第一章 绪论
1.1 研究背景
21 世纪是人才竞争的时代，随着世界政治格局多极化、经济全球化和科学技术的快速发展，各主要国家战略对抗与冲突日趋激烈。我国是世界上最大的发展中国家，在深刻、复杂、多变的国际竞争中，人才竞争关系到我国国际地位和未来发展。为此，国家高度重视教育对人才的培养，并在党的十八大报告中明确指出把“立德树人”作为教育的根本任务。
为落实“立德树人”这一根本任务，教育部 2014 年颁布《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》，指出“要研究制定学生发展核心素养体系和学业质量标准，构建各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”[1]。可看出，核心素养的培养成为了新一轮课程改革的焦点。
此外，2017 年教育部颁布了《普通高中地理课程标准》（以下简称新课标），指出“地理核心素养是学生通过地理学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力”，并将地理素养凝练为人地协调观、区域认知、综合思维、地理实践力四大核心素养[2]。新课标充分考虑了地理学科属性和特性，要求教师在教学中要根据学生地理学科素养形成过程和特点，科学地设计地理教学过程，引导学生通过自主、合作、探究等学习方式，在自然、社会等真实情境中开展丰富多样的地理实践活动。可看出，在地理教学过程中开展有效的地理实践活动是新课标的明确要求。
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1.2 研究意义
1.2.1 理论意义
在地理核心素养的大背景下，研究自制教具在高中地理实验教学中的应用能够进一步增进教师对地理核心素养内涵的理解。同时，有利于进一步丰富地理实验教学的理论体系，为新课程理念下地理教学方式转变、教学方法革新、新课程改革持续推进提供必要的理论参考。
1.2.2 实践意义
对人教版高中《地理必修一》中的地理实验进行梳理，开展自制教具案例研究，为高中地理实验教学自制教具提供案例参考。同时，在高中课堂教学中运用自制教具辅助地理实验教学，为高中地理实验教学提供建议，也有利于鼓励师生将教学与生活联系起来，激发学生实践求知的欲望，且通过改造生活器材，运用于课堂教学，一方面克服了现阶段我国高中地理实验条件欠缺的不利影响，有效促进地理教学质量提升；另一方面直接培养了学生的观察能力、思维能力、实践能力，从而推动学生地理核心素养的培养。
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第二章 概念界定与理论研究
2.1 相关概念界定
2.1.1 自制教具
教具在师生日常教学活动中使用较为广泛。《中国大百科全书》将教具定义为“教学中为学生提供感知材料的实物、模型、图标等教学用具”[47]；《中国教育百科全书》指出：教具是教学过程中可以辅助教学活动的用具。传统教具有教科书、标本模型、图表等，现代教具有电影、电视、录音、录像、计算机等设备[48]。依据使用者的不同，教具在教师手中作为教学辅助用具称为教具；在学生手中或者由学生参与制作，帮助学生理解学习，也可称为学具[49]。
本文所指自制教具是指师生利用生活中的材料、废弃物品，自行设计、制作并应用于教学和学习的器具。它与仪器公司所生产的规范化、批量化的教学仪器相比较，自制性较强，是师生亲自动手制作，没有仪器公司所生产的仪器那样完美，但其取材便利、价格低廉，凝结了学生个体和集体的智慧，在实际的课堂教学中使用，能够吸引学生运用自己制作的教具积极参与活动探究。
2.1.2 地理实验教学
实验是为了检验某种理论或假设而进行某种操作或从事的某种活动，亦或是实验工作，比如科学实验[50]。地理学是一门兼具自然科学和人文社会科学双重属性的学科。其中，自然地理学部分包括了学生生活中所接触的地质地貌、气象气候、水文、土壤和生物等内容，因而涵盖了许多自然地理原理，需要运用实验才能更加清楚地向学生阐释。
地理实验的概念有广义和狭义之分。狭义的地理实验是指在教学中运用一定的器材或设备，人为地使所要学习的地理事物和现象及其变化过程表现出来，以获得和验证地理知识。广义的地理实验是指通过观察、观测、演示、制作、绘制、调查等地理活动方式，认识、探索地理事物、现象和过程等的地理实践教学活动[51]。根据高中地理教学的现有条件，本文所指的地理实验是狭义的地理实验。
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2.2 自制教具辅助高中地理实验教学的必要性
2.2.1 教材编排选择了部分实验
现行的人教版高中《地理必修一》中，直接列出了部分地理实验，要求教师在教学过程中组织和指导学生以活动的形式展开探究。例如，在“热力环流”这一教学内容中，由于学生对热力环流缺乏感性的认识，开篇部分就让学生用长方形玻璃钢、胶合板或塑料薄膜、一盆热水、一盆冰块、一束香、火柴等开展实验探究，对热力环流有一个初步的认识，为热力环流原理的讲解奠定基础。此外，教材中还有模拟冲（洪）积扇的形成等实验，如图 2-1。
