认识地表径流的地理模拟实验

真实的自然地理过程很难观察到，但是如果有地理实验室条件，

可以在某些环节上设计“定性 + 定量”的模拟实验，使学生理解其中

的科学道理，体验科学探究的过程，并通过动手、合作、探讨等实践 体验，促进认知、情感等的综合提升。

主题：比较不同地面状况对地表径流、地下径流及下渗的影响 目标：认识地表径流、下渗、地下径流的运动过程

实验设计：

（1）选取实验材料——草被、硬质地面、沙子、碎石、枯叶等；

（2）控制变量——保持地表以下物质结构条件相同，保证降水量 大小、降水强度、地表坡度等条件相同；

（3）改变地表物质条件（根据实验材料设计五种地表状况，见表 6-1）；

（4）进行数据分析；

（5）获得对结果的认识并结合实际进行相关思考（如对涵养水 源、水土保持的认识等）。

操作过程：

（1）教师提供演示操作指南，提供相关助学资料；

（2）学生分组按照操作指南完成实验一，完成后各小组或自行 改变条件完成实验二，或在老师的帮助下完成实验二，并做好实验 记录；

（3）处理实验数据，分析实验结果；

（4）学生自主设计新的变量条件，完成实验三（可以继续完成实 验四、实验五）；

（5）对实验结果进行理性思考，体验科学探究过程，训练多种 素养。

实验结果探究：可以设计实验记录表格进行定性定量记录，并对 记录结果进行分析讨论，体验一个分层次、仿真的科研过程。

此外，还可以采用其他条件不变，只改变地面坡度的方法来进 行模拟实验。

表 6-1 实验结果记录

模拟实验 地表径流水 量 /mL

地下径流水 量 /mL

泥沙量描述

（多、少）

下渗情况分 析（快、慢）

实验一：干沙地面 实验二：固化地面 实验三：草被地面 实验四：砾石地面 实验五：枯叶地面

设计社会调查活动，选题要注重贴近社会、生活，方案要引导学 生通过独立思考、合作交流完成，实施过程要有切实的行动、体验，

并通过观察进行过程性评价，活动结束后，要有撰写与交流调查报告 的结果性评价。

3. 深化信息技术应用

信息技术的发展和应用是地理教学改革的助推器，对改变学生学 习方式和教师教学方式，帮助学生享有公平而有质量的地理教育具有重 要作用。借助大数据、人工智能、“互联网+”等信息技术的学习，是 面向未来的学习方式之一，为学生提供自主学习、探究学习和合作学习 的开放空间，促进地理学习的拓展和深入。具体方式可以有基于网络的 项目学习，基于全媒体资源的探究学习，基于大数据的模拟学习，基于 即时反馈的互动学习，基于虚拟现实技术（VR）、增强现实技术（AR）

的学习等。借助信息技术，教师还可以改变评价方式，使评价更有针 对性、即时性、互动性，更好地发挥评价对学生个体指导的作用。

若有专业力量的支持，教师可以利用计算机模拟软件进行水循

环、河流侵蚀等自然地理过程的学习以及解决城市问题、选择工农业 区位等人文地理的模拟学习；有网络条件的地方，教师可以利用实时 的天气云图和风场图引导学生感知和理解真实的大气状况；虚拟现实 技术可以提供近似真实的环境，为不能外出的学生提供地理实践的替 代性体验；计算机软件可以应用大数据提供复杂的情境和多样化的选 择，并能及时反馈，使得地理模拟决策学习更接近真实世界，为学生 提供接受式学习之外的补充学习方式。若暂时缺少专业力量的支持，

教师也可以利用互联网的资源共享和交互功能，帮助学生体验基于互 联网的开放式地理学习，避免形成过度依赖教师和教科书的学习心 态。结合智慧校园和智慧课堂的应用，突出“处处可学、人人皆学”

的“线上线下”泛在学习理念。

在有条件进行基于信息技术和虚拟现实技术的教学时，建议考虑 以下四个方面。（1）充分体现互联网学习的特点：异步、异地、互 动、个性、开放、共享、资源丰富。（2）尽量发挥移动设备和云平台 的优势，体现“因材施教”。教师可以利用平板电脑等移动设备和网 络即时交流工具及时了解学生学习情况和存在问题，再开展针对性教 学。（3）有意识体现互联网的开放性。教师可以根据互联网的开放性 进行教学，设计活动使学生有机会学习辨识信息、评价信息、训练逻 辑思维和批判性思维，也可设计活动引导学生关注更多大范围的地理 事物、现象和问题，拓展他们的视野。（4）恰当运用虚拟现实技术。

在利用虚拟现实技术教学时，注意协调技术支持的教学与在真实环境 下教学的关系。虚拟现实技术可以在一定程度上弥补无法外出实践教 学的缺憾，但无法完全代替真实环境下的实践活动。

实例 3 利用平板电脑进行水循环内容的交互式学习