1.試題賞析
(2005廣東卷第35題)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)便易行的小實(shí)驗(yàn),以證明地轉(zhuǎn)偏向力的存在。寫出實(shí)驗(yàn)用材、實(shí)驗(yàn)步驟和所得結(jié)論。
【思路點(diǎn)撥】要證明地轉(zhuǎn)偏向力的存在,就要知道地轉(zhuǎn)偏向力的影響;要設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)便易行的小實(shí)驗(yàn),就要選擇普通常見的實(shí)驗(yàn)材料、簡(jiǎn)潔易操作的實(shí)驗(yàn)步驟和清晰明了的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
因?yàn)榈剞D(zhuǎn)偏向力產(chǎn)生的條件是地球在自轉(zhuǎn)和地面上的物體在水平方向有速度,所以實(shí)驗(yàn)材料中就必須有一物可代表地球并能反映地球自轉(zhuǎn),如地球儀、雨傘、籃球等球體;另一物就是可代表地面上作水平運(yùn)動(dòng)的物體,如墨汁、水滴、粉筆等可顯示運(yùn)動(dòng)痕跡的物體。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論是非常清楚的,就是地轉(zhuǎn)偏向力產(chǎn)生的現(xiàn)象當(dāng)觀察者面向運(yùn)動(dòng)方向時(shí),在北半球運(yùn)動(dòng)的物體向右偏,在南半球運(yùn)動(dòng)的物體向左偏,在赤道上水平運(yùn)動(dòng)的物體不偏轉(zhuǎn)。這樣,實(shí)驗(yàn)步驟中就該考慮兩種情況,一是在南半球的情境,二是在北半球的情境;而南北半球現(xiàn)象的差異就是因?yàn)樵谀媳眱蓸O所觀察到的地球自轉(zhuǎn)方向不同北極呈逆時(shí)針,南極呈順時(shí)針,所以代表地球的物體就要分別做逆時(shí)針和順時(shí)針運(yùn)動(dòng)。代表水平運(yùn)動(dòng)的物體如墨汁,要適量地滴在球面上,為了現(xiàn)象清晰,最好滴在球的頂端;然后模擬地球自轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)球體,觀察球體在逆時(shí)針和順時(shí)針兩種情況下,墨汁在球面上運(yùn)動(dòng)痕跡的方向。
最后,按照題目中的要求,分別寫出實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)論,最好是列表(如下表);實(shí)驗(yàn)步驟也要分步寫清楚、寫完整。實(shí)驗(yàn)材料 排球、墨汁
①在排球頂端滴上適量的墨汁;
②正確模擬地球自轉(zhuǎn)方向,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn);
實(shí)驗(yàn)步驟 ③觀察并描述墨汁運(yùn)動(dòng)痕跡的偏轉(zhuǎn)方向;
④再正確模擬地球自轉(zhuǎn)方向,順時(shí)針旋轉(zhuǎn);
⑤觀察并描述墨汁運(yùn)動(dòng)痕跡的偏轉(zhuǎn)方向;
通過本實(shí)驗(yàn),可證明地球表面的物體在做水
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 平運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在北半球向
右偏轉(zhuǎn);在南半球向左偏轉(zhuǎn)。
【答案】(1)實(shí)驗(yàn)材料:可選用有軸的球狀(面)物,如地球儀、塑料球、撐開的雨傘等;墨水、清水等。(2)實(shí)驗(yàn)步驟:①將球狀(面)物的虛擬北極點(diǎn)向上,在球狀(面)物上滴適量的墨滴(或水滴);②正確模擬地球自轉(zhuǎn)方向,進(jìn)行旋轉(zhuǎn);③觀察并描述墨滴(或水滴)流痕的偏轉(zhuǎn)方向;④再將虛擬南極點(diǎn)向上,重復(fù)②、③步驟,但旋轉(zhuǎn)方向與②步驟相反。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過本實(shí)驗(yàn),可證明地球表面的物體在做水平運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在北半球向右偏轉(zhuǎn),在南半球向左偏轉(zhuǎn)。
2.解題思路
通過真題解析,從解題技巧的角度來看,總體上可以分以下幾步進(jìn)行:
第一步:實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定化。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖钦麄€(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈魂,所有實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)都要圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪@個(gè)核心來進(jìn)行。因此在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前首先要認(rèn)真審題,準(zhǔn)確把握所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的,否則整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就無從談起。這就要認(rèn)真讀題審題,領(lǐng)會(huì)試題要求,找準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
第二步:實(shí)驗(yàn)結(jié)論唯一化。實(shí)驗(yàn)結(jié)論是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,但究竟應(yīng)選用何種設(shè)計(jì)方案,則要根據(jù)題目的具體要求來確定。所以在把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹?,要?xì)心地去分析實(shí)驗(yàn)原理。否則盡管實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得很完美,但若不合題意,還是不能得分。這就要理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模治鰧?shí)驗(yàn)原理,定準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
