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高中地理实验教学中设计思维的应用
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高中地理实验教学中设计思维的应用
摘要地理学是研究自然和人文现象，以及它们之间相互关系的学科。地理实验是地理教学的重要组成部分，有很强的操作性与直观性。地理实验教学能极大程度地激发学生的科学兴趣、培养
地理学是研究自然和人文现象，以及它们之间相互关系的学科。地理实验是地理教学的重要组成部分，有很强的操作性与直观性。地理实验教学能极大程度地激发学生的科学兴趣、培养严谨的学科作风，切合素质教育要求。基于此，本文将对地理实验教学的实施进行探析。一、地理实验教学的现状近几十年，美、英、日等发达国家注重实验教学在地理课堂中的实践运用，出台了专门针对实验教学的政策，出版了较为权威的专用实验教材，借此保证实验教学的有效实施。在我国，因实验教学起步较晚，尚未形成完整的配套实验教材，多数学校缺少开展地理实验的器具与环境，部分教师的实操能力有限，造成目前地理教学不能切实开展各种实验活动。仅有的少数地理实验活动，不仅内容浅化、活动单一、目标含糊，而且基本上是教师主宰着整个实验过程，学生被动完成教师指定的观察任务，缺少思考与创造。
二、设计思维下的地理实验教学思路
1987年，彼得•罗伊在DesignThinking一书中描述了建筑师和城市规划者在做设计时用到的设计方法论，"设计思维";概念由此确定。设计思维是一种新的理念，旨在培养学生像设计师一样解决现实生活中的复杂问题，契合了我国创新人才培养的需求[1]。根据《普通高中地理学科课程标准(2017年版》倡导的"教学过程重实践";基本理念,笔者结合以往的教学经验，以"模拟洋流运动";为例，尝试在高中地理教学实验中改进EDIPT设计思维过程,从确定主题、明确认知、实验设计、实践操作、总结评价五个环节研究地理实验教学。三、设计思维下地理实验教学的应用探讨(一确定主题此环节一般由教师把控，教师需要认真研读课程标准与教材，选定实验方向，明确实验原理,确定教学目标与素养要求。例如，"大规模的海水运动";这一节的教学目标是： 运用地图，归纳世界洋流分布规律，说明洋流对地理环境的影响。因此明确实验
方向--通过人为手段模拟洋流运动，据此分析其形成原因，实验的原理应尽可能与事实相吻合。实验主题的确定可由学生自主选择，摆脱传统地理实验，即采用"教师出示主题-步骤指导-学生操作-结论反馈";的流程，能更大程度地激发学生自主学习的主动性与科学兴趣。
(二明确认知地理实验活动主要关注学生学习过程中的难点，通过实验解决学生的认知问题，加深学生对所学知识的印象。所以，了解学生已有认知，分析学生学习特征，是开展地理实验前的必要举措[2]。这个过程的落实便于教师对整个实验课堂进行掌控，以保证地理实验的有效进行。例如，"大规模的海水运动";一课中，洋流形成的主要动力、与风向的关系以及上升补偿流形成原因都是学习难点，所以整个实验围绕"洋流成因";设计知识链：洋流的主要动力→盛行风带→风向与洋流运动方向的关系→陆地轮廓的影响→拓展延伸(上升补偿流的形成。其中，盛行风带与地转偏向力是学生所熟悉的知识，可在实验前加深巩固，强化印象，让学生明确认知，做好实验前的知识储备。(三实验设计实验教学中，教师应当注重以下以学生为主体的设计环节。(1列出问题涉及的变量，厘清变量关系(有数据要求的地理实验如河流的含沙量、流量等，如果问题难度值偏大，那这个变量关系就必须由教师提供。(2引导学生做出合理假设。但要注意，这些假设通常是实验所依据的科学原理或者是其反例，单纯的观测类实验并不需要假设。(3生生或师生互动交流，建议六人为一组交流阐述假设理由，可以求同存异。(4学生撰写实验操作步骤，教师辅助。如果实验难度稍大，可以先由教师提供一些熟知的实验方法或教学视频，学生在此基础上进行器具或方法的改动创新，列出实验步骤。模拟洋流运动实验中，笔者先给出碎纸模拟表层洋流运动实验(如图1上，这只能体现赤道附近盛行风对洋流形成的影响与实际的风带有区别，提示学生可以进一步完善风带(如图1下。在撰写过程中，学生对器具的使用、环流的形成个数都进行了改进，使实验与课本中的洋流模式图、现实世界的表层洋流运动更为接近。最后，学生通过小组合作撰写出实验操作步骤。(1准备实验器材：椭圆形水槽、碎纸片(或鱼食等易漂浮于水面的小物品、吸管。(2明确实验目的：了解世界表层洋流运动的原因。(3实施实验步骤：①椭圆形水槽底部标注赤道、两极，水槽注满水，撒上碎纸屑(鱼食等易浮物品;②