2 新方向二 地理实验方案设计类试题的答题策略（教师用书）-【金版新学案】2027年高考地理高三总复习大一轮复习讲义（湘教版）

(2025•广东卷，节选)阅读图文资料，完成下列要求。

　　在晋陕峡谷山西临县段黄河两侧有河流阶地发育。在该地黄河东岸崖壁上发育的微地貌、因其形态各异、凹凸有致而被形象地称为“黄河浮雕”(图1)。黄河浮雕出现于图2所示部位。

最近，某中学研学小组在该地考察黄河浮雕过程中，发现在图2中阶地②上的粉砂层表层沉积物粒径呈现下粗、上细的特征，同学们推测这与黄河水流中所挟泥沙差异性沉降相关。请你设计一个小实验(写出主要的实验步骤)，根据实验结果证实该研学小组的推测是合理的。(6分)

答案：步骤：在烧杯中加入水和一定量泥沙，用玻璃棒充分搅拌，然后静置；(2分)结果：会发现烧杯中较粗颗粒物质先沉降，较细颗粒物质后沉降，在烧杯底沉积层颗粒呈现下粗、上细特征；(2分)黄河水所挟的不同粒径泥沙因重力分选发生差异性沉降，形成此特征，故推测是合理的。(2分)

(一)确立实验目标

　　实验始于对地理现象的敏锐观察和科学问题的精准提炼。

范例解析：在“黄河阶地粉砂层沉积结构研究”中，观察到的核心地理现象是沉积物粒径在垂直剖面上呈现“下粗上细”的规律性分布。基于“流水沉积作用”与“重力分选”原理，提出的科学问题是：此结构是否由不同粒径泥沙在静水环境中沉降速率差异所致？进而建立“差异性沉降导致沉积物分选”的研究假设。

通用原则：

1.现象描述客观化：摒弃主观感受，使用定量或定性描述准确记录地理事象的空间分布、形态特征与时间变化。

2.问题提出聚焦化：将宏观现象转化为具体、可验证的科学问题。

3.假设构建理论化：假设需基于公认的地理原理，并具备可检验性。

(二)设计实验方案

范例解析：为验证上述假设，所构建的概念模型如下：

◎核心过程模拟：以烧杯静水环境模拟黄河水流速减缓后的滞水区。

◎实验材料替代：用多级配的混合泥沙模拟黄河悬移质。

◎控制变量设置：保持水体体积、泥沙总量、初始水温等一致，以凸显“静置沉降”这一核心过程。

通用原则：

1.变量识别与控制：明确自变量(实验操作的核心改变)、因变量(观测和测量的结果)与控制变量(需保持恒定的条件)。严谨的实验设计在于对变量的有效控制。

2.模型简化合理性：在保证核心地理过程得以再现的前提下，对复杂自然环境进行合理简化。需明确模型的边界与局限性。

3.步骤流程标准化：实验步骤应具备清晰的逻辑顺序与可重复性。通常包括：实验准备(器材清点、环境设置)→初始状态建立→实验干预实施→过程现象观测→终端数据采集。

选择材料与仪器：

根据实验方案，列出所需的所有材料和仪器。考虑安全性、易得性和成本(尽量利用常见物品)。

常见材料：土壤样本、沙子、水槽/塑料盒、喷壶/量筒(模拟降水)、坡度板、不同植被(草皮、树叶、无覆盖)、温度计/数字温度计、湿度计、风速仪、量杯、电子秤、尺子、秒表、记录纸等。

明确测量工具的精度要求。

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考虑实验环境与安全：

1.确定实验场所(教室、实验室、校园内、校外)。

2.识别潜在安全隐患(用电、用水、土壤粉尘、户外活动等)并制定安全预案和操作规范(如戴手套、护目镜)。

(三)实验过程实施：规范操作与系统记录

　　规范的操作是数据可靠性的根本保障，系统的记录是进行分析与论证的基础。

范例解析：在泥沙沉降实验中，“充分搅拌形成均匀悬浊液”是模拟初始状态的关键；“静置过程保持系统稳定”是确保重力分选自然发生的前提。

通用原则：

1.操作规范性：严格遵循既定流程，使用仪器得当，避免人为引入误差。

2.观测系统性：采用定时、定点观测，或利用摄像等技术进行全程记录。对预期内与预期外的现象均需如实记载。

3.数据记录结构化：设计数据记录表，包含时间、观测项目、现象描述、初步分析等栏目，确保记录的完整与条理。

(四)数据分析与结论推导：从实证到阐释