的，进行归纳统计、 制表。

第四步，分析总结，撰写调查报告或小论文，一般分序言、本论和结论三 部分。

调查报告是调查活动的过程和成果体现，调查报告要明确调查的目的，解析调查的意义，详细记录调查方式和调查内容、过程，最后整理汇报调查分析的成果。实践调查并非能解决预先设定的所有问题和疑惑，所以调查者可在实践报告中列出未解决的问题及进一步解决此问题的调查思路。

（3）综合地理实验

综合地理实验既包括自然地理要素也包括人文地理要素。综合地理实验包括环境问题实验（生态破坏实验和环境污染实验）、环境问题调查实验、土地利用类型调查实验等。

案例一：生态破坏实验——水土流失

实验准备及实验材料：将学生分成三个大组，各小组分别准备 50 厘米长、40 厘米宽、10 厘米高的泡沫盒两个，带杂草的泥土，洒水壶，水桶，弹簧 秤等。

一组实验步骤：

第一步，一组同学把两个泡沫盒装满泥土（取土地点一致，整体取土，不要破坏土壤结构，土面没有植被或植被稀疏效果明显）。

第二步，将泡沫盒放置在桌子上并与桌面成 20°角。用小刀在泡沫下方边缘割一个 10 厘米的开口，方便水土流走，正下方分别放置一个小桶。

第三步，在洒水壶里装上等量的水，用洒水壶向两盒泥土上分别用不同的方式淋水，在第一个盒上淋水时，稍稍倾斜洒水壶，使“降水”的强度小。在第二个盒上淋水时，尽量倾斜洒水壶，使“降水”的强度大。

第四步，观察流出的水土的浑浊程度，将水桶中收集到的水土称重，经过沉淀干燥后计算各自的泥土量。

一组实验结论：“降水”强度大的盒子流出的水土浑浊程度大，经称重后发现其水和土的流失重量都大。相同降水量下，“降水”强度小，水土流失量小，“降水”强度大，水土流失量大。

二组实验步骤：

第一步，二组同学把两个泡沫盒装满泥土（取土地点一致，整体取土，不要破坏土壤结构，土面没有植被或植被稀疏效果明显）。

第二步，将泡沫盒放置在桌子上并与桌面分别成 20°角和 45°角。用小刀在泡沫下方边缘割一个 10 厘米的开口，方便水土流走，正下方分别放置一个 小桶。

第三步，在洒水壶里装上等量的水，淋水时洒水壶的倾斜角度相同，即“降水强度”相同。

第四步，观察流出的水土的浑浊程度，将水桶中收集到的水土称重，经过沉淀干燥后计算各自的泥土量。

第五步，在前四个步骤结束以后，单独拿出与桌子呈 45°角的木盒，使其倾斜角度渐渐增大到 90°，用洒水壶保持相同的倾斜角度一直淋水，观察流出的水土的浑浊程度。

二组实验结论：相同“降水量”和“降水强度”下，坡度为 45°角的泥土比坡度为 20°角的泥土流出的水土的浑浊程度大，经称重后发现坡度为 45°角的泥土水和土的流失重量都大。与桌子呈 45°角的木盒，在倾斜角度渐渐增大的过程中，水土的浑浊程度先变大后变小。水土流失与地形坡度有关，在一定坡度内（大约为 70°），地形坡度越大，水土流失的程度越大。

三组实验步骤：

第一步，三组同学将两个泡沫盒装满生长着草的泥土（取土地点一致，整体取土，不要破坏土壤结构，土面植被丰富）。将第二个盒中的草拔掉。

第二步，将泡沫盒放置在桌子上并与桌面成 40°角。用小刀在泡沫下方边缘割一个 10 厘米的开口，方便水土流走，正下方分别放置一个小桶。

第三步，在洒水壶里装上等量的水，淋水时洒水壶的倾斜角度相同，即“降水强度”相同。

第四步，观察流出的水土的浑浊程度，水桶中收集到水土称重，经过沉淀干燥后计算各自的泥土量。

三组实验结论：相同“降水量”和“降水强度”下，在相同坡度条件下，植被覆盖好的盒中流出的水土的浑浊程度小，经称重后发现植被覆盖好的盒中水和土的流失重量都小。由此可推断绿色植被有抑制水土流失的作用。

