中学地理实验教学案例汇编

中学地理实验教学案例汇编引言地理学科作为一门研究地球表层自然要素与人文要素相互作用及其时空变化规律的综合性学科，其实践性与探究性的特征尤为突出。实验教学作为地理教学体系的重要组成部分，不仅能够将抽象的地理概念、复杂的地理过程具象化、直观化，帮助学生深化理解地理原理，更能有效培养学生的观察能力、动手能力、科学思维能力和创新精神。本汇编旨在通过精选一系列贴近中学地理教学实际、可操作性强、教育意义显著的实验教学案例，为一线地理教师提供有益的参考与借鉴，以期推动地理实验教学的常态化、高效化开展，真正让地理课堂“活”起来，让学生在“做中学”、“学中思”，提升地理核心素养。一、基础认知与技能培养类实验此类实验侧重于学生对地理基本概念、基本工具和基本技能的理解与掌握，是开展更复杂探究性实验的基础。实验一：地球仪与经纬网的认知及应用1.实验目的：*认识地球仪的基本构造，理解经线、纬线、经度、纬度的概念。*学会运用地球仪确定地球上任意一点的经纬度位置。*理解经纬网在确定地理位置、判断方向、量算距离（定性或粗略定量）等方面的应用。2.实验器材：地球仪（大号，标注清晰）、可弯曲细铁丝或线绳、记号笔、直尺、量角器。3.实验步骤：1.地球仪的观察与辨识：引导学生观察地球仪，识别地轴、南北极点、赤道、经线、纬线。比较经线和纬线的形状、长度、指示方向等差异。2.经度与纬度的判读：在地球仪上找出0°经线（本初子午线）和180°经线，理解东经（E）和西经（W）的划分及变化规律。找出赤道（0°纬线）、南北回归线、南北极圈，理解北纬（N）和南纬（S）的划分及变化规律。3.确定地理位置：教师给出若干地点的经纬度坐标（如北京、纽约等），学生在地球仪上尝试找出其大致位置。反之，在地球仪上选取若干知名地点，学生读出其大致经纬度。4.方向判断与距离感知：在地球仪上选取两点（如北京至上海），尝试判断彼此的相对方向。使用可弯曲细铁丝或线绳贴合地球仪表面量取两点间弧线距离，结合地球仪比例尺（或已知赤道周长），粗略估算实际距离（此步骤可简化为定性感知）。4.实验现象与观察要点：*观察经线如何汇聚于极点，纬线如何平行于赤道。*注意经度数值在0°经线东西两侧的递增方向，纬度数值在赤道南北两侧的递增方向。*在确定位置时，体会“先找纬度，再找经度”的方法。5.实验原理与地理意义阐释：地球仪是地球的缩小模型。经纬网是地球表面定位的数学基础。通过本实验，学生能直观理解地球的球体性质以及经纬度作为空间定位的基本方法，为后续学习区域地理、理解地理事物的空间分布规律奠定基础。方向的判断和距离的估算则是培养学生空间感知能力的重要途径。6.注意事项与拓展思考：*提醒学生爱护地球仪，避免用力掰动地轴。*对于经度的东西半球划分、纬度的高中低纬划分等可作为拓展内容引入。*思考：为什么说经纬网是“地理的语言”？在现实生活中，哪些领域会用到经纬网知识？实验二：等高线地形图的判读与地形模型制作1.实验目的：*理解等高线的含义，掌握等高线地形图的基本特征。*学会在等高线地形图上识别山顶、山脊、山谷、鞍部、陡崖等基本地形部位。*通过制作地形模型，建立平面图形与立体地形之间的联系，培养空间想象能力。2.实验器材：等高线地形图（简化版，包含基本地形部位）、不同颜色的橡皮泥（或泡沫塑料、海绵）、直尺、铅笔、剪刀、胶水、透明塑料薄片（或亚克力板）、细铁丝（或牙签）。3.实验步骤：1.等高线地形图的判读：学生观察给定的等高线地形图，找出等高线的数值、等高距。教师讲解等高线的定义：海拔高度相等的点连接而成的线。2.地形部位的识别：结合教材图示和教师讲解，在等高线地形图上识别并标记出山顶（等高线闭合，数值内高外低）、山脊（等高线向低处凸出）、山谷（等高线向高处凸出）、鞍部（两个山顶之间的低地）、陡崖（多条等高线重合）。3.地形模型制作（方法一：分层堆叠法）：*在透明塑料薄片上，根据等高线地形图上等高线的形状，描绘并剪出不同海拔高度的等高线轮廓。*按照海拔从低到高的顺序，将剪好的塑料薄片依次堆叠粘贴，每层之间的高度差尽量均匀，以模拟地势起伏。4.地形模型制作（方法二：橡皮泥塑造法）：*根据等高线地形图，用铅笔在桌面上勾勒出地形的大致范围。