孟凡光 劉兆軍
在很多同學眼中,地理試題的解答遠不如數(shù)理化學科那么多樣、那么精彩。其實不然,地理試題的解答既可以像數(shù)理化學科那樣在解答時抽絲剝繭、條分縷析,注重邏輯推理與科學探究,解題結果務求精確,在解題過程中同學們可培養(yǎng)思維的深刻性、縝密性與邏輯思維能力;也可以像歷史、政治等學科那樣從不同視角進行答題,答案是多種多樣、豐富多彩的,分析及解題過程不過分拘泥于邏輯分析推理,不苛求思維分析嚴密程度,而側重在解題過程中培養(yǎng)自己思維的發(fā)散性與靈活性。本文以一道地理試題為例,討論它的多種解法。
濕空氣和干空氣的溫度垂直遞減率是不同的,濕空氣的要小一些。圖中a、e兩點海拔高度相同。據(jù)此回答1~2題。
1. 若a點氣溫為30℃,b點的氣溫為10℃,c點氣溫為30℃,d點氣溫為26℃,d、c兩點高度相同,則e點氣溫為()
A. 35℃ B. 34℃ C. 30℃ D. 25℃
2. 一般情況下,可以確定()
A. ab坡為迎風坡
B. be坡為迎風坡
C. 兩個坡均為迎風坡
D. 兩個坡均為背風坡
解法一:由a、b、c、d 四點的溫度變化可推知ab坡為迎風坡,be坡為背風坡,be坡因受焚風的影響,溫度垂直遞減率大。假設迎風坡處的溫度垂直遞減率為0.6℃/100米。
設ab=eb=h,db=cb=h′,則
設背風坡干空氣的溫度垂直遞減率為x,則
將①、②、③分別代入③、④即可求得e點溫度為35℃。
【點評】 本法基于以下分析:要求e點的溫度,必先求be坡的溫度垂直遞減率與ec或be兩點相對高度;而要求be坡的溫度垂直遞減率,必先求bc兩點的相對高度。該方法的解題思路是從如何求e點的溫度這一起點開始展開思維分析的,且從求be兩點間的相對高度進行入手解題,是一種逆向分析、直接求解的解題過程。
解法二:設ab 坡、be坡的溫度垂直遞減率分別為x、y,設e點的溫度為z,設ab、bd的相對高度分別為h、h′,則有:
解上式即可求出e點溫度z=35℃。
【點評】 方法二抓住了ab與bd、bd與bc對應相對高度相等這一關鍵,避開了ab坡、be坡的溫度垂直遞減率求解這一難題,且省略了相對高度的計算,解法較解法一更為簡便。
解法三:將圖轉換為下圖,其中cd∥ae。
圖中線段ab、bc、bd、be分別表示b點與a、c、d、e四點的溫度差,設e點的溫度為x。
解之得x=35℃。
【點評】 解法三受到解法二解題過程中最后一個關系式的啟發(fā),利用數(shù)學的數(shù)形結合思想,把本題中的數(shù)量關系構建成幾何圖形,利用平面幾何中平等線截對應線段成比例定理來解題,這樣既簡便快捷,又準確高效。雖然本法是建立在解法二的基礎上的,但它完全跳出了圍繞溫度垂直遞減率分析的窠臼,通過圖形轉換和相關定理的運用,可較輕松地進行溫度的計算。本方法是數(shù)學思想、數(shù)學方法靈活應用的一個典型案例,有利于培養(yǎng)同學們應用所學知識解決實際問題的意識與能力,有助于培養(yǎng)同學們的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力。
解法四:由“對流層氣溫隨海拔高度的增加而降低”這一變化規(guī)律可知,e處的氣溫應大于c處的氣溫(c處氣溫為30℃),故可排除C、D兩個選項。由題設條件可知,干、濕空氣的溫度垂直遞減率不同,而ab坡為迎風坡,空氣濕潤,be坡為背風坡,空氣干燥,be坡的溫度變化應大于ab坡。若選B,則ce段與ad段的溫度垂直遞減率完全一致,這與題設條件相矛盾,故將B排除。所以本題答案選A。
【點評】 作為選擇題的一種解題方法,與前面三種解法相比較,解法四更簡單、更便捷。當然這種簡單、便捷的前提是建立在答案給出且錯誤的選項較容易排除的基礎上的。假如本題答案稍作調整,將B選項的34℃改為36℃,那么僅使用排除法就無法作出正確的選擇了?,F(xiàn)實生活中,我們所遇到各類科學方面的問題,答案通常是未知的,所以這時就無待選答案可供排除。因此我們在學習過程中更應注重培養(yǎng)條分縷析、一絲不茍的科學探索精神,培養(yǎng)思維的嚴謹性、靈活性與創(chuàng)造性。
從命題思路的角度,本道試題側重考查同學們的分析推理能力,讓同學們通過分析推理,排除錯誤選項,所以本題最簡單而高效的解題方法是排除法,這也是命題者預設的一種解題方法。解法一與解法二雖然繁瑣費時,但它們?yōu)橥瑢W們展現(xiàn)的是科學問題探究所遵循的一般步驟:①分析問題解決的必要條件;②問題解決的現(xiàn)有條件;③兩種條件的對接與問題解決。這有助于同學們科學思維的培養(yǎng)與習得,有利于培養(yǎng)同學們分析推理與計算能力。從創(chuàng)新能力培養(yǎng)的角度,解法三無疑是該道試題解答的一個亮點,是解題方法的一種創(chuàng)新,其精妙之處在于建立數(shù)學模型,將a~e五點溫度變化的數(shù)量關系轉化為幾何圖形,運用平面幾何的相關定理進行解題,既簡單高效,又科學精確。這種解法的推介也正是筆者撰寫本文的動力之所在。其實,可以一題多解或者多題一解的地理問題在地理教學中比比皆是、不可勝數(shù),本文僅從中擷取其一,企求能收管中窺豹之效。
當然,如果沒有精巧的問題設計,也就沒有精妙的解法和精彩的答案。本道試題總的來說設計較為巧妙,但似乎還有可以改進的地方,如:①宜給出“溫度垂直遞減率”的概念,一方面可以考查同學們學習新概念的能力,另一方面又可以為同學們提供一條分析解題的思路;②將B選項的34℃改為36℃,可由考查同學們的分析判斷能力,變?yōu)榭疾橥瑢W們的分析計算能力,并可適當提高本題的難度系數(shù)。