【地理實驗】高中可以做的22個地理實驗集錦、關於地理實驗教學與考試的探索與思考
達芬奇有句名言“實驗是科學知識的來源，智慧是實驗的女兒”。地理實驗可培養學生的觀察能力、思維能力、實際操作能力以及濃厚的科學興趣、實事求是的科學態度、嚴謹細緻的工作作風、堅忍不拔的意志等，這些無疑是素質教育要意之一。從表面上看，地理實驗教學正在如火如荼地展開；但作爲一線地理教師我們深知在高中地理實驗教學方面開展的並不理想。由於高中地理實驗教學的起步較晚、尚未形成完善的體系，中學開展地理實驗的條件有限，地理教師實驗觀念和能力欠缺等原因的影響，當前的高中地理實驗教學中還存在許多問題。調查發現，絕大部分高中教師和學生只做過1—2次地理實驗，從未“做”過實驗的比例也不在少數。地理教育工作者有必要直面問題、探討對策，開發真正有價值的地理實驗，構建高效、完整的地理實驗教學體系。基於此，我將“看來”的實驗收集如下，與老師們共享，但其實用性、有效性、可操作性還有待考究。
一、證明熱力環流的存在
1．長方形的玻璃缸（長100釐米左右，寬30左右，高40釐米左右）、膠合板或塑料薄膜、一盆熱水、一盆冰塊、一束香、火柴等。實驗步驟如下：①將一盆熱水和一盆冰塊分別放置在玻璃缸的兩端；②用平整的膠合板或塑料薄膜將玻璃缸上部開口處蓋嚴；③在膠合板或塑料薄膜的一側（裝冰塊的盆上方）開一個小洞；④將一束香點燃，放進小洞內。學生觀察煙霧在玻璃缸內是如何飄動的，能否發現什麼規律？由實驗可以得出什麼樣的結論？
2．關閉教室的門窗，儘量保持教室的氣流穩定。點燃兩根較粗的香，兩支香擺放的距離大約在30～40釐米左右，一支香旁邊放一個1000瓦的電熱爐、另一支香旁邊放一個較大的冰塊，將電爐通電5分鐘後，讓學生觀察衛生香菸的飄動方向。將電爐和冰塊交換位置，觀察煙的飄移方向。在這個實驗中，電爐上方空氣加熱，氣壓降低；冰塊上方空氣冷卻，氣壓升高。香的煙總是飄向電爐上方，說明熱的地方近地面產生低氣壓，氣流從冷的地方流向熱的地方；而高空氣流則由熱的上空流向冷的上空。
3．切洋蔥的實驗、冬季教室門口的打火機等。
二、季風成因的實驗
關閉門窗，點燃兩根衛生香，使衛生香的煙垂直向上（不受室外氣流的影響）。在衛生香的等距離左右兩側分別放一隻1000W的電爐、一面盆冰塊。將電爐通電5分鐘後，讓學生觀察衛生香菸的飄動方向。將電爐和冰塊交換位置，觀察煙的飄移方向。在這個實驗中，電爐上方空氣加熱，氣壓降低；冰塊上方空氣冷卻，氣壓升高。衛生香的煙總是飄向電爐上方，說明高低氣壓的“季節”轉換，產生了季風。
三、實驗驗證海陸風的存在
實驗器材：煤氣爐、輕軟的紙巾、一盆冰水
實驗步驟：
（1）打開煤氣爐，把手伸在爐火的上方，感受空氣的溫度。
（2）拿輕軟的紙巾在爐火旁邊不同的位置，觀察紙巾的飄動方向。
（3）將一盆冰水放置爐火旁邊，輕軟的紙巾放於爐火和盆之間，觀察紙巾飄動的角度和步驟（2）有何差異？
實驗結果：手放在燃燒的煤爐上方，很快感覺到發熱、發燙。紙巾無論在爐火旁邊的什麼位置，都會向爐火方向飄動。加放一盆冰水後，紙巾飄動的角度變大。
四、模擬大氣溫室效應的小實驗
器材：2只玻璃盤，1個較大的白色礦泉水瓶，2支溫度計，少許土壤，1把剪刀，手錶。
①在兩個玻璃盤中分別放入少許土壤；用剪刀將一白色塑料瓶攔腰剪斷，然後，將塑料瓶倒扣在一隻玻璃盤中，製成“微型溫室”。②在“微型溫室”頂部鑽一個小孔，插入溫度計；在另一盤中放置一支同樣的溫度計。③將兩個玻璃盤放置在陽光下，每隔1小時觀察一次溫度計，並記下兩支溫度計顯示的溫度，進行比較。
五、海陸熱力差異