*取适量橡皮泥，先塑造出最低一层等高线所代表的地形基底。*在此基础上，逐步添加橡皮泥，按照等高线的弯曲形态和疏密程度，塑造出不同海拔高度的地形，特别注意表现出不同地形部位的特征（如山顶的高耸、山谷的低凹、陡崖的陡峭）。*可用不同颜色的橡皮泥代表不同海拔范围，增强直观性。5.模型与地形图对照：将制作好的地形模型与原始等高线地形图进行对照，指出模型上对应的地形部位，强化对等高线地形图表示地形起伏原理的理解。4.实验现象与观察要点：*观察等高线的疏密与地形坡度的关系：等高线密集处，坡度陡；等高线稀疏处，坡度缓。*注意不同地形部位等高线的典型弯曲特征和数值变化规律。*制作模型时，感受如何将平面上的线条转化为立体的形态。5.实验原理与地理意义阐释：等高线地形图是用平面上的线条来表示立体地形的一种地图。它通过等高线的数值、疏密、弯曲方向等特征，直观地反映了地表的高低起伏和形态特征。制作地形模型的过程，是学生从二维图像构建三维空间概念的过程，有助于深刻理解等高线地形图的绘制原理，培养读图用图能力，这在工程建设、军事、旅游等领域都有重要应用。6.注意事项与拓展思考：*选择的等高线地形图不宜过于复杂，以突出基本地形部位为目的。*使用剪刀等工具时注意安全。*思考：如何在等高线地形图上判断河流的流向？如果要修建一座水库，大坝应建在何处较为合适？实验三：气温曲线图与降水量柱状图的绘制与分析1.实验目的：*掌握绘制气温曲线图和降水量柱状图的基本方法和技能。*学会阅读和分析气温曲线图与降水量柱状图，理解气候的两大基本要素（气温和降水）的年内变化特征。*初步根据气候资料判断气候类型的基本特征。2.实验器材：某一地区（如北京、上海、广州或国外典型城市）的月平均气温和月降水量数据表格、坐标纸、铅笔、直尺、圆规（或点线笔）、橡皮。3.实验步骤：1.数据认读与整理：学生认读给定的气候资料数据，明确每个月的平均气温和降水量数值。2.绘制气温曲线图：*在坐标纸上，横轴表示月份（1-12月），纵轴表示气温（℃）。确定合适的刻度值（如气温每格代表5℃或10℃），并标注单位。*根据各月平均气温数据，在坐标图上找出相应的点（月份与气温的交叉点）。*用平滑的曲线将各点依次连接起来，形成气温曲线图。在图上标注图名（如“北京气温年变化曲线图”）。3.绘制降水量柱状图：*可在气温曲线图的同一横轴下方绘制，或另起一张坐标纸。横轴同样表示月份，纵轴表示降水量（mm）。确定合适的降水量刻度值。*根据各月降水量数据，在对应的月份上方绘制等宽的矩形柱状图，柱高代表该月降水量数值。*在图上标注图名（如“北京降水量年变化柱状图”）。4.图表分析：*分析气温曲线图：找出最热月（月均温最高）和最冷月（月均温最低）及其气温值，计算气温年较差（最热月均温-最冷月均温）。描述气温的季节变化特点（如夏季高温、冬季寒冷，或全年高温等）。*分析降水量柱状图：找出降水较多的月份和降水较少的月份，描述降水的季节分配特点（如夏季多雨、冬季干燥，或全年多雨、全年少雨等）。*综合气温和降水特点，概括该地区的气候特征。4.实验现象与观察要点：*观察气温曲线的形态，是“波峰”状（北半球）还是“波谷”状（南半球），曲线的起伏大小反映气温年较差的大小。*观察降水柱状图的高低变化，判断降水的季节分配是否均匀。5.实验原理与地理意义阐释：气温曲线图和降水量柱状图是直观表示一个地区气候特征的重要工具。气温的年变化和降水的季节分配是构成气候类型的核心要素。通过亲手绘制和分析这些图表，学生能更深刻地理解不同地区气候的差异及其形成原因，为学习世界气候类型分布和成因打下基础。这也是培养学生数据处理能力和图表解读能力的重要实践。6.注意事项与拓展思考：*绘制时注意坐标轴刻度的选取要恰当，使图形能清晰反映数据特征。*曲线要平滑，柱状图要等宽，高度要准确。*可以提供不同气候类型的城市数据（如热带雨林气候、地中海气候、温带海洋性气候等），让学生绘制后进行对比分析，尝试判断气候类型。*思考：气温和降水的年内变化会对当地的农业生产、人们的生活习惯产生哪些影响？