第三步:實(shí)驗(yàn)材料常見化。實(shí)驗(yàn)材料是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主體,首先要看題目的要求,若給定材料,就必須充分依據(jù)所給的材料用具;若未指定材料,就要注意有何限制性的要求,如最簡(jiǎn)單的方法。其次要吃透實(shí)驗(yàn)結(jié)論,根據(jù)結(jié)論中涉及到的地理事物,本著簡(jiǎn)單、普通的原則,從生活中尋找既具有典型性又能夠替代的材料。這就要弄清命題意圖、吃透實(shí)驗(yàn)結(jié)論,選準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)材料。
第四步:實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)易化。實(shí)驗(yàn)步驟是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心,在解答實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題中,對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾橹饕峭ㄟ^實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的步驟來體現(xiàn)的,試題的分值也大多集中在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的步驟上。最好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路也要通過具體的實(shí)驗(yàn)步驟來體現(xiàn)。要合理設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)的步驟,一方面需要掌握一定的實(shí)驗(yàn)理論知識(shí),明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則;另一方面要有一定的實(shí)驗(yàn)技能和想象能力。這就要明白實(shí)驗(yàn)原理,注意實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),寫準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)步驟。
值得強(qiáng)調(diào)的是,不管實(shí)驗(yàn)題材如何新奇,實(shí)驗(yàn)設(shè)問如何巧妙,但畢竟是試題設(shè)計(jì)的載體,其解答的原理、方法、技能落實(shí)在課本中。
3.答題流程
答題的流程一般從實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)用材、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)論四個(gè)方面依次展開。
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,一般題目中已給出。
(2)實(shí)驗(yàn)材料,強(qiáng)調(diào)的是如何動(dòng)腦設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。關(guān)鍵是選準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法,選出簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)器具,注意材料的普通化。
(3)實(shí)驗(yàn)步驟,強(qiáng)調(diào)的是如何動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn),關(guān)鍵是寫清實(shí)驗(yàn)具體操作步驟,注意步驟的序號(hào)化。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,就是題目中要證明的地理原理,關(guān)鍵是要用科學(xué)、規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)練的地理術(shù)語。
三、地理實(shí)驗(yàn)題的考查訓(xùn)練
1.設(shè)計(jì)一種測(cè)量正午太陽高度的簡(jiǎn)單易行的方案,并試著測(cè)量該地當(dāng)日的正午太陽高度。(要求寫出實(shí)驗(yàn)用材、步驟、結(jié)論并作簡(jiǎn)圖加以說明)
2.根據(jù)下列材料:①長(zhǎng)方形的玻璃缸(長(zhǎng)100厘米。寬30厘米,高40厘米)②膠合板(一側(cè)開有一個(gè)小洞)或塑料薄膜③一盆熱水④一盆冰塊⑤一束香⑥火柴;分析回答問題。
(1)用以上材料可做一個(gè)地理事物運(yùn)動(dòng)過程的實(shí)驗(yàn),這個(gè)實(shí)驗(yàn)是。
(2)簡(jiǎn)要說明實(shí)驗(yàn)的步驟。
(3)膠合板的小孔應(yīng)對(duì)著裝熱水的盆還是裝冰的盆?為什么?
(4)繪制簡(jiǎn)明示圖,簡(jiǎn)要說明原理,并舉出這種運(yùn)動(dòng)形式在地理環(huán)境中的兩個(gè)實(shí)例。
3.下面是某校地理興趣小組做的兩個(gè)實(shí)驗(yàn),結(jié)合所學(xué)知識(shí)完成下列問題:
實(shí)驗(yàn)一:在模擬土坡上,堆放5~10厘米粗細(xì)不均的砂土,再在坡面上方澆注水流。
實(shí)驗(yàn)二:用玻璃制成箱體,在風(fēng)的入口附近堆放大小不均的砂粒,用電動(dòng)吹風(fēng)機(jī)向里吹風(fēng)。
(1)寫出實(shí)驗(yàn)一觀察到的現(xiàn)象。
(2)實(shí)驗(yàn)二中風(fēng)力不同所吹揚(yáng)起的砂粒有何不同?當(dāng)停止吹風(fēng)時(shí),沉積物分布有何規(guī)律?
(3)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了自然界的何種現(xiàn)象?
