江蘇省南京市人民中學(xué)（210005） 熊萬(wàn)英

高三地理復(fù)習(xí)中圖形化教學(xué)的應(yīng)用
——以“正午太陽(yáng)高度”為例

江蘇省南京市人民中學(xué)（210005） 熊萬(wàn)英

圖形語(yǔ)言是地理教育中的特色語(yǔ)言，是地理信息的重要載體，把握好地理圖形語(yǔ)言是教好學(xué)好地理的捷徑，也是形成地理分析能力的重要途徑。必修1的有些內(nèi)容對(duì)許多學(xué)生來(lái)說(shuō)抽象而難懂，在教學(xué)過(guò)程中教師如果能把以文字為主的地理知識(shí)通過(guò)圖形化的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，或引導(dǎo)學(xué)生自己進(jìn)行文圖轉(zhuǎn)換，對(duì)于學(xué)生的掌握和理解可以起到事半功倍的效果。本文以高三二輪復(fù)習(xí)中“正午太陽(yáng)高度”為例，談一談如何通過(guò)運(yùn)用圖形化教學(xué)提高課堂教學(xué)效率。

正午太陽(yáng)高度角計(jì)算及分布變化規(guī)律的掌握，既是地球運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)教學(xué)的重點(diǎn)，也是教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。該類(lèi)試題取材于人類(lèi)生產(chǎn)、生活，突出考查學(xué)生運(yùn)用地理基本原理、規(guī)律的能力，同時(shí)能進(jìn)行學(xué)科內(nèi)的綜合分析，代表高考命題方向——以能力立意，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

一、構(gòu)建本部分的知識(shí)框架

明確本部分需要了解和掌握的內(nèi)容，以知識(shí)框架的形式呈現(xiàn)給學(xué)生。

圖1

二、圖形化教學(xué)有利于基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握

1. 太陽(yáng)高度和正午太陽(yáng)高度的概念

對(duì)于地球上的某個(gè)地點(diǎn)，太陽(yáng)高度是指太陽(yáng)光的入射方向和地平面之間的夾角；正午太陽(yáng)高度指一天中最大的太陽(yáng)高度，即地方時(shí)為12時(shí)的太陽(yáng)高度。用圖表示如下：H表示正午太陽(yáng)高度，h表示某一時(shí)間的太陽(yáng)高度。ABCD為太陽(yáng)在晝半球的視運(yùn)動(dòng)軌跡，A和D位于地平圈上，太陽(yáng)高度為0；太陽(yáng)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的太陽(yáng)高度為一天中最大的太陽(yáng)高度，即正午太陽(yáng)高度；太陽(yáng)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的太陽(yáng)高度為一天某一時(shí)刻太陽(yáng)高度。同時(shí)也可清晰判斷：晨昏線(xiàn)上h=0；晝半球h＞0；夜半球h＜0。

圖2

2. 正午太陽(yáng)高度的計(jì)算

H=90°-緯度差

緯度差：所求地緯度與直射點(diǎn)所在緯度的差值。同一半球(太陽(yáng)直射點(diǎn)所在半球和所求地所在半球)，緯度相減；反之相加（半球指南、北半球）。

正午太陽(yáng)高度角用圖示意更直觀(guān)，同學(xué)們計(jì)算時(shí)也不容易出錯(cuò)。

例1. 計(jì)算32．5°N在冬至日和夏至日的正午太陽(yáng)高度。

圖3 緯度差圖解

計(jì)算出：

夏至日H=90°-（32．5°-23．5°）=81°；冬至日H=90°-（32．5°+23．5°）=34°。

3. 正午太陽(yáng)高度的變化

（1）正午太陽(yáng)高度的緯度變化

正午太陽(yáng)高度的緯度變化可以用課本中的圖。圖解如下：

圖4-1夏至日全球的正午太陽(yáng)高度角

圖4-2冬至日全球的正午太陽(yáng)高度角

圖4-3春、秋分日全球的正午太陽(yáng)高度角

結(jié)論：

①同一時(shí)刻，正午太陽(yáng)高度由直射點(diǎn)向南北兩側(cè)遞減；

②離直射點(diǎn)越近，正午太陽(yáng)高度角越大；

③同一時(shí)刻，兩地的正午太陽(yáng)高度差等于兩地的緯度差。

（2）正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變化

關(guān)于正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變化，教材中是如此表述的：

①夏至日：北回歸線(xiàn)及以北各緯度，正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最大值；南半球各緯度，正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最小值。