取兩個燒杯，一杯放水，一杯放等量的細砂，在兩個燒杯中均插入一支溫度計。把兩個燒杯同時放在太陽底下曬一定時間後，讀出溫度計的示數。再把兩個燒杯移入室內，過一定時間後，再觀察溫度計示數的變化。
收集整理數據：在陽光下曬 30分後，當時細砂的溫度爲 45℃，水的溫度爲 37℃，移到室內 10分鐘後，細砂的溫度爲 31℃，而水的溫度爲 35℃。水溫度變化是 2℃，而細砂的溫度變化是 14℃。
結論：水的溫度變化比細紗要小，說明海洋升溫慢降溫也慢。
交流合作：引起溫度變化不同的原因是水和細砂的比熱不同。水的比熱大，而砂石的比熱小，吸收相同熱量的情況下，水溫度升高的就比較小，而細砂升高的就比較多。
六、常見的天氣系統課前觀察實驗
打開冰箱門，感受門上方冷，還是門下方冷。說明冷氣團與暖氣團相遇時，冷氣團在下方暖氣團在上方；在一透明的廣口玻璃瓶內燃燒紙條，當瓶內充滿煙霧後，蓋上瓶蓋，放進冰箱，過十分鐘後取出瓶子，發現煙霧沉在瓶子下部，倒立瓶子，煙霧從瓶口流出，說明空氣受冷下沉（形成高壓）。
七、低壓（氣旋）與高壓（反氣旋）
①把兩隻氣球吹成蘋果大小，用長約３０釐米的絲線紮緊口子；②用透明膠把兩條絲線粘在教鞭上，兩隻氣球相隔約８釐米；③平舉起教鞭，讓氣球離實驗者的臉部約８釐米；④向兩隻的中間吹氣。實驗結果：兩隻氣球相互靠攏。分析得知：氣球靠攏是由於中心部分的空氣上升、形成低氣壓的緣故。難點不攻自破！
八、大氣對太陽輻射有削弱作用，對地表有保溫作用
（1）實驗用材：燒杯2個 沙土 溫度計2根 鐵架 保鮮膜 檯燈
（2）設計原因：大氣對太陽輻射的削弱作用和對地表具有保溫作用，而這個過程是一個宏觀的、不可見的能量交換過程，缺乏感性認識。
（3）實驗結論：通過對兩個燒杯在燈光照射前後溫度變化，引導學生探究實驗，分析實驗，得出實驗結論，探究保鮮膜在整個過程中所起的作用，驗證大氣對杯內有保溫作用。
十、演示晝半球、夜半球和晝夜交替現象
（1）實驗用材：一隻不透明的小球如乒乓球等球狀物表示地球；一隻發光的燈泡表示太陽。
（2）實驗步驟：①將發亮的燈泡對着不透明的小球，可見只有半個球面被照亮；②用筆畫出亮半球與暗半球的分界線（晨昏線）；③將小球按地球自轉方向旋轉，則可見亮半球與暗半球在不斷更新。
（3）實驗結論：通過上述實驗，可說明由於地球是一個既不發光又不透明的球體，在同一時間裡，太陽只能照亮地球的一半即晝半球，揹着太陽的半球爲夜半球，晝夜半球的分界線叫晨昏線（圈），由於地球在不停地自西向東自轉，從而晝夜半球就不斷地進行交替。
十一、測算實驗——學校所在地的地理座標的測定
1、活動準備
觀測用具：長度爲1.5m左右的直杆一根，捲尺一把，石英錶或電子錶一塊（精確度越高越好），三角函數一本，天文年曆一份，白紙和彩色筆若干。如果沒有天文年曆，最好是選擇“兩分兩至日”，從教學進度考慮，應以秋分日爲宜，此時δ爲特殊值0°。
2、活動過程
找一塊空曠平地，下面鋪好白紙，把直杆通過白紙並垂直插在平地上，並量出直杆在地面以上的高度h，每隔一定時間測一次直杆影子長度，並記錄此時影子長度及對應時間，並將影子畫在白紙上，測量時間間隔不要太大（5分鐘以內），以免影響測量準確度。
3、分析和計算
①從紙上或記錄中找出直杆影子最短時（即太陽位於該地上中天時）的影子長度L，利用tаnH=h/L(H爲此時正午太陽高度)，查函數表得出H的值；②利用正午太陽高度的計算公式計算該地地理緯度：φ=90°-H+δ，式中δ爲該日太陽直射點緯度，式中φ爲所求點的地理緯度；③從記錄中查找出直杆影子最短時，此時的北京時間（t），此時當地地方時爲12時，並計算地方時差:Δt=t-12(換算爲分鐘)。再計算經度差：Δλ=(Δt/4)°，便可得出地理經度：λ=120°±Δλ,式中加號和減號的取法爲東加西減。若影子長度最小值出現在北京時間12時之後，表示觀測地點在120°以西，取“-”；相反，則取“+”。
