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上海市仙霞高级中学是一所人文深厚、信息见长的实验性示范学校。学校努力探索信息技术与教育教学管理的有机融合，形成了“信息技术是学校核心竞争力”的态势。
我校地理实验室是一个融实体性、开放性、互动性和信息化为一体的现代化学习场所。“实体性”表现为陈列种类齐全的岩石、化石和矿物等标本，这些标本石大多体型“庞大”，感染力强；“开放性”表现为标本石可以让师生随时观摩、随手摸触、随需取放；“互动性”表现为标本石课程化的陈列方式、富有创意的标牌设计、独特的问题链和博物馆式的“仙霞地理家园”网站，实现学习的多维互动；“信息化”主要表现为学习室独特的设计理念、先进的设施设备，可实现学习过程微格化处理，以及依托校园多媒体信息传播系统，利用网络技术与数字资源，为生生、师生间多层面交流和个性化学习提供了平台。
实验室应用既立足于地理二期课改课程的教学需要，又注重以标本石为载体引领学校科普特色教育、校本特色课程建设和学生探究创新活动，有效拓展了学习形态，转变了学习方式，践行了课改理念。
一、建设理念
我校地理实验室的创建，立足于“培育学生科学精神和创新素养”的宗旨，遵循“教育教学规律”和“学生身心发展规律”，突出学生地理学习的兴趣与体验、互动与参与，推进中学地理课堂“教”和“学”的改革，引导学生依托信息化互动学习室进行自主学习、探究学习，提升地理学习兴致、拓展地理认知视野和培养科学思维品质。
地理实验室一方面通过具体的标本石和信息化仿真虚拟功能，改变从图片到图片、从文字到文字的抽象学习，还原学生地理学习经历，丰富过程体验，积淀科学经验，提高中学生地理学习效率和质量；另一方面，为学生提供更多的实践机会和学习自由，他们将在实践探索过程中掌握观察、记录、分析和处理实验结果的科学方法，提高观察分析能力、动手操作能力、逻辑思维能力和想象创新能力。此外，地理实验室在师生的创新应用中不断发展，其中的学习资源越来越丰富，学习课程越来越多元，学习成果越来越丰硕，吸引更多的学生深度参与并爱上地理学习活动。
为此，我校地理实验室的建设愿景定位为：彰显前沿教育理念的“思想场”，开展学习方法的“研究室”，师生进行地理学习的“资源库”，放飞师生地理情怀的“欢乐谷”。
二、基础建设
我校地理实验室（也称“地理学习园”）于2009年着手酝酿，2011年9月初步建成并投入使用。它是一个系统工程，由信息化互动学习室、标石观展学习区和地理信息平台构成。
信息化互动学习室是现代化的课堂学习场所，即为现代化教学、高效能学习、个性化学习等多形态的学习提供学习环境；标石观展学习区为师生提供参观、观察、探索、思考地理标石的对象和场所；地理信息平台目前包括校园多媒体信息传播系统和博物馆式的“仙霞地理家园”网站，为地理学习提供多种互动、合作和展示的可能。由信息化互动学习室、标石观展学习区和地理信息平台构成的地理实验室，相互支撑，虚实结合，三位一体（如图1所示），让地理实验室的功能更强大、价值更多元，共同支撑着丰富多彩的课堂基础性学习、主题拓展研究性学习和自由的自主性学习，更重要的是为校本课程的开发与丰富提供了重要载体和契机。
图1 “三位一体”的地理实验室
1.标石观展学习区
标石观展学习区由地质化石学习区、地貌景观石学习区、矿物学习区和岩石学习区4部分构成，相互比邻，互为一体。
（1）地质化石学习区