②冬至日：南回歸線(xiàn)及以南各緯度，正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最大值；北半球各緯度，正午太陽(yáng)高度達(dá)到一年中的最小值。

引導(dǎo)學(xué)生把上面一段比較抽象難記的文字表述用圖形表示出來(lái)，即為下圖：

圖5 正午太陽(yáng)高度季節(jié)變化圖解

對(duì)于正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變化，一些基礎(chǔ)較差的學(xué)生記憶時(shí)極易出現(xiàn)差錯(cuò)，特別是對(duì)二至日正午太陽(yáng)高度的最大值和最小值的分布范圍容易混淆，如果能結(jié)合上面圖形來(lái)理解記憶，再以下面的例題加以鞏固，效果會(huì)好得多。

例2．讀某地正午太陽(yáng)高度年變化情況圖，回答(1)～(2)題。

圖6

（1）該地位于（ ）

A． 南半球溫帶地區(qū) B． 北回歸線(xiàn)以北地區(qū)

C． 0°～23°26′N(xiāo)之間 D． 0°～23°26′S之間

（2）圖中P點(diǎn)表示的這一天（ ）

A． 太陽(yáng)直射南回歸線(xiàn) B． 北半球緯度越高晝?cè)介L(zhǎng)

C． 太陽(yáng)直射赤道 D． 地球公轉(zhuǎn)速度最慢

【注】該地6月22日正午太陽(yáng)高度角最小，由此可判斷該地位于南半球某地，又因?yàn)橐荒曛杏袃纱翁?yáng)直射機(jī)會(huì)，故可判斷該地位于南回歸線(xiàn)與赤道之間。P點(diǎn)位于兩次直射之間的正午太陽(yáng)高度較小時(shí)，所以P為北半球冬至日。（1）D （2）A

4. 正午時(shí)太陽(yáng)方位及影子朝向

圖7-1

引導(dǎo)學(xué)生畫(huà)出圖7-1中A、B、C三地在二分二至日正午時(shí)太陽(yáng)照射方向并得出結(jié)論。

圖7-2

結(jié)論：

（1）北回歸線(xiàn)及以北地區(qū)全年正午太陽(yáng)都在正南方，影子朝北，北極點(diǎn)除外（北回歸線(xiàn)上在夏至日當(dāng)天太陽(yáng)在頭頂，影長(zhǎng)為0）。

（2）南北回歸線(xiàn)之間地區(qū)正午太陽(yáng)有時(shí)在正北，有時(shí)在正南，一年有兩次正午時(shí)太陽(yáng)位于頭頂。

（3）南回歸線(xiàn)及以南地區(qū)全年正午太陽(yáng)都在正北方，影子朝南，南極點(diǎn)除外（南回歸線(xiàn)上在冬至日當(dāng)天太陽(yáng)在頭頂，影長(zhǎng)為0）。

還可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步得出：

（1）影子的方向與日照方向相反。

（2）物體的影長(zhǎng)與太陽(yáng)高度成反比。

（3）一天中正午時(shí)影長(zhǎng)最短，方向朝正南或正北；直射點(diǎn)影長(zhǎng)為0。

例3.下圖是某觀(guān)測(cè)者在當(dāng)?shù)叵闹寥諘r(shí)，根據(jù)觀(guān)測(cè)到的豎直標(biāo)桿日影繪制的示意圖。讀圖回答（1）～（3）題：

