太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律教學(xué)方法示例

姚 云

（北京師范大學(xué) 地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院， 北京 100875）

太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律教學(xué)方法示例

姚 云

（北京師范大學(xué) 地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院， 北京 100875）

太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律一直被視為高中地理“地球的運(yùn)動(dòng)”這一節(jié)內(nèi)容的重要瓶頸，這一知識(shí)點(diǎn)掌握好了，本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)“地球運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的地理意義”也就不難攻克了。盡管教師們都會(huì)按照課程標(biāo)準(zhǔn)的活動(dòng)建議，采用教具、學(xué)具、計(jì)算機(jī)模擬的方式來(lái)形象展示太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)，但收效甚微。筆者認(rèn)為究其原因是教師在形象演示過(guò)程中沒(méi)有針對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)誤區(qū)給予糾正，使學(xué)生帶著錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，自然得出錯(cuò)誤結(jié)論，因此便并不能正確理解太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律。筆者認(rèn)為可以遵循“找出認(rèn)識(shí)誤區(qū)——澄清認(rèn)識(shí)誤區(qū)——形象演示并講解”的順序來(lái)進(jìn)行教學(xué)，幫助學(xué)生更好地理解太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律。

太陽(yáng)直射點(diǎn)；移動(dòng)；認(rèn)識(shí)誤區(qū)；糾正；形象演示

普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）在“地球的運(yùn)動(dòng)”這一節(jié)的要求是“分析地球運(yùn)動(dòng)的地理意義”［1］，因此“對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的地理意義的分析”被確認(rèn)為本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)。［2］其中，自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)和直射點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律的掌握是理解和分析地球運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生地理意義的基礎(chǔ)和前提，直射點(diǎn)的移動(dòng)，更是地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)共同作用的結(jié)果，也是產(chǎn)生正午太陽(yáng)高度角變化、晝夜長(zhǎng)短變化、四季和五帶的直接原因，同時(shí)也是后續(xù)學(xué)習(xí)大氣運(yùn)動(dòng)、水循環(huán)等內(nèi)容的知識(shí)前提。因此，它在整個(gè)高中自然地理部分的學(xué)習(xí)中起著舉足輕重的作用，其學(xué)習(xí)效果的好壞，直接影響著學(xué)生對(duì)高中自然地理內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

再看課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)該節(jié)內(nèi)容的活動(dòng)建議是“運(yùn)用教具、學(xué)具或通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，演示地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)，解釋晝夜更替與四季形成的原因”［3］。在“太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)”具體的教學(xué)中，教師們一般都會(huì)按照活動(dòng)建議，采用教具、學(xué)具或計(jì)算機(jī)模擬的形式，來(lái)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，增加其形象認(rèn)識(shí)。但學(xué)生對(duì)該內(nèi)容的理解仍停留在模棱兩可、不甚理解的層面。究其原因主要是教師在“太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)”的形象演示過(guò)程中，往往只把太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律和結(jié)果形象地呈現(xiàn)給學(xué)生，而由于學(xué)生本身知識(shí)儲(chǔ)備不夠，知識(shí)還沒(méi)建立有效聯(lián)結(jié)，存在較多認(rèn)識(shí)誤區(qū)，所以并不能快速、正確地理解這一移動(dòng)規(guī)律，因此對(duì)這一知識(shí)的掌握便不好。本文結(jié)合筆者自身的代課經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生對(duì)該內(nèi)容的學(xué)習(xí)情況，提出教師在這一內(nèi)容具體教學(xué)中，可以遵循“找出認(rèn)識(shí)誤區(qū)——澄清認(rèn)識(shí)誤區(qū)——形象演示并講解”的方式，來(lái)幫助學(xué)生更好地掌握太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律。

一、找出認(rèn)識(shí)誤區(qū)

學(xué)生在這一知識(shí)的學(xué)習(xí)中，總是覺(jué)得很難，覺(jué)得太抽象，不能一下子理解。主要是因?yàn)閷W(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在以下認(rèn)識(shí)誤區(qū)，影響了對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的正確理解。

1.忽視黃赤交角的存在，認(rèn)為地球總是“正著身子”繞日公轉(zhuǎn)

