论文部分内容阅读
地球运动是高中地理教学中的重点内容，其中，地方时，日出、日落时刻，昼夜长短及其变化，太阳高度的变化规律是高中课程的重点，也是地理高考的重要考点。在教学中，因这部分知识比较抽象，对学生的空间思维能力要求较高，加上教师又缺乏相应的教具，以至于这些重要的知识一直困扰着师生。在教学过程中，指导学生制作日出、日落时刻及太阳高度学具(荣获第十九届全国发明展览会金奖)，有利于学生更好地理解有关地球自转和公转运动及其地理意义，更好地掌握并灵活运用这一抽象难懂的知识。
一、日出、日落时刻及太阳高度学具的制作
日出、日落时刻及太阳高度学具的结构是由上、下两个盘构成。
1.下盘为经纬时刻盘，采用塑料板或硬纸皮圆盘制成(图1)。纬线以5°为间隔，每10°标注南、北半球的纬度值；经线以5°为间隔设立时间轴，每15°即间隔1小时标注时间，日出时刻用红色注记从西向东标注0～12时，日落时刻用黑色注记从东向西标注12～24时(本文图中均用黑色标注)。在12时时间轴外侧，按比例标注出几个主要太阳直射点日期的位置：每月1日和15日及春、秋分和冬、夏至等日期坐标。
2.上盘为太阳高度盘，采用透明的塑料圆盘制成(图2)。太阳高度线以5°为间隔，每10°注明太阳高度值。昼半球等太阳高度线用红色线条表示，夜半球等太阳高度线用黑色线条表示，并用红色线条标注太阳直射点的光线(本文图中均用黑色标注)。
3.将上、下盘圆心用铆钉装配，上盘可以自由转动(图3)。教学过程中，可以指导学生利用工具绘制上、下盘，也可以把上、下盘印发给学生，由学生粘贴制作。
二、日出、日落时刻及太阳高度学具的使用
使用日出、日落时刻及太阳高度学具进行教学，除可以让学生查找任一地点任一时刻太阳高度和该地点日出、日落时刻外，还可以直接演示太阳直射点移动而引起的日出、日落时刻的变化、昼夜长短及其变化、太阳高度及其变化。这种学具演示法能加深学生对地球运动规律的理解和应用，激发学生学习地理的兴趣，对教学起到事半功倍的效果。
1.日出、日落时刻的判读。
例1：北京(40°N)夏至日日出、日落时刻。
转动上盘，把上盘的太阳直射点的光线对准下盘的6月22日，找出上盘晨昏线和40°N的交点，读出交点对应下盘坐标轴时间，即北京夏至日日出时刻约为4：30，日落时刻约为19：30。
2.昼夜长短的计算。
例2：北京(40°N)夏至日的昼夜长短。
按例1的方法得出北京夏至日日出时刻约为4：30，日落时刻约为19：30。再根据公式“昼长=日落时刻-日出时刻和夜长=日出时刻×2”得出北京夏至的昼长为15小时，夜长为9小时。
3.太阳高度的判读。
例3：北京(40°N)夏至日8时和12时的太阳高度。
转动上盘，把上盘的太阳直射点对准下盘6月22日，分别找到8时和12时的时间轴和40°N的交点，读出所对应上盘等太阳高度线的数值，得出北京夏至8时和12时的太阳高度分别约为36°和73.5°。
4.观察昼夜长短变化规律。
旋转上盘，当太阳直射点从南向北移动时，观察出北半球昼变长，夜变短；南半球昼变短，夜变长；赤道昼夜长短不变。
旋转上盘，当太阳直射点从北向南移动时，观察出北半球昼变短，夜变长；南半球昼变长，夜变短；赤道昼夜长短不变。
5.观察太阳高度的变化规律。
旋转上盘，无论当太阳直射点位置在哪，太阳高度都是从太阳直射点向四周递减；正午太阳高度由直射点向南、北对称递减。
6.观察冬、夏至日及春、秋分日，太阳直射点的位置及全球昼夜长短分布规律。
旋转上盘，分别把太阳直射点对应下盘的12月22日、6月22日和3月21日、9月23日。可以发现：冬至日太阳直射南回归线，北半球昼短夜长，南半球昼长夜短，北极圈及以北地区出现极夜现象，南极圈及以南地区出现极昼现象。夏至日太阳直射北回归线，北半球昼长夜短，南半球昼短夜长，北极圈及以北地区出现极昼现象，南极圈及以南地区出现极夜现象。春、秋分日太阳直射赤道，全球昼夜平分。
三、日出、日落时刻及太阳高度学具的教学意义
日出、日落时刻及太阳高度学具材料简单、制作方便、实用性强，并全面涵盖地球运动规律的有关知识。学生学习时可以即时演示，这样可以突破地球运动的认知难点，激发学生的学习兴趣，使学生较好掌握相关内容，并灵活运用这一抽象难懂的知识。
1.从三维到二维的突破，使学生加深对地理概念的理解。
学具把三维的地球转换为二维的经纬网图，在教学中，配合地球仪的演示，能够帮助学生建立地球表面各点地平面的空间概念，让学生加深对地理概念的理解。
2.从抽象到具体的突破，使学生加深对运动规律的认知。
根据学具上太阳直射点的位置，引导学生对太阳直射点进行空间定位，并通过观察学具经纬时间轴及等太阳高度线的变化，掌握太阳直射点一年中的回归运动规律，以及由此产生的地理意义。这种直观展示，进一步加深了学生对地球运动规律的认知。
