劉 磊

(贛州市文清外國語學(xué)校)

地球運動是高中地理課程的重點和難點,也是高考地理考查的重要內(nèi)容。學(xué)習(xí)地球運動及其產(chǎn)生的地理意義等相關(guān)知識具有較大的難度,教學(xué)中教師對概念解釋與過程推導(dǎo)的呈現(xiàn)更為抽象,需要學(xué)生具備較強的地理綜合思維能力。在這一章節(jié)的學(xué)習(xí)過程中部分學(xué)生往往會存在膽怯和畏難的心理,一定程度上說明學(xué)生對知識的理解不清晰、不全面,使得課后練習(xí)或考試過程中會有較高的錯誤率,因此對教師在教學(xué)中幫助學(xué)生搭建和培養(yǎng)地球運動立體空間的思維與感知提出了更高的要求。面對地球運動產(chǎn)生的諸如時間、日影與光線問題,學(xué)生不僅要理解地球運動與其產(chǎn)生的地理意義的知識,還要學(xué)會仔細(xì)觀察生活中所看到的自然地理現(xiàn)象,分析不同地點因經(jīng)度差所產(chǎn)生的地方時或區(qū)時、太陽方位、太陽高度及日影長短隨太陽直射點的變化而產(chǎn)生變化等問題,真正做到知識源于課本,案例取材與知識應(yīng)用于生活情境之中。由此代入地理思維的訓(xùn)練,加深對地球運動相關(guān)知識的理解,加強地理空間視覺能力的培養(yǎng),提高學(xué)生對知識的應(yīng)用能力,提升地理實踐力。

本文挑選了近年來高考考查地球運動及其地理意義的相關(guān)試題,并結(jié)合最新的模擬試題,總結(jié)地球運動章節(jié)中涉及時間、日影與光線問題的學(xué)習(xí)方法,分析此類題目在解題過程中的思維鏈條,歸納出應(yīng)對考試中本類試題難點的方法和技巧。最后結(jié)合生活情境案例,設(shè)計了一組綜合時間、日影和太陽光線有關(guān)的考查試題,以供地球運動相關(guān)課程教學(xué)參考。

一、試題解析

【例1】(2020年天津市等級考,14,15題)

圖1為我國某地一住宅小區(qū)示意圖,圖2中四個方向的陰影分別為小區(qū)內(nèi)某棟住宅樓二至日8:00和16:00的日影。讀圖文材料,完成14,15題。

圖1

圖2

14.該小區(qū)最可能位于

( )

A.北京 B.銀川

C.杭州 D.?？?/p>

15.小區(qū)內(nèi)各住宅樓樓高一致,休閑廣場被樓影遮擋面積最大的時段是

( )

A.夏至日8:00—12:00

B.夏至日12:00—16:00

C.冬至日8:00—12:00

D.冬至日12:00—16:00

【解題指導(dǎo)】第14題,依據(jù)圖中二至日住宅樓日影的長短及方向,且08:00和16:00是關(guān)于北京時間正午對稱的兩個時刻,二至日8:00,16:00的太陽在天空中的位置在住宅樓的南北兩側(cè),判斷小區(qū)所在地應(yīng)位于回歸線與赤道之間,推斷該小區(qū)最可能位于?？?選D選項。

第15題,在我國的休閑廣場要被遮擋的面積更大,說明樓影更長,為冬至日;結(jié)合圖中休閑廣場東南側(cè)住宅樓較為密集,太陽位于當(dāng)?shù)貣|南側(cè)天空,時刻為08:00—12:00,休閑廣場被樓影遮擋面積較大。選C選項。

【例2】(2021年1月浙江省選考,19,20題)我國某中學(xué)生發(fā)現(xiàn),在書桌的固定觀測點上,每年僅有一天通過窗戶既可觀察到日出也可看到日落。圖3為該日日出、日落的位置示意圖。完成19,20題。

圖3

19.若乙為該日日出位置,則該窗朝向

( )

A.正南 B.東北

C.正北 D.西南

20.若該日日出為北京時間6點56分,日落地方時為18點59分,正午太陽高度為83.8°,則該學(xué)生所在地最可能是

( )

A.濟南 B.廣州

C.武漢 D.拉薩

【解題指導(dǎo)】第19題,圖中甲和該日日出、日落視角小于180°,可能為夏半年和冬半年的太陽視運動,因此窗戶朝向為正北或正南;而在我國只有夏半年日出東北、日落西北的情形符合題目要求,因此圖示窗戶朝向為正北。選C選項。

第20題,材料提示晝長夜短,為北半球的夏半年。由正午太陽高度83.8°可知,所在的城市應(yīng)在較低緯度地區(qū),且根據(jù)日落地方時推算出該地的日出地方時為5點01分,這與北京時間(中央經(jīng)線120°地方時)相差1小時55分,約30°經(jīng)度,即約90°E,故最有可能是拉薩。選D選項。