該實驗的完成要考慮一定的誤差，重在原理的運用，北半球地理緯度也可以用北極星觀測法簡易求得，還可以利用“副產品”——白紙上的杆影變化，推知該地該日太陽升落的方位和規律。
（二）測量當地的經度和太陽高度
取一個木板或紙板在上面劃出一長線，並劃出刻度（表示長度）。在長線的一端垂直木板（紙板）樹立一木杆，長度1O釐米。利用直角三角學原理繪製一個影長和太陽高度關係的表格備用，在晴朗的天氣裡將它放置在一塊開闊的平地上，利用指南針找到北方向並將板上的刻度尺對準北，在太陽光產生的影子和刻度尺重合時記錄下北京時間和影長（可記錄多次求出平均值），通過計算可知當地的經度和當日的太陽高度。
（三）圭測法觀察測量當地的經緯度和正午太陽高度角：
（1）實驗用材：①取長1m左右的木杆或竹竿（做圭杆）；②長2m左右的繩子和釘子（在地面上畫圓弧用）、時鐘、刻度尺、量角器等。（2）實驗步驟：①在春分日前一天，選一塊平坦開闊的空地，將圭杆垂直插入地上。見圖O點處（圖1爲其平面圖）；②以O點爲圓心，以上午某時刻杆影OA爲半徑畫弧AD，並畫出OA線；③當下午某時刻的杆影末端落到AD弧與B點時，畫OB線；④作∠AOB的角平分線OC；⑤第二天當杆影OE落到OC線上時，就是當地地方時正午12點，同時∠OEP就是當日的正午太陽高度角，並記錄下此時的杆影長L，北京時間T。
（3）實驗結論：通過圭測法可得出正午太陽高度最大時刻的某地所在的經線時刻即爲正午12點，說明當地正午12點的；根據時差的原理，可知當地的經度δ＝116°E + (T-12); 用反三角函數求出∠OEP即爲正午太陽高度角θ，根據正午太陽高角的計算公式，計算改的緯度φ＝90°－H。
十二、探索實驗——地球自轉的驗證
（一）在沒有月亮（初一、初二）和明亮燈光的夜晚，將準備好的照相機對準北極星，用慢速膠捲，開B（T）門，放置幾個小時，在膠片上會留下以北極星爲中心的同心圓，就可以證明地球在自轉。
（二）利用沙漏同樣也可以驗證地球自轉：①用三根木頭搭一個高約2.5m的支架，選擇硬版紙（規格45×40cm），用紙製成一個圓錐體。圓錐體尖留一個小孔，另一端系三根長約2m的細繩，三根細繩須均勻系在紙上，使圓錐體尖端垂直向下，再將繩子系在三角支架上。②將準備好的沙漏尖端小孔用塞子塞住，裡面裝入彩色沙子，推動沙漏做鐘擺運動，並撥掉圓錐體尖端的塞子讓細沙流出。③分析沙跡，發現沙漏並不是來回做直線運動，而且近似的扁長的橢圓形運動軌跡，由此可以證明地球自轉的存在。
有條件的學校，可以去野外考察北半球一條河流或一段，會發現左右岸深度不一樣，說明流水經常往一邊偏向，這一邊遭流水侵蝕厲害而深度較大。
十三、地轉偏向力
（一）爲了觀察地轉偏向力，可用一個地球儀使地軸垂直地面，先在北半球高緯度處滴一至兩滴紅墨水，在地球儀不轉動的情況下，就會沿經線向低緯度流動並留下墨跡。然後自西向東轉動地球儀，再在高緯某點滴一滴紅墨水，你就會發現紅墨水流動的方向發生了改變，從北極上向下觀察，你可以發現紅墨水留下向右偏轉的墨跡。同樣將地球儀倒轉過來，南極向上，用同樣的方法進行進行演示觀察，從南極上向下看，可發現墨跡向左偏轉。
（二）實驗材料：可選用有軸的球狀（面）物，如地球儀、塑料球、撐開的雨傘等；水、清水等。