地质化石主要陈列于室外的玻璃墩及三层钢化结构的玻璃台内（其中玻璃墩用来陈列珍贵化石标本，三层玻璃台按地质年代顺序摆放化石），由古至新共呈现160余块各地质年代化石。化石大小规格都在5 cm×50 cm以上，三分之一达10 cm ×10 cm以上，其中鱼龙化石达150 cm ×100 cm，海百合达130 cm ×100 cm，恐龙（窝）蛋直径达65 cm，来自新疆的中生代桂化木（化石）长200 cm、直径50 cm，它们共同向学生展现着远古地球生命的迹象和演进过程。
（2）地貌景观石学习区
学校地貌景观石共有30余块，它们在小径旁和林荫中或“立”或“卧”，形成一个小小的地貌景观园。它们或光滑如玉（如贵州青水冲石、新疆风棱石、浙江钟乳石），或鬼斧神工（如河南褶皱石、浙江沉积岩石），或千疮百孔（如江苏太湖石、浙江海蚀地貌现象、黑龙江火山熔岩），以不同的风姿向学生展现祖国各地地貌肌理的秀美。其中褶皱石达300 cm×120 cm，钟乳石达190 cm×80 cm，浙江海蚀地貌石达120 cm×80 cm，太湖石达130 cm×120 cm。
（3）矿物学习区
地质矿物主要陈列于室内，共有300余种，80%以上矿物规格在30 cm ×30 cm以上，其中粉红色方解石达60 cm ×60 cm ×100 cm，重晶石与水晶共生矿石达80 cm ×50 cm ×40 cm。这些矿物按照物理、化学性质被分门别类地陈列于开放的展柜或展台上：矿物硬度标本组10块、光泽标本组10块、晶体形态标本组6块、集合体形态标本组7块、颜色标本组10块、解理标本组5块、断口标本组5块、化工原料组12块、宝石工艺组13块，以及课本中提及的矿物、珍贵矿物等。学生可以零距离观摩触摸，甚至掂量对比，能看能动。
（4）岩石学习区
陈列室中，共有120余块15 cm×15 cm以上的岩石标本，分别从种类和应用两个角度排放。上、中、下三层架上，分别排放了三大类岩石：上层岩浆岩（包括浮岩、火山熔岩、火山角砾岩等30种），中层沉积岩（包括石英砂等40种），下层变质岩（红柱石角岩、大理岩等30种）。另外，还专辟一个区域排放建筑材料类岩石。
2.信息化互动学习室
地理信息化互动学习室由后台服务室、教具陈列室和学习活动室构成，共同保障了现代化学习环境与探究学习条件。 （1）后台服务室
由两间相通的小房间构成，其中一间放置网络服务器，既为学习室提供便利的网络连接服务，又为地理学习专题网站、数字化教学资源库、数字星球资源提供平台支撑；另一间为多媒体信息化教室的控制室，保障现代化学习的精准、高效。
（2）教具陈列室
与学习活动室相通的地方有两间教具陈列室，既可以放置地理教学器具，如各类地图、地球仪、地形模型、地理演示实验器材等，又可放置学生地理探索实验的仪器工具，如地质考察类工具、天文观测工具、环境监测工具等，还可用来收藏标本岩石，以及陈列学生制作的优秀地理作品。
（3）学习活动室
学习活动室内42张可自由组合的单人梯形课桌，可3～8人任意组合成学习或实验小组；配置12台无线笔记本电脑、40个手持移动学习终端（平板电脑）供学生使用，加上无线投影技术的应用，让学生的学习过程可即时呈现和进行互动交流。
学习活动室的演示区配置了主控电脑、电子白板、数字星球星系统、点读式语音立体地图、窿顶模拟星空等，加上视频音频播放设施、宽幕双屏投影技术、录播直播技术，让学生感受学习的精彩，感知科技的魅力，有利于新地理课程标准的落实。
学习活动室的阅读区有三列内墙式书架，初步购置500余册地理课外阅读书籍，200余册各式地图，140余张地理学习光盘，上千段央视教育资源短片，为学生获取书面信息提供资料。在管理上通过定期开放和外借，让学生充分享受地理文化的熏陶。