【例3】(2021年6月浙江省選考,19,20題)我國某中學(xué)組織學(xué)生對直立物日影變化進(jìn)行觀測﹐具體做法是:先在一塊平坦的地面上直立一根標(biāo)桿,再以此桿直立點(甲)為圓心,以桿長為半徑繪一半圓。圖4為某日桿影變化圖,圖中陰影部分為標(biāo)桿影子范圍。完成19,20題。

圖4

19.甲地位于

( )

A.東北平原

B.華北平原

C.四川盆地

D.珠江三角洲

20.若從甲地垂直上方朝下看,一年中某時刻地面上晝夜?fàn)顩r與經(jīng)緯線位置關(guān)系最有可能是

( )

A.① B.② C.③ D.④

【解題指導(dǎo)】第19題,由材料描述地面半圓以桿長為半徑所繪,可以得出甲地正午時太陽高度為45°,再依據(jù)日出日落影子的方位可知,此時為二分日,則太陽直射赤道,可推得當(dāng)?shù)氐木暥却蠹s為45°N,因此可以得出甲地為東北平原,A選項正確。

第20題,由甲地緯度位置為45°N可知,相同經(jīng)度差之間的緯線長度往北逐漸減小,排除①④;若從甲地垂直上方朝下看,其左右兩側(cè)的經(jīng)線應(yīng)該是對稱的,②正確,③錯誤。B選項正確。

【例4】(2021年山東省等級考,12,13題)某日,小李在某地(110°E,40°N)廣場游玩時,發(fā)現(xiàn)廣場平面圖中的指向標(biāo)模糊不清(圖5a)。他通過觀測廣場石柱影子的長度和方向(圖5b),確定了平面圖的指向標(biāo)。據(jù)此完成12,13題。

圖5

12.該廣場平面圖的指向標(biāo)應(yīng)該是圖c中的

( )

A.① B.② C.③ D.④

13.一周后的相同時刻,小李再次測量發(fā)現(xiàn)該石柱的影長變長,則第二次觀測日期可能在

( )

A.2月16日前后

B.5月8日前后

C.8月20日前后

D.11月10日前后

【解題指導(dǎo)】第12題,由材料可知,廣場為110°E,北京時間為12:10,可計算當(dāng)?shù)氐胤綍r為11:30,因此太陽位于南偏東,影子則朝向北偏西,判斷圖中指向標(biāo)為②,B選項正確。

第13題,根據(jù)石柱高度和影長可算出此時太陽高度略大于60°,大于春秋分日的正午太陽高度50°,說明太陽直射點在北半球;結(jié)合影長變長信息,說明正午太陽高度減小,太陽直射點向南移,8月20日前后,太陽直射點向南移,正午影子變長。C選項正確。

【例5】(2021年江蘇省選考,1,2題)圖6為2016年12月8日游客在悉尼(33°55′S,150°53′ E)15時15分拍攝的照片。據(jù)此回答問題。

圖6

1.該日悉尼的正午太陽高度角大約是

( )

A.32° B.58° C.66° D.79°

2.此時月球的方位

( )

A.偏東 B.偏南

C.偏西 D.偏北

【解題指導(dǎo)】第1題,冬至日(12月22日前后)太陽直射點在23.5°S附近,且太陽直射點在回歸線之間移動速度大概1°/4d,因此12月8日太陽直射點位于20°S附近,結(jié)合正午太陽高度計算公式H=90°-∣緯度差∣,求得悉尼的正午太陽高度約76°05′,最接近D選項,故D選項正確。

第2題,材料說明此時是15時15分,太陽位于西北方向,物影位于東南方向,悉尼位于太陽直射點以南,正午太陽在正北方向,圖中物影朝向東南方向,再向左偏轉(zhuǎn)一個銳角即可正面面對月球,說明此時月球的方位偏東,A選項正確。

【例6】(2022年秋江蘇連云港高三模擬題,1,2題)圖7中曲線L為我國某地冬至日棒影,曲線L′與曲線L關(guān)于O點對稱。圖8為甲建筑(與棒等高)和曲線L′的位置關(guān)系(圖中時間為地方時)。據(jù)此完成1,2題。

圖7

圖8

1.北京時間該日12時16分測得棒影最短,該地可能位于

( )

A.上海 B.北京

C.烏魯木齊 D.重慶

2.受樓影阻擋的影響,該日O點正午前后的光照時長約為

( )

A.4小時 B.6小時

C.8小時 D.10小時

【解題指導(dǎo)】第1題,當(dāng)?shù)氐胤綍r為正午12時地物的影子最短,此時北京時間為12:16,則能求出當(dāng)?shù)厮诘慕?jīng)度為116°E,該地應(yīng)為北京,B選項正確。