2.2.2 课标活动建议开展部分实验
新课程改革重视对地理问题的探究，鼓励自主学习、合作学习和探究学习，倡导在地理教学中学会独立或合作开展地理观测、地理调查、地理实验等实践活动。在活动建议中提到利用教具、学具，或通过计算机模拟，开展模拟实验活动，如：“运用教具、学具，或通过计算机模拟，演示地球的自转与公转，解释昼夜更替与四季形成的原因”、“利用身边可以找到的材料和温度计，做一次大气温室小实验”。
第三章 高中地理实验教学内容分析——以人教版“地理必修一”为例 ................................ 20
3.1 高中地理实验梳理的依据........................... 20
3.2 高中地理实验梳理结果..................................... 21
第四章 高中地理实验教学的自制教具案例设计 .............................. 27
4.1 自制教具的依据......................................... 27
4.1.1 选材原则：取材便利，经济实惠.................................. 27
4.1.2 设计原则：简单实用，科学创新............................... 27
第五章 自制教具辅助地理实验教学实践——以“时区转盘的自制与应用”为例 .................... 41
5.1 提出实践课题............................. 41
5.2 提出假说........................... 41
第五章 自制教具辅助地理实验教学实践 ——以“时区转盘的自制与应用”为例
5.1 提出实践课题
“时差”是地球运动部分的一大教学难点，不仅要求学生要准确区分地方时、时区和区时的概念，还要掌握区时的计算方法。大多数教师通常要求学生死记硬背地方时、时区和区时的概念，区时的计算公式。但依据学生现阶段空间思维能力，即便背得概念、公式，也难以正确应用，更不用说培养学生的地理核心素养。基于这样的现实问题，以“时区转盘的自制与应用”为例，探讨如何将自制教具辅助地理实验教学，以提升教学质量并促进学生地理核心素养的培养。
自制教具辅助地理实验教学相较于纯粹的多媒体教学，更加能够提高教学质量，促进学生地理核心素养的培养。
实验对比研究在实习单位 A 校进行，A 校为省级三类示范性普通高中，所选择的实验班和对照班都为 A 校的普通班。其中，实验班共 49 人，对照班 56人。任课教师、教学时间等无关变量相同。在实验班开展实验前，按每 5 个人为一个小组，将全班划分为 9 个小组，剩余 4 人分别加入其他小组。
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第六章 结语
6.1 总结
“自制教具辅助高中地理实验教学实践研究”这一论题的选择，最初是基于一堂优质课教学活动的启发，引起了自己对“日常课堂教学为何很少开展地理实验教学”、“日常课堂教学中地理实验教学如何实现”等问题的思考。在影响地理实验教学的因素中，地理实验条件是一个极其重要且具有限制性的因素。因此，基于地理实验室、实验仪器、实验员不完备的客观实际，探究自制教具辅助地理实验教学，为地理实验教学在日常课堂教学中常态、持续、有效进行寻求简单可行的办法。
论文撰写前，通过梳理“自制地理教具”、“地理实验教学”相关主题文献，分析了自制地理教具辅助地理实验教学实践的时代背景、学科背景和客观现实背景，认为自制教具辅助地理实验教学具有重要理论与实践意义。如下对论文进行简要总结：
（1）对自制教具要遵循的特点、方法、流程进行分析，结果表明：自制地理教具要具备科学性、简易性、教育性、经济性、直观性等特征；对于现阶段用于地理实验教学的教具，可以通过仿制已有标准化、规范化仪器，改进已有地理教具，或者寻找生活中现成的物品替代；此外，自制教具在具体制作过程中，要按照“明确主题、结构设计、材料准备、制作调试、编写说明”逐步进行。
（2）以实验版和 2017 版地理课程标准为依据，对人教版高中《地理必修一》部分的实验内容进行分析。表明：高中《地理必修一》中有许多可以在课堂教学中开展的实验活动，但这些实验活动多数隐藏于课文文字下，且以模拟实验为主，演示和制作实验较少。多数实验没有仪器、设备、操作步骤、注意事项等说明，教师在开展地理实验教学时首先要正确区分实验活动，再设计实验方案、自制实验教具，最后克服其他困难才能在课堂教学中加以实施。
（3）依据教具选材、结构设计和制作的原则，采用仿制法、改进法、替代法，选择了五个实验案例开展自制教具典型案例设计研究，所选案例涉及了每个主题。自制教具案例设计包括背景分析、教学要求分析、材料准备、制作过程、使用简要说明几个部分，为今后地理实验教学过程中自制教具实践及相关研究提供案例参考。
参考文献（略）