王維+馬在軍
高中的各門課程中,地理與其他學科相比,一個突出的特點就是文理交融,它既有理科的嚴密性與邏輯性,又具有文科的形象性與靈活性。學習地理要求學生不但要具備淵博的文科知識,還要有精準的計算能力、嚴密的邏輯思維能力、空間想象能力、知識遷移能力、分析問題能力、分析圖表能力、語言表達能力、信息捕捉能力、提取有效信息能力等多種技能。關(guān)注地理學科與數(shù)學學科的滲透,對于學好地理學科至關(guān)重要。筆者就高中地理與數(shù)學學科的知識整合談談自己的觀點。
一、地球與地球運動
地球繞太陽公轉(zhuǎn)時,由于黃道平面和赤道平面不在同一個平面內(nèi),所以便有黃赤交角的存在。黃赤交角的度數(shù)=太陽直射點的最高緯度=南北回歸線的緯度,由于南北回歸線之間為熱帶,根據(jù)等式的性質(zhì),黃赤交角正向變化,導致太陽直射點的最高緯度正向變化,引起回歸線的緯度正向變化,從而引起熱帶范圍的正向變化;由于回歸線緯度+極圈緯度=90°(互余),極圈之內(nèi)為寒帶,所以黃赤交角正向變化,導致極圈緯度反向變化,所以寒帶范圍正向變化,因回歸線和極圈之間為溫帶,所以溫帶范圍也隨之反向變化。
赤道是圓,赤道半徑r=6378千米,利用圓的周長的計算公式C=2πr可以求出赤道的周長C=40000千米。地球的平均半徑為r=6371千米,為了研究問題的方便,可以把地球看成一個正球體,根據(jù)球體的表面積公式S=4πr2可得地球表面積為5.1億平方千米,由球體的體積計算公式V=〖SX(〗4[]3〖SX)〗πr3得地球體積為10833億立方千米。地球自轉(zhuǎn)的角速度(除南北兩極點為0外)的計算:360°÷24h=15°/h,地球上各點都是繞同一個自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),緯度不同的地點,對應的自轉(zhuǎn)半徑就是當?shù)鼐暰€圈的半徑,因此自轉(zhuǎn)半徑=cosφ(φ為當?shù)氐木暥?,下同)×赤〖HJ1.95mm〗道半徑,可見緯度越高,自轉(zhuǎn)半徑越小,轉(zhuǎn)過的弧長越?。ɑ¢L=自轉(zhuǎn)半徑×轉(zhuǎn)過的角度),也就是線速度越小。在南北極點,自轉(zhuǎn)半徑為零,角速度和線速度均為零。地球自轉(zhuǎn)的線速度=赤道的線速度×cosφ,由此可得南北緯60°緯線地球自轉(zhuǎn)的線速度等于赤道的線速度的1/2。利用球面上兩點間的最短距離就是經(jīng)過這兩點的大圓(晨昏圈、赤道、經(jīng)線圈都是大圓)的劣弧長,學習地球上兩點間的最短航程、航向。
二、時間(地方時與區(qū)時)的計算
地方時的計算。1.求兩地的經(jīng)度差。以零度經(jīng)線為界,同側(cè)減(兩地同為東經(jīng)度或同為西經(jīng)度用減),異側(cè)加(一地為東經(jīng)度,另一地為西經(jīng)度用加)求經(jīng)度差。2.求兩地的時間差:用兩地的經(jīng)度差÷15°。3.所求地的地方時=已知地的地方時+兩地的時間差。(若所求地位于已知地的東方則用加,若所求地位于已知地的西方則用減)
區(qū)時的計算。1.求兩地的時區(qū)差或區(qū)時差(時區(qū)差=區(qū)時差)。以零時區(qū)為界,同側(cè)減(兩地同為東時區(qū)或同為西時區(qū)用減),異側(cè)加(一地為東時區(qū),另一地為西時區(qū)用加)求區(qū)時差。2.所求地的區(qū)時=已知地的區(qū)時+兩地的區(qū)時差。(若所求地位于已知地的東方則用加,若所求地位于已知地的西方則用減)求某一條經(jīng)線位于某一個時區(qū)的方法是用這條經(jīng)線的經(jīng)度(單位為度)÷15°所得的商四舍五入取整數(shù)商,這個整數(shù)商就是該經(jīng)線所位于的時區(qū)數(shù)。
三、晝夜長短與正午太陽高度的計算
某地的晝長=日落時間-日出時間=(正午12點-日出時間)×2=(日落時間-正午12點)×2=晝弧跨的經(jīng)度差÷15°=24小時-夜長。某地的夜長=(24小時-日落時間)×2=日出時間×2=夜弧跨的經(jīng)度差÷15°=24小時-晝長。
某地正午太陽高度的計算公式:H=90°-|緯度差|。緯度差是太陽直射點緯度與所求地的緯度兩地緯度相加減,以“赤道為界,同側(cè)減異側(cè)加”求緯度差。
四、地圖的相關(guān)知識計算
比例尺的相關(guān)計算:比例尺=圖上距離/實際距離。比例尺縮放的計算:原比例尺放大到n倍,放大后的比例尺為原比例尺×n;原比例尺放大n倍,則放大后的比例尺為原比例尺×(n+1);原比例尺縮小到1/n,縮小后的比例尺為原比例尺×1/n;原比例尺縮小1/n,則縮小后的比例尺為:原比例尺×(1-1/n)。