實驗步驟：①將球狀（面）物的虛擬北極點向上，在球狀（面）物上滴適量的墨滴（或水滴）；②正確模擬地球自轉方向，進行旋轉；③觀察並描述墨滴（或水滴）流痕的偏轉方向；④再將虛擬南極點向上，重複②、③步驟，但旋轉方向與②步驟相反。
實驗結論：通過本實驗，可證明地球表面的物體在做水平運動時，運動方向發生偏轉。在北半球向右偏轉；在南半球向左偏轉。
十四、水循環
半碗水，用透明塑料紙把碗密封住，然後把碗放到太陽下面曬一會，就會看到塑料紙下面有水汽，有些水汽還會滴到碗裡。這就是一個微型的海上內循環，如果水汽不是滴到碗裡，而是隨風飄到別的地方，然後凝結滴下來，那就是一個海陸間大循環了。也可以讓學生回家觀察用電飯鍋煮飯時候，鍋蓋上是否有水汽，是否會滴水。
十五、密度流
準備一隻長方形的金魚缸，放入清水，然後在一杯鹽水中加入藍色色素，沿着魚缸邊緣慢慢倒入清水中，只見藍色鹽水沉到缸底，並在底部形成高低起伏的波。這個小實驗證明了密度大的海水會在密度小的海水下面流動。
十六、水體富營養化
通過對含磷洗衣粉、無磷洗衣粉、清水的溶液中，觀察“水葫蘆”的生長繁殖過程來判斷磷對植物生長的影響，從而感性認識水體富營養化的過程。
實驗原理：磷是植物生長的三大營養元素之一，適量的含磷溶液會促進植物的生長，但過量的磷會導致生長速度過快，從而影響水體質量，是造成水體富營養化的一個重要原因。
實驗步驟：（１）選擇肥嫩適中的水葫蘆，準備有磷洗衣粉、無磷洗衣粉、清水溶液；（２）將重量完全相等的水葫蘆分別放入三個小盆中；分別倒入１０００毫升的有磷洗衣粉、無磷洗衣粉、清水溶液，使水葫蘆的根部完全浸入溶液中；在三盆水葫蘆的上面分別放上紗布，以防止水分的過快蒸發；（３）將泡製好的三盆溶液並排放在窗臺前（室溫約１５～２５℃），保證每天的光照時間；（４）每天觀察水葫蘆的長勢，並進行記錄。５天爲一個週期。
得出結論：根據實驗，有磷洗衣粉溶液的水葫蘆長勢明顯好於其他兩種溶液，並且水體的渾濁度也高，從而認識到含磷生活洗滌用品的排放會導致水體富營養化。
十七、褶皺和斷層
（一）選兩塊厚約5cm的海綿塊，用不同顏色的彩筆分別在兩塊海綿的剖面上染上不同的顏色（以表示岩石的剖面）。也可以指導學生用書或紙自己折成褶皺的形狀。其中一塊用小刀將其斜向割斷（後面簡稱爲海綿2；另一塊簡稱爲海綿1）。講解“褶皺”時，將海綿1平放在講臺上，兩手抓住海綿的兩端，用力向中間擠壓，海綿便鼓起來。可以形象的把褶皺表現出來；講解“斷層”時，將海綿2平放在講臺上，重複以上動作，海綿便出現了斷裂。
（二）背斜成谷，向斜成山
1cm×4cm×20cm的“竹片”，每人1片，讓學生先往上折，但是不要折斷，就會發現，往上彎曲的部分尤其是最中間，有很多的毛刺。如果毛刺換成岩層，就很容易被侵蝕。往下彎曲時候，中間就沒有毛刺，相對的，如果是岩層，就不容易被侵蝕了。
十八、沉積物分選的實驗
將同樣比例的碎石、粗砂和黏土完全混合，放入一隻玻璃瓶中（不超過容量的一半）。將玻璃瓶用水注滿，蓋上瓶蓋，劇烈振盪，然後讓瓶子平放，使瓶中物質自然沉澱。讓學生觀察沉澱成分的排列順序，是否是大顆粒在下部，黏土細粒在上部。在這個實驗中，所用材料以及沉積過程與自然過程基本一樣，只是縮小了規模，放在玻璃瓶裡進行的。
十九、風的搬運作用
碎屑物質包括乾土、細沙、礫石、溼沙、溼泥，將其分別放在五個平紙盤中，用吹風機或者電風扇對着每一個盤子吹風（保持吹風機或電風扇與每一個盤子距離相等）。觀察並記錄實驗的變化過程。然後改變角度，重複以上過程。最後在盤中放幾根鉛筆充當障礙物。再觀察實驗的結果與以上過程有什麼不同。在這個實驗過程中，所有物質都是自然界中的實物，只是規模較小。學生可以一目瞭然的觀察風的搬運作用。
