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        引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)正午太陽(yáng)高度角計(jì)算方法

        2016-08-31 02:01:03王乾維遵義市第四中學(xué)貴州遵義563000
        地理教學(xué) 2016年5期
        關(guān)鍵詞:課本上所求緯度

        王乾維(遵義市第四中學(xué), 貴州 遵義 563000)

        引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)正午太陽(yáng)高度角計(jì)算方法

        王乾維
        (遵義市第四中學(xué), 貴州 遵義 563000)

        “地球運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容是高中地理的難點(diǎn),學(xué)生覺(jué)得該知識(shí)點(diǎn)抽象,又由于考試“指揮棒”的原因,不少教師與學(xué)生認(rèn)為考得少甚至不考,是不是可以蜻蜓點(diǎn)水般的學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)。筆者認(rèn)為在教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生理解課本上知識(shí)點(diǎn)的來(lái)龍去脈,對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成和思維品質(zhì)的提升有一定積極意義。課本上寥寥數(shù)語(yǔ)的知識(shí)點(diǎn),教師應(yīng)當(dāng)把功夫花在如何幫助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)上,而不是僅從考試的角度教學(xué)生生搬硬套。下文以正午太陽(yáng)高度的變化為例,探索如何構(gòu)建利于學(xué)生從已有認(rèn)知推導(dǎo)新知識(shí)點(diǎn)的思路。

        一、課本知識(shí)點(diǎn)再現(xiàn)

        正午太陽(yáng)高度的分布為:同一時(shí)刻,正午太陽(yáng)高度由太陽(yáng)直射點(diǎn)向南、向北兩側(cè)遞減……同時(shí)輔以北半球二分二至日全球的正午太陽(yáng)高度分布(圖1a為夏至日全球的正午太陽(yáng)高度角,圖1b為冬至日全球的正午太陽(yáng)高度角,圖1c為春分日和秋分日全球的正午太陽(yáng)高度角)。有的課堂直接介紹正午太陽(yáng)高度角的計(jì)算公式:H = 90°-︱φ-δ︱,要求學(xué)生照代公式即可,反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生如何代公式解題,地理課堂儼然成為代數(shù)習(xí)題課,那些字母沒(méi)有賦予任何地理意義,學(xué)習(xí)的效果是部分學(xué)生知其然不知其所以然。

        圖1a

        圖1b

        圖1c

        二、引導(dǎo)學(xué)生理解相關(guān)關(guān)鍵詞

        大部分學(xué)生對(duì)地球、地球儀、經(jīng)緯線(xiàn)和經(jīng)緯度等知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)存在一定的局限性,因此,在引導(dǎo)學(xué)生探索太陽(yáng)高度角的計(jì)算之前,有必要介紹與該知識(shí)點(diǎn)有關(guān)的關(guān)鍵詞,并輔以圖示加以理解。

        緯度:當(dāng)?shù)劂U垂線(xiàn)與赤道平面的夾角(圖2a為緯度緯線(xiàn)立體示意圖,圖2b為地球儀側(cè)視平面圖中的緯度示意圖,圖中φ為緯度)。

        圖2a

        圖2b

        正午:任何經(jīng)線(xiàn)正對(duì)太陽(yáng)的時(shí)刻,為該經(jīng)線(xiàn)的正午時(shí)刻。

        太陽(yáng)高度角:太陽(yáng)光線(xiàn)與地平線(xiàn)的夾角(圖3a為位于直射點(diǎn)以北的人對(duì)正午太陽(yáng)高度角的直觀認(rèn)識(shí),圖3b為正午太陽(yáng)高度角在地球宏觀環(huán)境中的表示,H為正午太陽(yáng)高度角)。

        圖3a

        圖3b

        三、探索正午太陽(yáng)高度角計(jì)算公式

        在學(xué)生理解了以上相關(guān)關(guān)鍵詞的情況下,繪制出相應(yīng)的圖,引導(dǎo)學(xué)生利用初中平面幾何知識(shí)推導(dǎo)計(jì)算公式的分析過(guò)程,將公式中的字母賦予地理意義,從而讓公式活起來(lái)。圖中H為某地正午太陽(yáng)高度角,φ為當(dāng)?shù)鼐暥龋臑橹鄙潼c(diǎn)緯度。

        情況一:所求點(diǎn)與直射點(diǎn)在同一半球,且所求點(diǎn)緯度高于直射點(diǎn)緯度,即φ>δ,如圖4a:

        圖4a

        情況二:所求點(diǎn)與直射點(diǎn)在同一半球,且所求點(diǎn)緯度低于直射點(diǎn)緯度,即φ<δ,如圖4b:

        圖4b

        情況三:所求點(diǎn)與直射點(diǎn)不在同一半球,如圖4c:

        圖4c

        綜合以上三種情況,赤道度數(shù)為0°,北緯為正(+),南緯為負(fù)號(hào)(-):H = 90°-︱φ-δ︱,即某地正午太陽(yáng)高度角H = 90°-某地到直射點(diǎn)之間的緯度差,同一半球緯度相減,不同半球緯度相加。離直射點(diǎn)越近,緯度差越小,則正午太陽(yáng)高度越大;離直射點(diǎn)越遠(yuǎn),緯度差越大,正午太陽(yáng)高度越小。

        四、知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用

        理解了正午太陽(yáng)高度角的推導(dǎo)過(guò)程,將公式中各字母賦予了地理意義,最后能將公式總結(jié)為課本上呈現(xiàn)的定性描述性語(yǔ)言,也能從容還原到定量分析的過(guò)程,這是理解并運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程。通常情況下,正午太陽(yáng)高度角計(jì)算公式結(jié)合太陽(yáng)直射點(diǎn)回歸運(yùn)動(dòng)圖運(yùn)用。由于黃赤交角的存在,導(dǎo)致太陽(yáng)直射點(diǎn)在南北回歸線(xiàn)之間回歸運(yùn)動(dòng),以致某地(緯度確定)到直射點(diǎn)的距離周期性的變化,最終導(dǎo)致正午太陽(yáng)高度角發(fā)生季節(jié)變化,影響熱量季節(jié)分配不均;高低緯度對(duì)比,高緯度地區(qū)正午太陽(yáng)高度角平均值較低緯度地區(qū)小,故造成熱量緯度分布不均等。通過(guò)計(jì)算某地(如北京40°N)兩分兩至日正午太陽(yáng)高度以及推導(dǎo)一年中某地正午太陽(yáng)高度的變化規(guī)律來(lái)鞏固知識(shí)點(diǎn)。

        學(xué)生通過(guò)形象直觀的圖示(見(jiàn)圖5),結(jié)合對(duì)計(jì)算公式的理解,計(jì)算出二分二至日以及估算出任何一天的正午太陽(yáng)高度,分析出隨著季節(jié)的更替,正午太陽(yáng)高度角發(fā)生周期性的變化。

        圖5

        結(jié)論:

        對(duì)課本上高度概括的知識(shí)點(diǎn),結(jié)合學(xué)生的需求,要盡可能將概括抽象的知識(shí),輔以學(xué)生已有認(rèn)知水平能理解的圖形及推理,讓學(xué)生學(xué)出活的知識(shí),讓公式中的字母賦予地理意義,不是疲于背記公式,而是真正提升學(xué)生的思維品質(zhì)。

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