太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律，實(shí)際上就是地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，太陽(yáng)直射點(diǎn)在地球表面的移動(dòng)軌跡所呈現(xiàn)的規(guī)律。學(xué)生在理解這一運(yùn)動(dòng)時(shí)，總是忽視黃赤交角的存在，即忽視“地球總是斜著身子繞日公轉(zhuǎn)”的這一事實(shí)，想當(dāng)然地把地球的自轉(zhuǎn)軌道和地球的公轉(zhuǎn)軌道放在同一平面，如圖1所示。因此，他們認(rèn)為盡管地球在繞日公轉(zhuǎn)，但太陽(yáng)始終只直射赤道。

圖1

2.忽視地軸與黃道平面的夾角始終為66°34'，地軸總是大致指向北極星的位置

有些學(xué)生盡管知道黃赤交角的存在，知道地球始終斜著身子繞日公轉(zhuǎn)，卻又忽視了地球在公轉(zhuǎn)過(guò)程中，地軸始終與黃道平面成66°34'的夾角，且大致指向北極星位置的這一事實(shí)。甚至不經(jīng)意間想當(dāng)然地把地球自轉(zhuǎn)速度看成是和地球公轉(zhuǎn)速度相等的，地球上的某點(diǎn)始終面向太陽(yáng)而不停地自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，地軸則不斷向太陽(yáng)一側(cè)傾斜，呈來(lái)回?cái)[動(dòng)狀。如圖2所示，地球上的A點(diǎn)在公轉(zhuǎn)軌道上始終面向太陽(yáng)而運(yùn)動(dòng)，永遠(yuǎn)被太陽(yáng)直射，地軸也始終傾向于太陽(yáng)一側(cè)，其指向不斷變動(dòng)。因此他們認(rèn)為如果太陽(yáng)在春分日時(shí)直射赤道，那么就始終直射赤道。

圖2

3.忽視地球始終在公轉(zhuǎn)軌道（即黃道）上繞日公轉(zhuǎn)

地球圍繞太陽(yáng)而公轉(zhuǎn)的軌道平面，即黃道平面，我們認(rèn)為它是固定的。地球始終是在該平面上繞日公轉(zhuǎn)的。但在實(shí)際操作和演示中，學(xué)生經(jīng)常忽略了這一點(diǎn)，想當(dāng)然地認(rèn)為無(wú)論地球怎么運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)始終直射赤道。所以在演示中會(huì)不自覺(jué)地使太陽(yáng)直射赤道，而導(dǎo)致地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并沒(méi)有始終在公轉(zhuǎn)軌道上進(jìn)行。如圖3所示，假設(shè)桌面中的橢圓軌道為地球公轉(zhuǎn)的黃道平面，地球在該平面上的公轉(zhuǎn)軌跡為“A-B-C-D”，但很多學(xué)生總想當(dāng)然地認(rèn)為太陽(yáng)永遠(yuǎn)直射赤道，不自覺(jué)地使地球公轉(zhuǎn)軌跡脫離黃道平面，形成如圖3中的“A-B'-C-D'”的運(yùn)動(dòng)軌跡。

圖3

二、澄清認(rèn)識(shí)誤區(qū)

學(xué)生由于存在以上認(rèn)識(shí)誤區(qū)，使他們很難理解太陽(yáng)直射點(diǎn)實(shí)際的移動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而影響他們實(shí)際的學(xué)習(xí)效果。因此，針對(duì)以上學(xué)生存在的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，教師在具體知識(shí)講解和演示中，應(yīng)先幫助學(xué)生澄清認(rèn)識(shí)誤區(qū)，明確太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律的幾個(gè)重要知識(shí)前提，才能在實(shí)際演示中讓學(xué)生更好地理解這一規(guī)律。重要的知識(shí)前提有以下幾個(gè)。

1.黃赤交角的存在

地球自轉(zhuǎn)的軌道平面，稱為赤道平面，地球公轉(zhuǎn)的軌道平面，稱為黃道平面。赤道平面和黃道平面之間存在一個(gè)夾角，稱為黃赤交角。它基本保持不變，為23°26'。正是因?yàn)檫@個(gè)黃赤交角的存在，才使得地球在黃道平面這個(gè)水平平面上始終斜著身子繞日公轉(zhuǎn)。

2.地軸始終指向北極星位置

黃道平面與赤道平面的夾角為23°26'，而地軸與赤道平面垂直，為90°，所以地軸與黃道平面的夾角為66°34'。由于黃赤交角被認(rèn)為是基本不變的，因此地軸與黃道平面的夾角也基本不變，所以，地軸被認(rèn)為始終大致指向北極星的位置。