第2題,冬至日受南側(cè)甲建筑的遮擋,對于具有相同高度的甲建筑與棒OA,日出日落前后O點無法接受陽光照射,而正午前后太陽高度較大,O點受陽光照射產(chǎn)生日影,且曲線L′與日影L關(guān)于O點對稱。圖8中形成L′時間段為10:00—14:00,該時段O點能夠接受陽光照射,約為正午前后的4小時,故A選項正確。

二、試題設(shè)計與方法總結(jié)

【原創(chuàng)題】北京時間7月28日午11:25,某位同學(xué)隨親友沿109國道自駕游玩,拍攝了一張旅游打卡(35.5°N,94°E)圖片,發(fā)現(xiàn)鐵路以橋梁架設(shè)的方式通過該區(qū)域。據(jù)此完成1～3題。

圖9

1.當(dāng)日此地的正午太陽高度角約為

( )

A.35° B.42° C.55° D.69°

2.圖示區(qū)域的鐵路橋梁走向為

( )

A.東北—西南 B.東—西

C.西北—東南 D.南—北

3.照片拍攝地太陽位于正南方時全球處于7月28日的范圍約占全球的

( )

A.1/2 B.3/4

C.1/4 D.2/3

【解題指導(dǎo)】第1題,從6月22日至7月28日時間間隔36天,太陽直射點移動速度約為1°/4d,此時太陽直射點距北回歸線緯度差為9°,因此照片拍攝日太陽直射14.5°N,可知當(dāng)?shù)卣缣柛叨葹镠=90°-(35.5°N-14.5°N)=69°,選D選項。

第2題,根據(jù)材料所給時間日期可知,太陽直射點位于北半球,照片拍攝于北京時間11:25,結(jié)合太陽視運動知識可知,上午太陽位于東北天空,此時橋梁影子在西南側(cè),故該段橋梁走向為西北—東南,選C選項。

第3題,由材料可知,照片拍攝地為94°E,當(dāng)太陽位于正南時為地方時正午12:00,此時全球為7月28日的經(jīng)度范圍從86°W向東至180°,約為3/4,選B選項。

【設(shè)計思路】本組試題以旅游打卡素材為背景,從生活情境視角吸引學(xué)生關(guān)注旅游活動中的地理現(xiàn)象,不僅結(jié)合了高中地理重要的地球運動知識模塊,也融入了貼近生活的地理新情境。試題設(shè)計緊密聯(lián)系高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)要求的培養(yǎng)目標(biāo),從地理知識考查的設(shè)問角度引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)地理知識解決地理問題。依據(jù)給定日期、經(jīng)緯度坐標(biāo)和109國道信息,考查了學(xué)生地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的時間差異與太陽方位判斷、正午太陽高度計算等知識要點,訓(xùn)練學(xué)生的空間思維能力、太陽高度計算能力和判讀區(qū)域地理的空間定位能力。

【創(chuàng)新點分析】從近幾年的高考試題中可以發(fā)現(xiàn)地球運動及其地理意義的相關(guān)試題多以現(xiàn)實生活案例為切入點,材料新穎,角度獨特。因此本組試題在設(shè)計中也從生活情境材料和區(qū)域定位的角度出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識和分析西藏地區(qū)所處的經(jīng)緯度位置,加強學(xué)生對我國西藏地區(qū)的區(qū)域認(rèn)知能力,結(jié)合地球運動知識考查學(xué)生對西藏地區(qū)空間地理位置的綜合思維能力。由材料信息可以推斷出照片拍攝地為青藏高原,該條鐵路為青藏鐵路,考查學(xué)生對經(jīng)緯度坐標(biāo)掌握的學(xué)習(xí)和思維能力。依據(jù)圖片中地表覆被特征,提高學(xué)生對青藏鐵路特有的征象和標(biāo)志的空間認(rèn)知能力,鍛煉學(xué)生對地球運動產(chǎn)生的相關(guān)現(xiàn)象及其背后蘊含的地理原理的空間邏輯思維,從而在大腦中形成地球運動產(chǎn)生的時間、日影與光線的空間立體結(jié)構(gòu)圖,并運用于解決此類學(xué)科問題。