学习活动室的作品交流区主要位于后墙，用来定期交流、展示学生专题学习成果和研究性学习成果。
3.地理信息平台
信息化是我校地理学习室的重要标志，除了现代化的教学设施设备外，还体现在通过视窗推送系统推送优秀地理文化，以及构建地理自主学习网站。
（1）视窗推送系统
我校建有基于信息技术的三大传播系统：一是视窗推送系统，以影像为特征的形象传播；二是桌面办公系统，以便捷为特征的即时传播；三是校园网站平台，以互动为特征的网络传播。它们都在地理实验室的建设中得到体现，为学生自主学习、自由探究、自我展示提供了有效保障。
视窗推送系统有专业的支撑平台和运行软件，软件是基于B/S架构，可以在任何时间任何地点编辑推送视频（或动画）、学习成果等，操作简单；并通过后台中心控制实现不同层面的三种推送方式，即走廊视窗方式推送、互联网Web方式推送和有线电视方式推送，可有选择性地把优秀地理文化、学生学习的精彩过程、优秀成果的在全校定期推送。
（2）地理网站平台
学校与相关公司合作，架构并建设了博物馆式的地理自主学习网站—“仙霞地理家园”。该网站最大的特点是以地理实验室的标石为实体，通过仿真技术构建虚拟地质博物园，突出图文介绍、立体浏览、问题引领和方便交互等众多功能；另一方面为学生自主学习提供了系统的主题性思维导图、学习资源和微课；以及为学生学习成果的数字化展示、交流提供了互动平台。
三、设备配置
作为虚实结合、三位一体的地理实验室，其设备配置主要包括仪器设备、系统软件、地理标石和学习资源等（见表1）。
表1
四、相关课程建设
地理实验室作为培育学生科学精神和创新素养的重要载体，力争惠及每一位学生，并为有兴趣的学生提供更专业的拓展学习和项目探究指导。为此，学校地理教研组与信息技术中心、视觉艺术工作室和科普教育组，相互协同，共同推进了基础性课程、拓展性课程和研究性课程的深入实施。
1.基础性课程
根据中学地理课程标准，结合基础性课程内容，利用地理实验室开展专题学习，改变从图片到图片、文字到文字的学习方式，还原学生学习经历，促进学生更好地学习基础性课程，更好地达成教学三维目标，培养学生的科学精神与创新素养。两年多来，我校已形成17个基于教材的创新性学习活动，学习内容见表2。
表2
2.拓展性课程
为了引导学生深入学习地理科学知识，充分认识地理现象，学校依托地理实验室的学习资源和独特的学习环境，建设了系列校本课程，将学生个性发展中基于学科的延伸与发展、基于广域发散的学习体验、基于国家统一要求的道德品质养成等融于一体；将学习内容、学习方式与学习过程的个性化拓展融于一体。拓展学习内容见表3。
表3
3.研究性课程
培育学生科学精神和创新素养，核心在于学生的问题意识、提问能力，以及探索解决疑难问题的经历。地理实验室丰富的学习标本和现代化的学习条件，为学生“问”中学、“做”中学和“研”中学搭设了平台，创造了氛围。研究学习内容见表4。
表4
五、组织管理
1.管理与师资
学校成立了地理实验室领导小组，由校长直接领导，地理学科带头人与教研组长领衔，科研室、信息中心、科普人员共同参与，教导处、总务处提供重要保障。课程开发和活动组织以地理教研组教师为核心，融合多方教师和多个部门参与，共同推进。
2.开放时间
地理实验室由专人管理。室外学习区全天开放，室内学习区和互动学习室定期对外开放，活动内容统一安排，专人落实。
3.资源共享
全校师生（包括外来参观者）在遵守实验室管理制度的前提下，可以共享学习室的全部资源。本校学生可以自由选择探究项目和指导教师。