二、自然地理过程模拟与探究类实验此类实验侧重于模拟复杂的自然地理过程，帮助学生理解地理事物的成因和演化规律，培养科学探究能力。实验四：热力环流模拟实验1.实验目的：*通过模拟实验，理解热力环流的形成原理。*观察在冷热不均条件下，空气的垂直运动和水平运动规律。*解释生活中常见的热力环流现象（如海陆风、山谷风）。2.实验器材：长方形玻璃缸（或透明塑料箱，带盖）、两个小烧杯、热水、冰块、少量烟雾生成装置（如线香、烟饼，或能产生有色气体的试剂，需注意安全和通风）、火柴、凡士林（或橡皮泥）、黑色背景板（可选，用于增强观察效果）。3.实验步骤：1.实验装置搭建：*将玻璃缸水平放置，作为模拟的大气空间。*在玻璃缸两端（或一侧）分别放置两个小烧杯。一个烧杯中放入适量热水，另一个烧杯中放入冰块（可在冰块外包一层塑料薄膜防止融化的水弄湿缸底）。*用凡士林或橡皮泥将烧杯固定，确保其稳定。2.烟雾引入与观察：*点燃线香（或其他烟雾源），待产生稳定烟雾后，小心地将线香从玻璃缸一侧（最好是靠近冰块或热水一侧的上方，或从玻璃缸盖子的小孔伸入）放入玻璃缸内，观察烟雾的流动路径。*为了清晰观察，可在玻璃缸后方放置黑色背景板，并从侧面观察。*盖上玻璃缸盖子（若有小孔，确保烟雾能缓慢扩散），静置片刻，仔细观察烟雾在冷热不同区域的运动方向和形成的环流模式。3.实验现象记录与分析：学生描述观察到的烟雾运动轨迹，绘制热力环流示意图，并解释其形成过程。4.实验现象与观察要点：*观察靠近热水烧杯上方的烟雾如何运动（通常向上），靠近冰块烧杯上方的烟雾如何运动（通常向下）。*观察玻璃缸上部和下部空气的水平运动方向。*最终在玻璃缸内能否形成一个完整的顺时针或逆时针的环流圈。5.实验原理与地理意义阐释：热力环流是由于地面冷热不均而形成的空气环流，是大气运动最简单的形式。其形成原理是：受热地区空气膨胀上升，近地面形成低气压，高空形成高气压；冷却地区空气收缩下沉，近地面形成高气压，高空形成低气压。在水平方向上，空气由高压区流向低压区，从而形成环流。本实验直观展示了这一过程。热力环流是理解大气环流、季风环流以及各种地方性风（如海陆风、山谷风、城市风）形成的基础。6.注意事项与拓展思考：*实验时要注意安全，热水避免烫伤，烟雾源使用时确保通风良好，避免吸入过多烟雾。*玻璃缸要尽量密闭，以保证环流效果明显。*思考：如果将热水和冰块的位置对调，烟雾的环流方向会改变吗？如何用热力环流原理解释海陆风的形成？实验五：水循环模拟实验1.实验目的：*模拟自然界中的水循环过程，理解水循环的主要环节（蒸发、降水、径流、下渗等）。*认识水循环的地理意义，如水资源的更新、物质迁移和能量交换。2.实验器材：大玻璃水槽（或透明塑料箱）一个、小烧杯（或小塑料碗）一个、透明塑料薄膜一张、橡皮筋、小石块（或重物）、蓝色墨水（或食用色素）、热水、冰块、沙土（或小石子，模拟地表）。3.实验步骤：1.实验装置搭建：*在大玻璃水槽底部铺上一层沙土或小石子，模拟陆地表面。*在水槽一侧放置小烧杯，作为“海洋”或“湖泊”。向小烧杯中倒入适量热水，并滴入几滴蓝色墨水染色。*用透明塑料薄膜将整个水槽口密封，并用橡皮筋扎紧。*在塑料薄膜上方，对应小烧杯（“海洋”）的位置放置一小块冰块，在薄膜的另一侧（对应“陆地”的高处）放置一个小石块，使薄膜在该处略微向下凹陷，形成“地形”高低。2.观察与记录：*持续观察几分钟，注意塑料薄膜内壁的变化，以及“陆地”表面沙土的变化。*记录观察到的现象：如薄膜下方是否有水汽凝结，凝结的水滴如何运动，最终落向何处，“陆地”表面是否有水流形成等。4.实验现象与观察要点：*观察到小烧杯中的热水蒸发，水汽上升，遇到温度较低的塑料薄膜（特别是冰块下方）会凝结成小水珠。*随着水珠增多，在重力作用下，水珠会沿着薄膜向地势较低的“陆地”一侧（小石块凹陷处）汇聚。*当水珠足够大时，会从薄膜上滴落下来，模拟“降水”。*滴落到“陆地”表面的水，一部分可能渗入沙土（模拟下渗），一部分可能在表面流动，形成“地表径流”，最终可能流回“海洋”（小烧杯）。5.实验原理与地理意义阐释：本实验模拟了自然界水循环的主要过程：热水代表海洋表面，其蒸发（水汽化）形成水汽，水汽在上升过程