二十、水土流失
（一）A組：用光滑斜面代表山坡，斜面上敷以一薄層粘土（約2釐米厚）代表植被不良的山坡；B組：同A組外，在粘土上覆蓋一層棉質毛巾或沙布表示上覆植被良好。請兩位同學同時用霧化噴頭向上述A、B組灑水模擬大氣降水，指導學生觀察哪一組的水更快流出，哪一組的粘土更快被沖刷乾淨。
（二）自制兩個木盒，一般爲50釐米長、10釐米高（也可以找兩個廢舊的尺寸大致相同的木盒）。兩個都放滿泥土，一個種上雜草，一個什麼也不種。放置在開闊的地方並與地面成30°。當雜草長好後，用澆花的灑水壺模仿下雨，將水淋到兩個木盒上，觀察流出的水中含的泥沙量，也可以將流出的水收集到水桶中，經過沉澱計算一下含沙量。
二十一、火山噴發
（一）分三組：
實驗1：在A、B兩個U形試管中裝進濃度不同的土豆泥，分別從每個U形試管的一個口中放進少許蘇打粉，然後加水，並用手指堵住試管口，土豆泥便從另一個口中溢出。注意濃的形成柱狀，而稀的直接從試管口溢出。
實驗2 ：把融化了的蠟分別倒進熱水和冷水杯中，熱水中的蠟仍是液體，而冷水中的蠟則凝結起來。
實驗3：在瓶中裝滿細小的玉米粉，底部插入管子，用力吹，玉米粉從瓶口噴出；在瓶口的木板上就會形成山狀。
實驗做完後，各小組分別討論，得出結論。
總結結論
第1組結論：（1）實驗演示了岩漿噴發的過程；（2）根據岩漿濃度不同，可形成不同形狀的火山。
第2組結論：實驗演示了火山岩漿遇冷凝固的過程
第3組結論：從實驗可以瞭解火山的形成過程。
（二）把一個大開口的漏斗放在一個盛有水的鍋裡。圍繞漏斗用泥做一個錐狀模型。把漏斗口留着，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。讓學生思考：是什麼力量造成了水的噴出？然後，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。重複上述實驗，現察泥蓋會發生什麼變化。（實驗過程中要防止燙傷學生。）
二十二、等高線地形圖的判讀
每個學生準備好一張比較硬的紙，並且帶有寬度相同的平行線，先把紙垂直平行線對摺，再把紙立在桌面上，凸面朝上，大約與桌面成80—90度的角，讓學生站立，從上垂直往下看，觀察平行線的彎曲凸出方向，並進行規律總結，即等高線向低海拔彎曲突出爲山脊；然後再把紙翻過來，凹面朝上，大約與桌面成80—90度的角，從上垂直往下看，觀察平行線的彎曲凸出方向，並進行規律總結，即等高線向高海拔彎曲突出爲山谷。
《普通高中地理課程標準》（2017年版2020年修訂）中對地理實驗做出的要求，主要有兩處：一是在地理實踐力核心素養概念闡述中提到實驗是地理實踐的重要組成部分，在實驗活動中所具備的意志品質和行動能力，是地理實踐力核心素養的重要體現，“實驗是地理學重要的研究方法，也是地理課程重要的學習方式”；二是在“課程目標”表述中，“通過實驗方式獲取地理信息，探索和嘗試解決實際問題，具備實驗活動設計、實施的行動能力”。
地理實驗試題可以考查：學生對地理知識、原理的理解程度；對地理事物發展、演變過程的模擬與分析；探究問題的能力；地理科學研究方法的掌握程度。在覈心素養視域下的命題，十分青睞於地理實驗試題，多個省區高考試題中，出現了以地理實驗爲情境材料的試題。在地理實驗教學上，以北京市爲代表的課改先行區，做出大膽的探索與嘗試，並從市、區教研層面，對實驗教學與考試做出了細緻的規劃，有力地推進了地理實驗的教學與考試深入研究。