4.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)便易行的小實(shí)驗(yàn),以證明密度流的存在。
5.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)便易行的小實(shí)驗(yàn),比較說明溫室效應(yīng)現(xiàn)象。寫出實(shí)驗(yàn)用材、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
6.請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)方案:測(cè)定學(xué)校操場(chǎng)某點(diǎn)的東南西北方向。要求:簡(jiǎn)要寫出方案及原理,并用簡(jiǎn)圖作必要的說明。(提示:利用日影。附北半球中緯度地區(qū)不同時(shí)間的太陽在地平面上的運(yùn)動(dòng)圖。)
例1:季風(fēng)成因的實(shí)驗(yàn)
關(guān)閉門窗,點(diǎn)燃兩根衛(wèi)生香,使衛(wèi)生香的煙垂直向上(不受室外氣流的影響)。在衛(wèi)生香的等距離左右兩側(cè)分別放一只1000W的電爐、一面盆冰塊。將電爐通電5分鐘后,讓學(xué)生觀察衛(wèi)生香煙的飄動(dòng)方向。將電爐和冰塊交換位置,觀察煙的飄移方向。
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,電爐上方空氣加熱,氣壓降低;冰塊上方空氣冷卻,氣壓升高。衛(wèi)生香的煙總是飄向電爐上方,說明高低氣壓的季節(jié)轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生了季風(fēng)。
教師和學(xué)生也可以共同配合,完成課堂上的地理演示實(shí)驗(yàn)。
例2:制作自流井模型
在長(zhǎng)方形盤子的底部鋪上一層黏土,使一端較高。在黏土上面鋪上4cm的濕沙。再在濕沙上面放一薄層黏土,注意使它緊緊封住盤子的各邊。把漏斗插入較高端,使其底部到達(dá)濕沙層。在較低端插入一根短吸管,也使其底部到達(dá)濕沙層(以上步驟由師生共同配合完成)。然后教師向漏斗中緩緩加水,并指導(dǎo)學(xué)生觀察吸管中水位高度。
教師在課堂上演示是必要的,但是教師的演示不能替代學(xué)生親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn),二者的作用和效果是迥然不同的。
(2)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)。學(xué)生參與式實(shí)驗(yàn)是地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)最理想的狀況,它對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)更是多元的。學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)需要有實(shí)驗(yàn)室,或地理專用教室,我國(guó)大部分學(xué)校尚不具備這個(gè)條件。但我們可以借用物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn);或者將一些簡(jiǎn)單設(shè)備的實(shí)驗(yàn)放在普通教室中進(jìn)行。
例3:清除泄漏的原油
2-4名學(xué)生組成一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組。先在一只平底鍋的一端寫上海岸,另一端寫上深海。向鍋內(nèi)倒入2cm深的水。將20ml菜油慢慢倒入鍋中,將羽毛和手指分別侵入油中,觀察它們各自沾到油的情況。接著用木棍試著將油擋在寫有海岸的一端,從深海一端輕輕地向水面吹氣來模擬風(fēng)和浪。再用棉球、紙巾以及滴管盡可能地將油從水面取出。最后比一比,在相同時(shí)間里哪個(gè)小組清除得最干凈。
在實(shí)驗(yàn)過程中思考下列問題:將油擋在海岸外面的過程成功嗎?哪些材料清理油的效率高?強(qiáng)風(fēng)與大浪對(duì)清理原油工作產(chǎn)生什么影響?如果魚、鳥等動(dòng)物被泄漏的原油裹住,情況會(huì)怎樣?
我們還可以利用課外時(shí)間,讓學(xué)生帶上器材,走進(jìn)大自然,進(jìn)行實(shí)地操作實(shí)驗(yàn)。如觀察月相、地貌形態(tài)考查等。關(guān)于地理課外實(shí)驗(yàn)與調(diào)查,也是地理學(xué)習(xí)的項(xiàng)目,但本文不作更多介紹。
2、真實(shí)實(shí)驗(yàn)與模擬實(shí)驗(yàn)
(1)真實(shí)實(shí)驗(yàn)。真實(shí)實(shí)驗(yàn)是使用與自然界實(shí)際發(fā)生的過程基本相同的材料和順序進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),只是在規(guī)律或細(xì)節(jié)上有所不同。
例4:沉積物分選的實(shí)驗(yàn)
將同樣比例的碎石、粗砂和黏土完全混合,放入一只玻璃瓶中(不超過容量的一半)。將玻璃瓶用水注滿,蓋上瓶蓋,劇烈振蕩,然后讓瓶子平放,使瓶中物質(zhì)自然沉淀。讓學(xué)生觀察沉淀成分的排列順序,是否是大顆粒在下部,黏土細(xì)粒在上部。
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,所用材料以及沉積過程與自然過程基本一樣,只是縮小了規(guī)模,放在玻璃瓶里進(jìn)行的。
(2)模擬實(shí)驗(yàn)。由于地理事物空間分布上的宏觀性和時(shí)間演變上的漫長(zhǎng)性,地理教學(xué)不可能將許多自然過程直接進(jìn)行演示,但是可以使用一些替代材料,設(shè)置一些類似的條件或環(huán)境,模擬地理演變過程。實(shí)際上,大部分地理實(shí)驗(yàn)都是模擬實(shí)驗(yàn)。
例5:火山噴發(fā)實(shí)驗(yàn)
把一個(gè)大開口的漏斗放在一個(gè)盛有水的鍋里。圍繞漏斗用泥做一個(gè)錐狀模型。把漏斗口留著,不要堵死。把鍋放在酒精燈上加熱,直到水從漏斗開口中噴出來。讓學(xué)生思考:是什么力量造成了水的噴出?然后,把一小塊泥壓成紙一樣薄、與漏斗開口一樣大小的泥片,蓋在開口上。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),觀察泥蓋會(huì)發(fā)生什么變化。(實(shí)驗(yàn)過程中要防止?fàn)C傷學(xué)生。)
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