3.地球始終在黃道平面上繞日公轉(zhuǎn)

地球的公轉(zhuǎn)軌道基本是固定的，即黃道平面。因此太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)其實(shí)是地球和太陽(yáng)在黃道平面上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的結(jié)果。無(wú)論是地球還是太陽(yáng)，都是在黃道平面上運(yùn)動(dòng)的。

三、形象演示并講解

1.生活教具演示——“水瓶”演示

在平時(shí)的課堂講解中，可以隨意拿出手邊的任何教具，如水瓶、喝水的杯子、黑板擦、粉筆盒等作為“地球”，在上面大致標(biāo)出赤道及南、北回歸線的位置。然后把講臺(tái)或課桌當(dāng)做“地球”的公轉(zhuǎn)軌道面——黃道面。使“地球”始終保持向某個(gè)方向傾斜的狀態(tài)，在桌面上繞另一物體（作為“太陽(yáng)”）自西向東轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖4所示。講解中一定要強(qiáng)調(diào)地球是“傾斜著身子”、“始終指向某一個(gè)方向”、“在黃道面上”自西向東公轉(zhuǎn)的。從圖4的演示中很明顯可以看到，在春分日時(shí)，水瓶的中間正對(duì)著太陽(yáng)，瓶蓋和瓶底都沒(méi)正對(duì)著太陽(yáng)，所以太陽(yáng)直射在瓶中間a上，即赤道上。隨著水瓶不斷自西向東運(yùn)動(dòng)，水瓶上半部漸漸靠近太陽(yáng)，在夏至日時(shí)，水瓶上半部離太陽(yáng)最近，被直射。黃赤交角決定了太陽(yáng)所能直射的最北地區(qū)是北緯23°26'，所以夏至日時(shí)太陽(yáng)直射在北回歸線b上。秋分日，水瓶中間處又漸漸靠近太陽(yáng)，此時(shí)太陽(yáng)直射水瓶正中間a處，即赤道。冬至日，水瓶下半部漸漸移向太陽(yáng)，離太陽(yáng)最近，被直射，因?yàn)樗苤鄙涞淖钅衔恢檬悄匣貧w線，所以這一天太陽(yáng)直射南回歸線c處。

圖4

2.逆向思維法——Flash演示

地球在公轉(zhuǎn)軌道上圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，而使太陽(yáng)直射點(diǎn)在地球表面的南北回歸線之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)，這是地球和太陽(yáng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。既可以看成是太陽(yáng)不動(dòng)，地球圍繞太陽(yáng)而運(yùn)動(dòng)；也可以看成地球不動(dòng)，太陽(yáng)圍繞地球而運(yùn)動(dòng)。如圖5，可以用Flash演示其運(yùn)動(dòng)過(guò)程，但必須強(qiáng)調(diào)是在黃道面上進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)，而且地球始終斜著身子。很明顯可以看出，春分日時(shí)，太陽(yáng)直射赤道；春分日之后，太陽(yáng)開始往赤道以北運(yùn)動(dòng)；夏至日時(shí)，太陽(yáng)直射北回歸線；夏至日之后，太陽(yáng)開始往北回歸線以南運(yùn)動(dòng)；秋分日時(shí)，太陽(yáng)重新直射赤道；秋分日之后，太陽(yáng)繼續(xù)往赤道以南運(yùn)動(dòng)；冬至日時(shí)，太陽(yáng)直射南回歸線；冬至日之后，太陽(yáng)又開始往北運(yùn)動(dòng)；到下一年春分日時(shí)，太陽(yáng)重新直射回赤道。太陽(yáng)直射點(diǎn)在地球上的運(yùn)動(dòng)軌跡可用圖6表示。

圖5

圖6

通過(guò)以上分析可知，學(xué)生之所以不能快速理解太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律，是因?yàn)榇嬖谡J(rèn)識(shí)誤區(qū)，導(dǎo)致形成錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。因此，教師應(yīng)弄清學(xué)生學(xué)習(xí)效果甚微的原因，了解其存在的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，并加以澄清和指導(dǎo)，再結(jié)合形象直觀的演示，讓學(xué)生能較快理解和掌握該節(jié)內(nèi)容。

［1］［3］ 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）［S］.北京：人民教育出版社，2012.

［2］ 任志鴻.高中優(yōu)秀教案（配人教版地理必修1）［M］.?？冢耗戏匠霭嫔纾?014.