譚萬玲

一、教師故弄懸虛，學生嘗試設計

必修I第一章第三節(jié)“地球運動”中的“活動”設計了測當地經緯度的實驗步驟，但考慮到學生會按部就班照做，依然不能深入領會其原理，因而故弄懸虛地說課本中的設計需改進，布置各活動小組自行設計最簡單可行的方案并在秋分日實踐操作。

第1小組活動設計方案如下。

實驗原理：經度與時間相關，緯度與正午太陽高度相關。

實驗材料：長度2m的直桿一根、卷尺一把、手表一塊、粉筆、函數計算器（或三角函數表）。

實驗步驟：①記錄日影最短出現的時間（t）

②測出一天中的最短日影長度（l影）

計算公式：經度=120°E-（12-t）×15°

緯度=arctan■

第2小組實驗設計方案在原理、材料、步驟與第1小組相同，只是第2小組設計了記錄表格如表1。

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第3、4兩小組直接照抄課本“活動”設計步驟。

二、適時適度點撥，引導深入探究

檢查各小組設計方案后，估計第1、2小組會有問題不斷出現，計劃操作時應多關注。第1小組秋分日實踐活動時首先出現問題：當小組成員將桿立在操場上，看到時刻在變的影子就傻了眼，茫然不知所措。“何時才會出現最短影子？”“怎么確定某時刻測得的影長為當日最短日影？”看到操場上仍在有條不紊操作的第2小組，教師決定帶第1小組加入第2小組，請第2小組組長講解他們如何找最短影子及出現時間。第2小組通過11：30后每隔15分鐘測量一次影長并記錄時間（見表2），再根據表格數據及變化規(guī)律找出最短影長及出現時間，最后通過計算公式求出結果為（34°N、116°15′E）。

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教師點撥：告訴學生用手機定位該地為（30°40′N、107°45′E），分析其差值產生的原因，并向學生提出問題引導探究。

（1）為什么確定11：30后所測到一天中影長最短？

（2）11：30后每隔15分鐘測一次測到的8次中影子較短是否就是當日最短日影？

（3）能否據一天中日影長度和方位的變化規(guī)律快速找到最短日影？

兩小組同學開展討論：

關于問題（1）

·位于北京西側的點在北京時間12時后出現日影最短。

·位于北京東側的點在北京時間12時前出現日影最短。

·如果相距北京很遠怎么定時間？

結論：此方案關于實驗具體時間段在任意地區(qū)不能確定，不可行。

關于問題（2）

·每隔15分鐘測一次測的8次中影子較短的第4次也很難確定是最短日影。

·從表中數據看出一天中日影長度關于正午對稱相等。

結論：此方案由于影長只能是很接近一天中最短，測到的緯度也只能是一個大概數。

關于問題（3）

·據一天中日影長度和方位關于正午對稱相等，利用對稱性，確定正午影子方位（正南/正北）。

·第二天實測中當影子方位變到與昨日正午影子方位重合時，即為當日影子最短，記錄影長。

改進實驗步驟：

（1）在空曠地上，立桿O點，用粉筆畫出以O為圓心，半徑分別為1、2、3、4、5、6、7、8m的同心圓。

（2）當桿影端點落在任一圓上時，描點A；等桿影再次出現在該圓上時描點B。

（3）將OA、OB連線，作∠AOB的角平分線OC。（如圖1）

（4）第二天，觀測日影與OC重合時，記錄影長（l）和北京時間（t）。

三、歸納總結原理，逐步引申拓展

實驗結束，引導學生總結實驗運用了哪些地理原理。

實驗總結：經度與時間相關，緯度與正午太陽高度相關；上午、下午日影長短及方位關于正午對稱相等；一天中正午日影最短，影長與太陽高度負相關。

引申拓展：借助實驗繪制的日影日變化圖，分析古人“立竿見影”的妙用。

拓展練習：圖2為某日我校旗桿日影變化圖，OP為旗桿，OA、OB為桿影，∠AOC與∠BOC相等。

（1）該日為季（冬、夏）。

（2）為日出影長。

（3）該日晝長為小時。

教師反思：第1、2小組學生通過實驗踐行自己的推斷，即使失敗，但不服輸的探究興趣被調動起來，經歷挫折的成功更使他們興奮不已。與直接按照書上設計步驟驗證操作的第3、4小組學生相比，他們不僅知道該如何測當地經緯度，還清楚每步實驗運用的地理原理，更重要的是可培養(yǎng)細致觀察地理現象、發(fā)現地理問題等能力，激發(fā)探究熱情和學習興趣，掌握地理研究的方法和策略。