通过做该实验，学生对水土流失的影响因素有了更深刻的理解，在此基础上教师引导学生思考如何防治水土流失。在所有的自然要素中，气候要素是难以改变的，如实验一组所考察的降水强度是难以改变的，但是限制陡坡开垦（国家规定坡度在 25°以上不能进行开垦）是可行的。恢复地表植被是最有效的措施之一。因此要限制滥砍滥伐、过度放牧，在黄土高原——水土流失的重灾区还要通过打坝淤地、建鱼鳞坑、建设沟谷防护林等措施防治水土流失，保护土壤肥力。教师要引导学生画出水土流失的影响因素、原因、危害以及防治措施的思维导图，这样就不难发现人为原因成为现今水土流失加剧的主要原因。通过一个小小的实验，引发学生深入地思考人与环境应该如何相处，人应该如何保护环境并合理地开发环境。学生在价值观念上得到了提升。

案例二：环境污染实验——水体富营养化实验

实验材料：凤眼莲，农业氮磷化肥，含磷洗衣粉，无磷洗衣粉，清水，四个面盆等。

实验步骤：

第一步，在四个等大的面盆中分别注入等量的清水，约 5—6 厘米深。在前三个面盆中分别倒入重量相等（约克）的农业氮磷化肥、含磷洗衣粉、无磷洗 衣粉。

第二步，选择长势相似的凤眼莲，将其平均分成四份，分别放到四个面盆中。为使凤眼莲重量相等，可先用弹簧秤进行称重。

第三步，将四个面盆放置在窗台上接受光照。保证室温在 15—27 度。5 天为一个观察周期，观察凤眼莲的长势、抽叶状况，比较茂密程度及盆中溶液的浑浊程度，进行记录。

第四步，一个月后进行称重，比较四个面盆中凤眼莲的重量。称重后重新把凤眼莲放入各自溶液，继续观察。

实验结论：凤眼莲长势状况由好到差的排序为农业氮磷化肥溶液、含磷洗衣粉溶液、无磷洗衣粉溶液、清水。水体的浑浊度由大到小的排序也是如此。由此可见，农业化肥、含磷洗涤品会加重水体的富营养化。再继续观察可知，农业氮磷化肥溶液中的凤眼莲在极度的生长后衰败、腐烂，溶液开始变黑变臭。由此印证了水体富营养化的结果。

通过做该实验，学生对环境污染尤其是水污染有了更深刻的理解。学生对生活污水、农业废水以及更加严重的工业废水的净化处理的环境意义有了深刻的认识。学生对日常洗涤用品的选择有了新的认识。由此可见，学生在实验中增强了环保意识，带动了日常生活中的环保行动。

综合地理实验有时需要对自然要素和人文要素进行调查和综合分析。这类实验往往需要收集大量资料，充分了解研究区域的自然地理环境和社会人文环境的一般特征，分析特征和地理要素之间的相关程度，进而探究区域发展规律，为区域发展策略的制订提供依据。例如，乡村土地利用调查、区域发展规划调查等。

2. 按照实验方式分类的实验案例

按照实验方式的不同可将地理实验分为模型实验、计算机模拟实验、调查实验等。

本书涉及的自然地理实验中的天体运动模拟实验、大气圈模拟实验、水圈模拟实验、岩石圈模拟实验等都属于模型实验。人文地理实验涉及的区域人口自然增长和机械增长调查、城市用地和功能区的调查、商业网点布局调查、交通对城镇发展影响调查、工农业布局区位因素调查、产业结构调整与可持续发展调查、交通线分布调查、城镇分布调查、旅游景点分布调查等实践活动都属于调查实验。此处不再赘述。以下对计算机模拟实验案例进行介绍。