3.从动态到静态的突破，强化学生思维能力的培养。
把动态的地球运动进行画面截取，获取不同时间、不同地点的静态图，帮助学生获取信息、分析规律，培养学生的思维能力，同时提高学生对有关地球运动习题的解题能力。
一、日出、日落时刻及太阳高度学具的制作
日出、日落时刻及太阳高度学具的结构是由上、下两个盘构成。
1.下盘为经纬时刻盘，采用塑料板或硬纸皮圆盘制成(图1)。纬线以5°为间隔，每10°标注南、北半球的纬度值；经线以5°为间隔设立时间轴，每15°即间隔1小时标注时间，日出时刻用红色注记从西向东标注0～12时，日落时刻用黑色注记从东向西标注12～24时(本文图中均用黑色标注)。在12时时间轴外侧，按比例标注出几个主要太阳直射点日期的位置：每月1日和15日及春、秋分和冬、夏至等日期坐标。
2.上盘为太阳高度盘，采用透明的塑料圆盘制成(图2)。太阳高度线以5°为间隔，每10°注明太阳高度值。昼半球等太阳高度线用红色线条表示，夜半球等太阳高度线用黑色线条表示，并用红色线条标注太阳直射点的光线(本文图中均用黑色标注)。
3.将上、下盘圆心用铆钉装配，上盘可以自由转动(图3)。教学过程中，可以指导学生利用工具绘制上、下盘，也可以把上、下盘印发给学生，由学生粘贴制作。
二、日出、日落时刻及太阳高度学具的使用
使用日出、日落时刻及太阳高度学具进行教学，除可以让学生查找任一地点任一时刻太阳高度和该地点日出、日落时刻外，还可以直接演示太阳直射点移动而引起的日出、日落时刻的变化、昼夜长短及其变化、太阳高度及其变化。这种学具演示法能加深学生对地球运动规律的理解和应用，激发学生学习地理的兴趣，对教学起到事半功倍的效果。
1.日出、日落时刻的判读。
例1：北京(40°N)夏至日日出、日落时刻。
转动上盘，把上盘的太阳直射点的光线对准下盘的6月22日，找出上盘晨昏线和40°N的交点，读出交点对应下盘坐标轴时间，即北京夏至日日出时刻约为4：30，日落时刻约为19：30。
2.昼夜长短的计算。
例2：北京(40°N)夏至日的昼夜长短。
按例1的方法得出北京夏至日日出时刻约为4：30，日落时刻约为19：30。再根据公式“昼长=日落时刻-日出时刻和夜长=日出时刻×2”得出北京夏至的昼长为15小时，夜长为9小时。
3.太阳高度的判读。
例3：北京(40°N)夏至日8时和12时的太阳高度。
转动上盘，把上盘的太阳直射点对准下盘6月22日，分别找到8时和12时的时间轴和40°N的交点，读出所对应上盘等太阳高度线的数值，得出北京夏至8时和12时的太阳高度分别约为36°和73.5°。
4.观察昼夜长短变化规律。
旋转上盘，当太阳直射点从南向北移动时，观察出北半球昼变长，夜变短；南半球昼变短，夜变长；赤道昼夜长短不变。
旋转上盘，当太阳直射点从北向南移动时，观察出北半球昼变短，夜变长；南半球昼变长，夜变短；赤道昼夜长短不变。
5.观察太阳高度的变化规律。
旋转上盘，无论当太阳直射点位置在哪，太阳高度都是从太阳直射点向四周递减；正午太阳高度由直射点向南、北对称递减。
6.观察冬、夏至日及春、秋分日，太阳直射点的位置及全球昼夜长短分布规律。
旋转上盘，分别把太阳直射点对应下盘的12月22日、6月22日和3月21日、9月23日。可以发现：冬至日太阳直射南回归线，北半球昼短夜长，南半球昼长夜短，北极圈及以北地区出现极夜现象，南极圈及以南地区出现极昼现象。夏至日太阳直射北回归线，北半球昼长夜短，南半球昼短夜长，北极圈及以北地区出现极昼现象，南极圈及以南地区出现极夜现象。春、秋分日太阳直射赤道，全球昼夜平分。
三、日出、日落时刻及太阳高度学具的教学意义
日出、日落时刻及太阳高度学具材料简单、制作方便、实用性强，并全面涵盖地球运动规律的有关知识。学生学习时可以即时演示，这样可以突破地球运动的认知难点，激发学生的学习兴趣，使学生较好掌握相关内容，并灵活运用这一抽象难懂的知识。
1.从三维到二维的突破，使学生加深对地理概念的理解。
学具把三维的地球转换为二维的经纬网图，在教学中，配合地球仪的演示，能够帮助学生建立地球表面各点地平面的空间概念，让学生加深对地理概念的理解。
2.从抽象到具体的突破，使学生加深对运动规律的认知。
根据学具上太阳直射点的位置，引导学生对太阳直射点进行空间定位，并通过观察学具经纬时间轴及等太阳高度线的变化，掌握太阳直射点一年中的回归运动规律，以及由此产生的地理意义。这种直观展示，进一步加深了学生对地球运动规律的认知。
3.从动态到静态的突破，强化学生思维能力的培养。
把动态的地球运动进行画面截取，获取不同时间、不同地点的静态图，帮助学生获取信息、分析规律，培养学生的思维能力，同时提高学生对有关地球运动习题的解题能力。