目前，考查的實驗主要有：經、緯度的測量；正午太陽高度的測算；太陽直射點的移動；黃赤交角變化對地球的影響；褶皺、斷層形成模擬；火山噴發模擬實驗；風的搬運、堆積作用；流水對地貌的侵蝕；流水堆積形成地貌；雨、霧、霜、露的形成；熱力環流模擬；海陸熱力性質差異的實驗；模擬溫室效應實驗；地形雨和“雨影效應；水循環實驗；風海流的形成；建立自流井模型；土壤的構成實驗；水質檢測；森林對風的削弱作用；滑坡、泥石流模擬實驗。主要集中在自然地理和生態破壞、自然災害，人文地理幾乎不涉及地理實驗。
一、實驗試題歸類分析
（一）地理知識、原理驗證的實驗試題
對於教材給定的知識、原理，學生只是識記和從邏輯推理上去理解，缺少感性認知，記憶就不深刻、理解就很難做到深刻，自然也就缺少創新認知的平臺和機會，採用實驗教學，可以彌補這方面的不足，創設實驗情境試題，考查地理實驗過程的“生成”，培養創新思維和創新能力。
例題1：
北京某校學生在校園進行氣溫觀測實驗，選擇夏季晴朗天氣，上午 10 時將甲、乙、丙、丁四個透明玻璃箱裝置，如下圖，放在校園空曠操場上，靜置兩小時後，觀察溫度計數值(初始溫度相同)。讀圖，完成第 1～2題。
1.推測四個裝置中溫度計數值最高的是
A.甲 B.乙 C. 丙 D.丁
2.若使丙玻璃箱內氣溫上升更快，以下方法最可能有效的是
A.在玻璃箱中加人更多的水 B.在水中加人一瓶黑墨水
C.用泡沫塑料包裹玻璃箱四壁 D.將實驗時間調整到 16 時
【答案】1A 2B
分析：
四個玻璃箱兩個敞口、兩個用薄膜封閉，分別裝土、水，還有一個是空的玻璃槽，該地理實驗是比較不同下墊面對大氣受熱過程的影響，通過讀取溫度計的數值，直觀瞭解到不同下墊面對大氣增溫的影響是不同，該地理實驗起到了驗證“大氣受熱過程”知識的作用，主要體現在兩個方面：一是的地面是近地面大氣主要的、直接的熱源；二是不同的下墊面對大氣受熱影響不同。考查了學生比較分析的思維能力。
例題2：
有同學在生活中發現了“點蠟燭切洋蔥，不流淚”的廚房小竅門。下圖爲點蠟燭切洋蔥示意圖。讀圖，完成下面小題。
3.下列四幅圖能夠反映洋蔥附近空氣環流的是
4.點蠟燭切洋蔥能緩解眼睛不適的原因是（ ）
A. 蠟燭上方氣流變弱 B.蠟燭處受熱氣壓較高
C. 洋蔥上方氣流下沉 D.洋蔥處受熱氣壓較低
【答案】3 A 4C
分析：
由生活中切洋蔥的案例來驗證熱力環流在我們日常生活中是切實存在，引導學生關注生活中的地理知識，引導學生觀察、感悟、理解、運用地理知識和原理，深入理解、分析地理知識和原理，並要求根據熱力環流的原理，畫出熱力環流模式圖，實現了“抽象-形象-抽象”的認知過程，體現了地理學科的應用性。
（二）地理數據測量的實驗試題
在地理教學中，有些地理數據十分重要，對地理數據獲取，只是從理論上推導、計算相對較容易，而真正的深入理解，還需要這些數據產生、獲取的過程，這樣有利於理論與實際相結合，建立知識與生活實踐之間的聯繫，體現地理教學的實踐性、有用性，對於培養學生的地理實踐力、地理綜合思維等核心素養有着重要意義。經常考查的數據測量有：正午太陽高度測量、熱島效應數據測量、氣溫和氣壓測量、坡面徑流量變化與坡度和植被數據關係測量、河川徑流量變化及影響的數量測量、降水量與地理要素關係的測量、土壤成分含量變化與其他要素關係的測量、自然災害數據的測量、人口數據變化的統計、人口容量及人口合理容量的預估、人口遷移的數據統計、區域服務行業的數據統計、交通點及線路數據變化的統計、區域轉移產業數據的統計、大氣污染數據測量、水體污染數據測量等，通過數據分析，深入、細緻理解地理知識、原理，進而運用地理知識原理解決生產和生活中的實際問題。