计算机技术能够模拟演示难以描述清楚或难以用实物模型进行实验验证的地理知识，将抽象的知识形象化、动态化，使知识难点迎刃而解。这成为计算机模拟的最大优势。高中地理教材中有很多地理现象、过程和规律，超出了学生的感知范围，采取地理实物模型实验的难度较大、耗时较长，效果也不是很理想，成为教学的难点。对于地球绕太阳公转过程及由此产生的太阳直射点在南北回归线之间的移动规律，可利用计算机多媒体设计制作三维动画，实现地球绕日公转过程中的位置远近、速度快慢的变换，从而使学生更直观地感知这一知识难点。对于时间尺度、空间尺度大的难以观测的地理环境、现象和过程等，如大气运动过程、洋流运动过程、水循环和地壳物质循环等，都可以用计算机多媒体技术进行立体、直观的模拟。例如，运用 PowerPoint 制作东亚季风成因动画图，让学生进行操作，如此一来高低压的运动方向、水平气压梯度力的方向、地转偏向力的方向和冬季风夏季风吹拂方向一目了然，有利于学生掌握季风的形成。

案例一：学生用 PPT 模拟冷暖锋过境天气变化

实验目的：学生通过用 PPT 模拟冷暖锋过境时的天气变化，掌握冷暖锋过境时天气变化的特点。

实验步骤：①将学生进行分组，每组 3—4 人。每组一台计算机进行操作。②学生在教师的指导下打开演示文稿，用手绘动画图的方式，分别绘制三张冷锋过境前、过境时、过境后的图。暖锋图的绘制过程同上。③每组有一名同学进行演示和讲解。重点讲解过境前、中、后受什么气团控制以及天气状况。④由其他小组对其讲解进行评价和补充总结，最后教师评价、补充。

从实验操作者上来划分，计算机模拟实验可划分为学生操作实验、学生制作实验和教师演示实验等。

学生动手操作实验指学生利用教具或其他实验器材，根据实验目的不同，通过小组合作的方式自主设计实验、动手操作获得实验结果的教学方法，如案 例二。

案例二：背斜、向斜模拟实验

实验目的：利用竹片演示背斜向斜的形成。

实验步骤：①学生每人准备两片 2 厘米×2 厘米的竹片。②学生用力使竹片向上弯曲，注意用力适度，不要将竹片折断。观察往上弯曲的竹片，在弯曲部分的顶端有很多的毛刺。有的纤维已经开裂。思考如果毛刺代表岩层，就很容易被侵蚀。③学生用力使竹片向下弯曲，注意用力适度，不要将竹片折断。弯曲处的上端平面不仅没有毛刺，也没有开裂的纤维，由于挤压变得更坚实一些。思考如果是岩层，这里就不容易被侵蚀了。

实验结论：背斜向上隆起，背斜的顶部受张力，易被侵蚀成谷地；向斜向下弯曲，向斜的槽部受挤压力，不易被侵蚀，反而形成山地。

学生亲自动手，在轻松、有趣的实验气氛中获得了直接经验，突破了学习的难点，体验到地理实验学习的快乐。下面，案例三、案例四和案例五所示的是学生制作实验。

案例三：“昼夜长短变化”模具制作实验

实验目的：通过模具制作，演示不同季节昼夜长短变化。

实验材料：5 厘米×5 厘米的白色泡沫，10 厘米×10 厘米的硬透明塑料纸两张，两颗小型金属钉，粗碳素笔，圆规等。

实验步骤：①在一张硬透明塑料纸上，用圆规画一个直径 5 厘米的圆，代表地球。在圆上画出圆心、赤道、南北回归线、南北极圈。②在另一张硬透明塑料纸上用圆规画一个等大的圆，做出圆的一条直径，一半画上斜杠阴影，代表夜半球，另一半代表昼半球。画出太阳平行光线。（注意：太阳光线与晨昏线垂直。）③把第一张硬透明塑料纸用金属钉固定在白色泡沫上（圆心处不固定金属钉），把第二张硬透明塑料纸覆盖在第一张上，使两个圆重合。在圆心处将金属钉固定在白色泡沫上。④转动表层硬透明塑料纸，演示不同季节的昼夜长短及其变化状况。