三、圖形化教學(xué)有利于理清解題的思路，提高正確率

圖8

（1）圖中表示正午的日影是（ ）

A． ① B． ② C． ③ D． ④

（2）觀(guān)測(cè)地當(dāng)日的日出方向和日落方向?yàn)?（ ）

A． 東北、西北 B． 東南、西南

C． 東、西 D． 東北、西南

（3）觀(guān)測(cè)地的緯度最有可能是 （ ）

A． 20°N B． 40°N C． 20°S D． 40°S

【注】根據(jù)圖示：③的日影最短，可判斷出③為正午時(shí)日影；①④分別為日出和日落時(shí)日影，太陽(yáng)日出東南（日出時(shí)日影為西北）、日落西南（日落時(shí)日影為東北），所以太陽(yáng)直射點(diǎn)在南半球；觀(guān)測(cè)地的緯度的判斷要抓住題目中的“當(dāng)?shù)叵闹寥铡?，上題可知太陽(yáng)直射點(diǎn)在南半球，所以推出太陽(yáng)直射點(diǎn)在南回歸線(xiàn)上，本地當(dāng)日正午影子朝南，說(shuō)明太陽(yáng)直射點(diǎn)在觀(guān)測(cè)地以北，故觀(guān)測(cè)地應(yīng)在南回歸線(xiàn)以南地區(qū)。（1）C （2）B （3）D

例4.（2010江蘇卷）下圖為6月22日與l2月22日地球表面四地正午太陽(yáng)高度。讀圖回答（1）～（2）題：

圖9

（1）四地按地球自轉(zhuǎn)線(xiàn)速度由大到小排列，依次是（ ）

A． 甲、乙、丙、丁 B． 乙、丙、丁、甲

C． 丙、丁、甲、乙 D． 丁、甲、乙、丙

（2）四地自北向南排列，依次是（ ）

A． 甲、乙、丙、丁 B． 甲、丙、丁、乙

C． 丁、乙、丙、甲 D． 甲、丙、乙、丁

【注】題目所給圖中可以看出：丙地6月22日正午太陽(yáng)高度為90°，故丙地位于北回歸線(xiàn)上；乙地兩日正午太陽(yáng)高度幅度變化較小、12月22日正午太陽(yáng)高度接近90°，故乙地位于南回歸線(xiàn)和赤道之間且更靠近南回歸線(xiàn)；甲地6月22日正午太陽(yáng)高度大于12月22日正午太陽(yáng)高度，故甲地位于北半球；丁地相反，位于南半球，且丁地兩日的正午太陽(yáng)高度角比甲地相應(yīng)要大，故甲地緯度高于丁地。四地的南北方位在圖上（圖9）排列出來(lái)就一目了然，減少了不必要的錯(cuò)誤。（1）B （2）D

例5.（2010年上海卷）下圖為某日部分地區(qū)晝夜示意圖，陰影部分表示黑夜，其余部分表示白晝。讀圖回答問(wèn)題：

如果晨昏線(xiàn)與甲地所在經(jīng)線(xiàn)的夾角為10°，則該日正午時(shí)分上海（31°N）世博園場(chǎng)館的太陽(yáng)能電池板與建筑物外墻（墻面與地面垂直)之間最合適的夾角約為_(kāi)_______ 。

圖10

【注】本題難度本身并不大，正午時(shí)分最合適的夾角即指當(dāng)日正午時(shí)太陽(yáng)光線(xiàn)與太陽(yáng)能電池板垂直時(shí)的角度，這時(shí)獲得的太陽(yáng)輻射最多。由題中圖可知，當(dāng)晨昏線(xiàn)與甲地所在經(jīng)線(xiàn)夾角為10°時(shí)，說(shuō)明太陽(yáng)直射點(diǎn)位于10°N，由此可計(jì)算出當(dāng)日的正午太陽(yáng)高度H=90°-（31°-10°）=69°，畫(huà)出示意圖（圖10），太陽(yáng)能電池板與建筑物外墻的夾角a與H相等，也為69°。

四、結(jié)語(yǔ)

圖形語(yǔ)言是地理教學(xué)中的特色語(yǔ)言，是地理信息的重要載體。地理教學(xué)應(yīng)突出學(xué)科特色，多運(yùn)用系統(tǒng)化的圖像語(yǔ)言表述教學(xué)內(nèi)容，促使學(xué)生增加地理感性認(rèn)識(shí)。充分利用圖像系統(tǒng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行圖解化，實(shí)現(xiàn)精煉的文字語(yǔ)言系統(tǒng)與圖像信息系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，形成獨(dú)具特色的圖像化教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、讀圖、用圖、繪圖的能力。另外，通過(guò)運(yùn)用地理圖像來(lái)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)地理課程，可以降低學(xué)習(xí)難度，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣和地理思維能力，提高教和學(xué)的效率。