【方法總結(jié)】在地球運動及其地理意義的內(nèi)容中,解答時間、日影和光線相關(guān)問題需要結(jié)合的知識點較多,比如:①考查時間計算要將已知經(jīng)度與所求地經(jīng)度的差異進(jìn)行分析,東“早”西“晚”,考題情境中很大可能出現(xiàn)的是日影最短,隱含已知條件則是時間為地方時12時;②物體影子的方位與太陽所在的方位相反,日影長短、太陽方位與時間(地方時)相關(guān),一天中正午日影最短,時間越靠近正午影子越短,日出日落影子最長;③北(南)回歸線及其以北(南)地區(qū)正午太陽位于正南(北),影子朝北(南),南北回歸線之間則需要根據(jù)太陽直射點所在地緯度與該地的緯度位置關(guān)系判斷太陽方位;④一年中二分二至日全球除極晝極夜地區(qū)外日出正東,日落正西;直射點位于北半球則日出日落偏北,直射點位于南半球則日出日落偏南;⑤同一地點的未來某個時間的影子長短變化需要考慮地球公轉(zhuǎn)、太陽直射點的移動方向,再根據(jù)該地與特定日期的太陽直射點緯度位置進(jìn)行判斷;⑥求取不同緯度位置的太陽高度,則根據(jù)給定日期與太陽直射點的移動速度(1°/4d)進(jìn)行計算。地理試題中關(guān)于時間、日影和光線的應(yīng)用情境還包括考查計算時間早晚及特殊現(xiàn)象,判斷季節(jié)及根據(jù)二十四節(jié)氣指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動,野外實踐活動類的試題中考查結(jié)合地物的影長等信息進(jìn)行方向與時間的判別,或根據(jù)影長判斷緯度進(jìn)而得出所處熱量帶,或依據(jù)太陽光線考查樓盤選樓、樓房采光、屋頂熱水器安裝以及停車遮陽等問題。

圖10

三、地球運動試題核心素養(yǎng)體現(xiàn)與命題啟示

(一)核心素養(yǎng)

學(xué)習(xí)和理解地球運動產(chǎn)生的地理意義涉及的時間、日影與光線問題,對于培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)地理的方向感、空間感、立體感具有很大程度的幫助,思考與分析地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)所產(chǎn)生地理問題的過程體現(xiàn)了地理學(xué)科的理科屬性,彰顯了高中地理自然部分獨特的理學(xué)之美。帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識地球,在整個太陽系的運動規(guī)律的基礎(chǔ)上,感知地球在宇宙中的渺小,認(rèn)識人類的渺小,從而更加敬畏自然,尊重自然規(guī)律。探索地球運動的過程中培養(yǎng)學(xué)生對生活中的地理現(xiàn)象堅持不懈觀察的意志品質(zhì),克服空間思維層面的困難,使學(xué)生逐步形成終身探索世界的習(xí)慣,或根據(jù)情境變化進(jìn)一步提升地理思維的層次,從而使地理實踐力作為學(xué)科意識和能力的培養(yǎng)得到真正的踐行。

地球運動所涉及的時間計算、日影方位判斷和光線角度等問題重點考查學(xué)生的地理學(xué)科綜合思維,例如,分析極地地區(qū)晝夜?fàn)顩r,學(xué)生不僅需要掌握其所在的經(jīng)度位置計算時間,還需要結(jié)合當(dāng)?shù)鼐暥扰c太陽直射點的緯度差異判斷其晝夜情況。與之相關(guān)的試題多基于具體的生活情境,教學(xué)實踐活動中要有意識地將教材理論知識與課外實際運用進(jìn)行有效結(jié)合與延伸,對不同緯度區(qū)域特殊時間、日影和光線要加強引導(dǎo)學(xué)生的理解與識記,以及指導(dǎo)學(xué)生利用地球運動的知識分析相關(guān)區(qū)域的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動案例,探討區(qū)域發(fā)展、人類活動與地球運動所產(chǎn)生的地理意義之間的關(guān)系,提高區(qū)域認(rèn)知能力。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注日益發(fā)展變化的世界,培養(yǎng)地理學(xué)科綜合能力與品質(zhì),樹立學(xué)生對自然和人文地理活動辯證統(tǒng)一的人地協(xié)調(diào)觀。使學(xué)生真正“學(xué)習(xí)對生活有用的地理”,發(fā)揮地理學(xué)科能力在實踐中的作用。

(二)啟示

地球運動及其產(chǎn)生的地理意義是高考地理考查的重點和難點,要求學(xué)生對地球運動與相關(guān)現(xiàn)象有深刻的理解和思維過程,因此在學(xué)習(xí)本章節(jié)時需要激發(fā)學(xué)生的興趣和引導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)與之相關(guān)的生活現(xiàn)象,運用所學(xué)知識進(jìn)行分析和思考地理問題,并應(yīng)用于解決實際情境中的時間、日影和光線等地理問題。本文通過解析地球運動產(chǎn)生的時間、日影和光線相關(guān)高考試題與模擬試題,總結(jié)知識的理解方法與技巧,幫助學(xué)生更好地形成空間思維。教師需要更多地思考如何循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對地球運動的考查方式的變化所具備的地理綜合能力與核心素養(yǎng),在教學(xué)實踐中要善于引導(dǎo)學(xué)生留心觀察生活中地球運動帶來的現(xiàn)象,從而培養(yǎng)學(xué)生熱愛生活和積極向上的心態(tài),促進(jìn)身心健康發(fā)展。