例題3：
（2023廣東卷）對日影和太陽高度變化的觀測可以判斷地理位置、地方時等要素。左圖爲甲地某日日出至日落期間標杆的日影變化示意圖，當日影朝正北方向時，標杆長度與其日影長度相等。右圖爲乙地同一日正午時刻的太陽高度示意圖。圖中時間均爲北京時間。據此完成下面小題。
5. 觀測當日（ ）
A. 甲地晝長夜短 B.乙地晝短夜長
C. 甲地晝長大於乙地 D.甲乙兩地晝夜等長
6. 甲地位於乙地（ ）
A. 東南 B.西南 C.東北 D.西北
【答案】5. D 6. A
分析：
太陽高度和太陽方位是人們生活中最常見的地理現象，深刻影響着人們的生產與生我沒有，由感性認知上升到理論推理，是一個難點，相當大的一部分學生很難越過這個思維的“坎”，用實驗的方法來驗證推理太陽視運動過程，把一個較爲抽象的問題，用實驗建立感性認識，幫助學生加深對太陽視運動過程的認知與理解，通過數據的計算、方位的推導，實現由“理論——實踐——理論”的學習能力進階。
（三）地理演變過程演示的實驗試題
地理演變過程是地理思維考查的重點內容之一，旨在通過地理演變過程檢測學生的地理邏輯思維的形成和發展，能夠實現由知識——能力——核心素養的完美結合。目前，高考涉及較多的“過程”主要包括太陽視運動過程、大氣受熱過程、天氣變化過程、水循環過程、岩石圈物質循環過程、地質地貌演變過程、生物循環過程、區域地理環境整體演變過程、人口遷移過程、城市化過程、產業區位要素變化過程、交通網的變化過程、產業轉移和升級的過程、自然災害形成和發生的過程、資源生產與消費過程和環境演變過程等
例題4：
野外探險時爲獲取飲用水，可以在比較溼的地方選擇一個窪地，在裡面放一個容器，然後在窪地上方蓋上塑料薄膜，將四周用沙子或土塊壓實，中間放個小石塊。第二天早晨，窪地裡的容器就會盛滿淡水，如下圖所示。讀圖，完成下面小題。
7. 獲取淡水利用的水循環環節是（ ）
A.蒸發（蒸騰） B.降水 C.下滲 D.水汽輸送
8. 收集的淡水主要來自（ ）
①河水 ②大氣水 ③土壤水 ④生物水 ⑤永凍土底冰
A.①②③ B. ①④⑤ C.②③④ D. ②④⑤
【答案】7. A 8. C
分析：
這是一個野外生存獲取淡水資源很好的方法，操作簡單，容易完成，有很強的實用性，其包含的主要地理知識和原理是：形成水循環的外因是太陽輻射和重力作用，其爲水循環提供了水的物理狀態變化和運動能量；形成水循環的內因是水在通常環境條件下氣態、液態、固態三種形態容易相互轉化的特性；降水、蒸發和徑流是水循環過程的三個最重要環節，這三個環節構成的水循環決定着全球的水量平衡，也決定着一個地區的水資源總量。通過實驗，學生能夠真切的看到水循環的發生，該實驗帶有探索性、創新性，引導課堂教學中要注重對學生創新思維的培養。
（四）地理變化趨勢推導的實驗試題
根據地理事物發生、發展和變化的過程，運用地理原理，發現、找出地理事物演變的規律，進一步推測地理變化發展的趨勢，得出結論，提供給相關部門，從而服務於生產和生活。
例題5：
某校學生學習土壤時開展了校內外實踐活動。閱讀圖文資料，回答下列問題。
任務一：採集校園土樣，做實驗
同學們分別在校園內三地採集土壤樣本（如下圖），老師提醒採樣同學記錄前兩天的降水狀況。
（1）從圖中三地採集樣本，可以用來對比____（要素）對土壤形成的影響，該要素對土壤中____（成分）影響顯著。記錄降水狀況的目的是____。
任務二：採集土壤剖面樣品，做對比