（赖才炎，硕士，高级教师，科研室副主任，上海市仙霞高级中学，200336）
我校地理实验室是一个融实体性、开放性、互动性和信息化为一体的现代化学习场所。“实体性”表现为陈列种类齐全的岩石、化石和矿物等标本，这些标本石大多体型“庞大”，感染力强；“开放性”表现为标本石可以让师生随时观摩、随手摸触、随需取放；“互动性”表现为标本石课程化的陈列方式、富有创意的标牌设计、独特的问题链和博物馆式的“仙霞地理家园”网站，实现学习的多维互动；“信息化”主要表现为学习室独特的设计理念、先进的设施设备，可实现学习过程微格化处理，以及依托校园多媒体信息传播系统，利用网络技术与数字资源，为生生、师生间多层面交流和个性化学习提供了平台。
实验室应用既立足于地理二期课改课程的教学需要，又注重以标本石为载体引领学校科普特色教育、校本特色课程建设和学生探究创新活动，有效拓展了学习形态，转变了学习方式，践行了课改理念。
一、建设理念
我校地理实验室的创建，立足于“培育学生科学精神和创新素养”的宗旨，遵循“教育教学规律”和“学生身心发展规律”，突出学生地理学习的兴趣与体验、互动与参与，推进中学地理课堂“教”和“学”的改革，引导学生依托信息化互动学习室进行自主学习、探究学习，提升地理学习兴致、拓展地理认知视野和培养科学思维品质。
地理实验室一方面通过具体的标本石和信息化仿真虚拟功能，改变从图片到图片、从文字到文字的抽象学习，还原学生地理学习经历，丰富过程体验，积淀科学经验，提高中学生地理学习效率和质量；另一方面，为学生提供更多的实践机会和学习自由，他们将在实践探索过程中掌握观察、记录、分析和处理实验结果的科学方法，提高观察分析能力、动手操作能力、逻辑思维能力和想象创新能力。此外，地理实验室在师生的创新应用中不断发展，其中的学习资源越来越丰富，学习课程越来越多元，学习成果越来越丰硕，吸引更多的学生深度参与并爱上地理学习活动。
为此，我校地理实验室的建设愿景定位为：彰显前沿教育理念的“思想场”，开展学习方法的“研究室”，师生进行地理学习的“资源库”，放飞师生地理情怀的“欢乐谷”。
二、基础建设
我校地理实验室（也称“地理学习园”）于2009年着手酝酿，2011年9月初步建成并投入使用。它是一个系统工程，由信息化互动学习室、标石观展学习区和地理信息平台构成。
信息化互动学习室是现代化的课堂学习场所，即为现代化教学、高效能学习、个性化学习等多形态的学习提供学习环境；标石观展学习区为师生提供参观、观察、探索、思考地理标石的对象和场所；地理信息平台目前包括校园多媒体信息传播系统和博物馆式的“仙霞地理家园”网站，为地理学习提供多种互动、合作和展示的可能。由信息化互动学习室、标石观展学习区和地理信息平台构成的地理实验室，相互支撑，虚实结合，三位一体（如图1所示），让地理实验室的功能更强大、价值更多元，共同支撑着丰富多彩的课堂基础性学习、主题拓展研究性学习和自由的自主性学习，更重要的是为校本课程的开发与丰富提供了重要载体和契机。
图1 “三位一体”的地理实验室
1.标石观展学习区
标石观展学习区由地质化石学习区、地貌景观石学习区、矿物学习区和岩石学习区4部分构成，相互比邻，互为一体。
（1）地质化石学习区