实验结论：自春分到夏至，北半球各纬度昼长大于夜长，纬度越高，昼越长，夜越短。北极点周围出现极昼。白昼在变长，极昼范围在扩大。夏至日北半球昼最长，夜最短，北极圈及其以北地区出现极昼现象。自夏至到秋分，北半球各纬度昼长大于夜长，纬度越高，昼越长，夜越短。北极四周出现极昼。白昼在变短，极昼范围在缩小。自秋分到冬至，北半球各纬度昼长小于夜长，纬度越高，昼越短，夜越长。北极点周围出现极夜。白昼在变短，极夜范围在扩大。冬至日北半球昼最短，夜最长，北极圈及其以北地区出现极夜现象。自冬至到第二年春分，北半球各纬度昼长小于夜长，纬度越高，昼越短，夜越长。北极点周围出现极夜现象。白昼在变长，极夜范围在缩小。春秋分全球昼夜平分。只要太阳直射点位于北半球，则北半球昼长于夜；只要太阳直射点向北移动，则北半球的白昼变长。

案例四：三圈环流实验

实验材料：地球仪，透明胶布，白色硬纸条，红黄蓝油画笔，剪刀。

实验要求：用硬纸条表示三圈环流。用不同颜色的油画笔标注上升、下沉气流和近地面气流。

实验步骤：

第一步，将硬纸条剪出箭头并涂上红色，箭头向上代表赤道上升气流，用透明胶布将其固定在地球仪上。用剪出箭头的白色硬纸表示低纬度高空气流，使其指向北，用透明胶布固定在代表赤道上升气流的硬纸条上，在北纬度粘贴涂上蓝色的硬纸条，它代表下沉气流。在赤道和北纬度之间粘贴涂上绿色的硬纸条，代表赤道和北纬度之间近地面的大气运动。依照此方法制作北半球中纬度和高纬度环流圈。上升气流用红色表示，下沉气流用蓝色表示，高空气流白色表示，近地面气流从高纬流向低纬的用绿色表示，从低纬流向高纬的气流用橙色表示。注意箭头的指向。

第二步，三圈环流模型制作完成以后，小组之间相互描述全球七个气压带、六个风带的成因。

第三步，画出全球气压带、风带模式图，总结气压带、风带分布规律。并指出受单一气压带或风带控制下的气候类型和气候特征，受气压带和风带交替控制下的气候类型和气候特征。

昼夜长短变化是地球公转的意义之一，地球公转的意义和三圈环流是自然地理学习中的重点和难点，制作模具的过程既锻炼了学生的动手能力，又加深了其对这一难点的理解和掌握程度，模具制作完成后学生之间的相互演示和讲解让难点的掌握更扎实，过程更有趣味。

在地理实验教学中，由于受实验器械缺乏的限制，或受课堂时间的限制，由学生分组亲自进行试验探究难以实现。这时，教师可利用有限的实验器械与学生共同演示实验过程。教师在此过程中承担了实验的主要任务，即控制好实验节奏，巧妙设计问题，引导学生积极思考和讨论；学生在这个过程中仔细观察、认真思考、踊跃发言、大胆预测，也可以达到实验的培养目的，取得较好的教学 效果。