同學們在不同地點，利用半圓鑽採集土壤剖面，並繪製成示意圖。圖（a）採集地點是昌平區七王墳，圖（b）採集地點是校園。
（2）對比兩圖可以看出，昌平區七王墳土壤剖面結構更爲____（複雜/簡單），從地面垂直向下，有機質含量逐漸____。校園土壤剖面10-45cm出現一層____，成分與上下層之間無明顯關聯，從土壤形成過程角度考慮，推斷屬於____要素的影響。推薦關注地理圖文
任務三：探索土壤與人類關係
（3）土壤處於四個圈層相互緊密接觸的過渡地帶，爲____的生長提供了紮根立足的條件，也爲人類種植____提供了物質基礎，所以被稱爲“食物之源”。爲了保護和持續提高土壤肥力可以採取的具體措施有____。
【答案】
（1）生物 有機質 排除降水差異對土壤的影響
（2）複雜 減少 沙子 人類活動
（3）植物 農作物 休耕、輪耕、種植綠肥等
分析：
無論是農村還是城市的學生，對土壤都是很陌生的，土壤與生物學科、化學學科聯繫密切，有較大的難度。同時，土壤的地域性差異很大，即使是很小的區域範圍內，土壤差異也會很大，增加了對土壤內容學習的難度，運用實驗的方法，可以增強感性認識，增進學生對土壤的“親近感”。從另一個角度看，也說明對土壤的研究有很強的實用性，與農業生產的指導意義重大；從人地關係的角度看，有利於人地關係的修復、調整，促進區域的可持續發展。本大題以學習土壤時開展了校內外實踐活動爲材料設置試題，涉及土壤的組成、土壤的結構、影響土壤形成的因素、土壤的功能與養護相關內容，考查學生獲取和解讀地理信息、調動和運用地理知識、基本技能能力，綜合思維、區域認知、地理實踐力素養。
二、地理實驗教學建議
1.研究課程目標與教材，明確地理實驗的意義
地理實驗的準備、實驗操作過程、實驗數據的記錄、數據整理與應用、實驗結論的總結、實驗過程中意外生成的分析、實驗報告的陳述，不僅可以加深對所學地理知識、原理的理解和應用，培養學生的實操能力，掌握地理科學研究的方法，還能在實驗中培養與他人交流、合作的能力，是地理實踐力培養最直接的途徑。明確了地理實驗的目的、意義，積極、主動開展地理實驗課，讓地理實驗系列化、系統化，形成校本課程。
2.積極創新地理實驗
全國百分之九十九的學校沒有地理實驗室，地理實驗器材購買審批難度大、週轉時間長，實驗場地需要借用其他學科的實驗室，沒有地理專職實驗員，分組實驗器材的擺放、清理、歸還，往往都需要地理老師佔用自己課餘休息時間來完成，而且，實驗完成好與差也很難得到領導的表彰，甚至還會被學生、家長或其他老師抱怨，的確需要一些勇氣、犧牲精神、奉獻精神才能完成。
憑着對地理教育教學工作的愛心，尤其年輕老師，對教學滿懷激情之時，大膽嘗試，創新地理實驗，可能會在地理實驗上走出一條自己的獨特之路，不追求高大上，先從“接地氣”、易操作着手。別人還沒有起步的時候，只要做起來，就是成功的。
3.注重實驗過程中的課堂生成與探索
課堂生成，是指超出老師的備課預測，出現的一些新情況、新問題，每一個新問題，可能就是一個創新點，是地理教學研究的“新生點”，值得探討，要保護學生探究的積極性，要珍重課堂生成，以此爲基點，深挖開去，形成創新思維，積累創新思維培養的方法。
4.及時昇華，將實驗轉化爲試題
地理實驗完成之後，及時把實驗過程、結果及實驗生成加工、轉化爲試題，考查學生實驗過程中暴露的問題或薄弱的環節，形成完成的實驗規程體系，同時讓學生在思維上有進階，並以實驗生成設置開放性問題，引發學生深度思考，總結規律、預測趨勢，推動學生思維向高階進級。
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