地质化石主要陈列于室外的玻璃墩及三层钢化结构的玻璃台内（其中玻璃墩用来陈列珍贵化石标本，三层玻璃台按地质年代顺序摆放化石），由古至新共呈现160余块各地质年代化石。化石大小规格都在5 cm×50 cm以上，三分之一达10 cm ×10 cm以上，其中鱼龙化石达150 cm ×100 cm，海百合达130 cm ×100 cm，恐龙（窝）蛋直径达65 cm，来自新疆的中生代桂化木（化石）长200 cm、直径50 cm，它们共同向学生展现着远古地球生命的迹象和演进过程。
（2）地貌景观石学习区
学校地貌景观石共有30余块，它们在小径旁和林荫中或“立”或“卧”，形成一个小小的地貌景观园。它们或光滑如玉（如贵州青水冲石、新疆风棱石、浙江钟乳石），或鬼斧神工（如河南褶皱石、浙江沉积岩石），或千疮百孔（如江苏太湖石、浙江海蚀地貌现象、黑龙江火山熔岩），以不同的风姿向学生展现祖国各地地貌肌理的秀美。其中褶皱石达300 cm×120 cm，钟乳石达190 cm×80 cm，浙江海蚀地貌石达120 cm×80 cm，太湖石达130 cm×120 cm。
（3）矿物学习区
地质矿物主要陈列于室内，共有300余种，80%以上矿物规格在30 cm ×30 cm以上，其中粉红色方解石达60 cm ×60 cm ×100 cm，重晶石与水晶共生矿石达80 cm ×50 cm ×40 cm。这些矿物按照物理、化学性质被分门别类地陈列于开放的展柜或展台上：矿物硬度标本组10块、光泽标本组10块、晶体形态标本组6块、集合体形态标本组7块、颜色标本组10块、解理标本组5块、断口标本组5块、化工原料组12块、宝石工艺组13块，以及课本中提及的矿物、珍贵矿物等。学生可以零距离观摩触摸，甚至掂量对比，能看能动。
（4）岩石学习区
陈列室中，共有120余块15 cm×15 cm以上的岩石标本，分别从种类和应用两个角度排放。上、中、下三层架上，分别排放了三大类岩石：上层岩浆岩（包括浮岩、火山熔岩、火山角砾岩等30种），中层沉积岩（包括石英砂等40种），下层变质岩（红柱石角岩、大理岩等30种）。另外，还专辟一个区域排放建筑材料类岩石。
2.信息化互动学习室
地理信息化互动学习室由后台服务室、教具陈列室和学习活动室构成，共同保障了现代化学习环境与探究学习条件。 （1）后台服务室
由两间相通的小房间构成，其中一间放置网络服务器，既为学习室提供便利的网络连接服务，又为地理学习专题网站、数字化教学资源库、数字星球资源提供平台支撑；另一间为多媒体信息化教室的控制室，保障现代化学习的精准、高效。
（2）教具陈列室
与学习活动室相通的地方有两间教具陈列室，既可以放置地理教学器具，如各类地图、地球仪、地形模型、地理演示实验器材等，又可放置学生地理探索实验的仪器工具，如地质考察类工具、天文观测工具、环境监测工具等，还可用来收藏标本岩石，以及陈列学生制作的优秀地理作品。
（3）学习活动室
学习活动室内42张可自由组合的单人梯形课桌，可3～8人任意组合成学习或实验小组；配置12台无线笔记本电脑、40个手持移动学习终端（平板电脑）供学生使用，加上无线投影技术的应用，让学生的学习过程可即时呈现和进行互动交流。
学习活动室的演示区配置了主控电脑、电子白板、数字星球星系统、点读式语音立体地图、窿顶模拟星空等，加上视频音频播放设施、宽幕双屏投影技术、录播直播技术，让学生感受学习的精彩，感知科技的魅力，有利于新地理课程标准的落实。
学习活动室的阅读区有三列内墙式书架，初步购置500余册地理课外阅读书籍，200余册各式地图，140余张地理学习光盘，上千段央视教育资源短片，为学生获取书面信息提供资料。在管理上通过定期开放和外借，让学生充分享受地理文化的熏陶。
学习活动室的作品交流区主要位于后墙，用来定期交流、展示学生专题学习成果和研究性学习成果。