案例五：正午太阳高度和昼夜长短的纬度分布规律

实验目的：通过制作模型，观察得出正午太阳高度和昼夜长短的纬度分布 规律。

实验时间：本实验安排在晚上来做效果明显。

实验材料：一个强光手电筒，纸张，铅笔，量角器，牙签，一张画有坐标方格透明的醋酸纸，一个小地球仪。

实验步骤：①把醋酸纸粘到手电筒的玻璃上，将三脚架放在桌子的中心。把手电筒固定在三脚架上，使手电筒的高度距离桌面 3 厘米左右，手电筒中心正对地球仪地心。②把教室灯光调暗，让地球仪的北极点指向北方，转动三脚架，让手电筒在地球仪的正南方向照亮地球，手电筒中心正对地球仪地心。此时表示的是冬至日。③醋酸纸的坐标方格衬映在地球上。观察白昼的范围。④让地球仪自西向东缓缓转动，观察南极圈及其以南地区一天之内是极昼，北极圈及其以北地区一天之内是极夜。观察自南向北昼弧的变化，从而得出冬至日昼夜长短的规律。⑤把地球仪分别放在三脚架的西侧、南侧、东侧，重复实验。④分别演示春分、夏至和秋分的昼夜长短状况。⑥在地球仪北纬度、东经度固定一段长 5 厘米的牙签。重复步骤④和步骤⑤，观察牙签影子的长度并做好记录。影子最短时即正午太阳高度达到最大。分别记录在地球仪的什么位置方格的形状变得最大和最小。⑦沿东经度，分别在赤道、北回归线、北纬度、北极点、南回归线、南纬度、南极点固定长 5 厘米的牙签。重复步骤④和步骤⑤，观察牙签影子的长度并做好记录。⑧将地轴竖直向上，重复步骤④、⑤、⑥，演示黄赤交角为 23°26′ 时，地球仪在公转过程中各地昼夜长短的变化和正午太阳高度的变化。⑨绘图和填表。绘制在地球公转的过程中，太阳光直射赤道和南（北）回归线的示意图，试填不同节气正午太阳高度和昼夜长短变化表格。

实验思考：①两分两至日的昼夜长短状况。②在两分两至日，地球仪上哪个区域的方格最小，牙签的影子最短？体现了什么规律？③用观测的现象和数据来解释季节的成因。④黄赤交角为 23°26′ 时，地球仪在公转过程中各地昼夜长短的变化和正午太阳高度的变化。

3. 按照课程标准不同要求分类的实验案例

课程标准对实验的要求是不同的，可分为课程标准要求实验、课外兴趣研究实验。接下来，主要探讨课外兴趣研究实验。

课外兴趣研究实验是指学生在教师的指导下，用一定的仪器或工具设备，利用课外时间，通过实际操作，获得对地理事物的感性认知，掌握地理知识的实验。学生组织兴趣小组，可自由地进行实验的设计、实验材料的搜集和实验过程的操作，如学生测算当地经纬度坐标，用手表定方位，利用 GPS 进行野外救援模拟等。在这个过程中，学生处于自由、主动的状态，思维活跃、主动探究的习惯得到培养，动手操作能力得到加强，且成功的实验验证成果增强了其探究的信心，引发其对生活中地理现象的探究兴趣，甚至为学生从事科学研究奠定了 基础。

案例：体会 GPS 的汽车导航功能

实验目的：体会 GPS 的汽车导航功能。

实验步骤：①打开汽车导航装置。②汽车导航装置可以显示道路图和本车的位置，输入出发点和目的地的地名。③系统显示多条可行路线，从中选择一条或者选择系统推荐的最优线路。④在语音提示的引导下，可以把车开到目的地。

课外兴趣实验并非是时间的耗费，在此过程中学生获得了课堂无法教授的能力和素养。只有在实践过程中验证和探究的知识才能内化成个体素质的一部分，而课外兴趣实验正实现了这种内化。为节省时间，教师可以参与到探究过程中，指导、修改学生的实验设计，共同讨论更为科学、简洁的实验设计。