3.地理信息平台
信息化是我校地理学习室的重要标志，除了现代化的教学设施设备外，还体现在通过视窗推送系统推送优秀地理文化，以及构建地理自主学习网站。
（1）视窗推送系统
我校建有基于信息技术的三大传播系统：一是视窗推送系统，以影像为特征的形象传播；二是桌面办公系统，以便捷为特征的即时传播；三是校园网站平台，以互动为特征的网络传播。它们都在地理实验室的建设中得到体现，为学生自主学习、自由探究、自我展示提供了有效保障。
视窗推送系统有专业的支撑平台和运行软件，软件是基于B/S架构，可以在任何时间任何地点编辑推送视频（或动画）、学习成果等，操作简单；并通过后台中心控制实现不同层面的三种推送方式，即走廊视窗方式推送、互联网Web方式推送和有线电视方式推送，可有选择性地把优秀地理文化、学生学习的精彩过程、优秀成果的在全校定期推送。
（2）地理网站平台
学校与相关公司合作，架构并建设了博物馆式的地理自主学习网站—“仙霞地理家园”。该网站最大的特点是以地理实验室的标石为实体，通过仿真技术构建虚拟地质博物园，突出图文介绍、立体浏览、问题引领和方便交互等众多功能；另一方面为学生自主学习提供了系统的主题性思维导图、学习资源和微课；以及为学生学习成果的数字化展示、交流提供了互动平台。
三、设备配置
作为虚实结合、三位一体的地理实验室，其设备配置主要包括仪器设备、系统软件、地理标石和学习资源等（见表1）。
表1
四、相关课程建设
地理实验室作为培育学生科学精神和创新素养的重要载体，力争惠及每一位学生，并为有兴趣的学生提供更专业的拓展学习和项目探究指导。为此，学校地理教研组与信息技术中心、视觉艺术工作室和科普教育组，相互协同，共同推进了基础性课程、拓展性课程和研究性课程的深入实施。
1.基础性课程
根据中学地理课程标准，结合基础性课程内容，利用地理实验室开展专题学习，改变从图片到图片、文字到文字的学习方式，还原学生学习经历，促进学生更好地学习基础性课程，更好地达成教学三维目标，培养学生的科学精神与创新素养。两年多来，我校已形成17个基于教材的创新性学习活动，学习内容见表2。
表2
2.拓展性课程
为了引导学生深入学习地理科学知识，充分认识地理现象，学校依托地理实验室的学习资源和独特的学习环境，建设了系列校本课程，将学生个性发展中基于学科的延伸与发展、基于广域发散的学习体验、基于国家统一要求的道德品质养成等融于一体；将学习内容、学习方式与学习过程的个性化拓展融于一体。拓展学习内容见表3。
表3
3.研究性课程
培育学生科学精神和创新素养，核心在于学生的问题意识、提问能力，以及探索解决疑难问题的经历。地理实验室丰富的学习标本和现代化的学习条件，为学生“问”中学、“做”中学和“研”中学搭设了平台，创造了氛围。研究学习内容见表4。
表4
五、组织管理
1.管理与师资
学校成立了地理实验室领导小组，由校长直接领导，地理学科带头人与教研组长领衔，科研室、信息中心、科普人员共同参与，教导处、总务处提供重要保障。课程开发和活动组织以地理教研组教师为核心，融合多方教师和多个部门参与，共同推进。
2.开放时间
地理实验室由专人管理。室外学习区全天开放，室内学习区和互动学习室定期对外开放，活动内容统一安排，专人落实。
3.资源共享
全校师生（包括外来参观者）在遵守实验室管理制度的前提下，可以共享学习室的全部资源。本校学生可以自由选择探究项目和指导教师。
（赖才炎，硕士，高级教师，科研室副主任，上海市仙霞高级中学，200336）