基于地理實(shí)踐力培養(yǎng)的高中地理校本課程開發(fā)
——“繪制標(biāo)桿的影子長(zhǎng)短變化”的教學(xué)案例

廣東省佛山市三水區(qū)三水中學(xué) 藍(lán)碧微

一、開發(fā)背景

新修訂的《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出地理學(xué)科四大核心素養(yǎng)為人地協(xié)調(diào)觀、綜合思維、區(qū)域認(rèn)知和地理實(shí)踐能力。其中地理實(shí)踐能力是指人們?cè)诳疾臁?shí)驗(yàn)和調(diào)查等地理實(shí)踐活動(dòng)中所具備的意志品質(zhì)和行動(dòng)能力。其表現(xiàn)包括：（1）能夠用觀察、調(diào)查等方法收集和處理地理信息，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探索問(wèn)題的興趣。（2）能夠與他人合作設(shè)計(jì)地理實(shí)踐活動(dòng)方案，獨(dú)立思考并選擇適當(dāng)?shù)牡乩砉ぞ?。?）能夠?qū)嵤┗顒?dòng)方案，主動(dòng)從體驗(yàn)和反思中學(xué)習(xí)，實(shí)事求是，有克服困難的勇氣和方法。隨著新課程改革的不斷深入，人地協(xié)調(diào)觀、綜合思維和區(qū)域認(rèn)知都能在地理教學(xué)中較好地落實(shí)，但地理實(shí)踐能力中提到的野外考察、模擬實(shí)驗(yàn)和社會(huì)調(diào)查等實(shí)踐活動(dòng)在地理教學(xué)中卻由于受高考?jí)毫?、學(xué)校理念、基礎(chǔ)設(shè)施、課時(shí)限制、安全隱患等因素影響難以開展，地理實(shí)踐活動(dòng)成為地理教學(xué)的軟肋，地理實(shí)踐能力成為地理學(xué)科最欠缺的培養(yǎng)內(nèi)容。本文嘗試以“繪制標(biāo)桿的影子長(zhǎng)短變化”為例，結(jié)合高中地理必修一的相關(guān)理論知識(shí)，把影子朝向和長(zhǎng)短變化這一節(jié)設(shè)計(jì)成地理實(shí)踐活動(dòng)，為高中地理校本課程探索出新的教學(xué)模式。

二、活動(dòng)目的

（一）人地協(xié)調(diào)觀

通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)掌握日影朝向和長(zhǎng)短的變化情況，理解日影問(wèn)題與日常生活的密切關(guān)系。

（二）綜合思維

通過(guò)學(xué)習(xí)二分二至日太陽(yáng)影子的變化示意圖，從時(shí)間和空間對(duì)太陽(yáng)和影子的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分析。

（三）區(qū)域認(rèn)知

從實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生知道物體的影子總是隨著太陽(yáng)移動(dòng)的時(shí)間和空間變化而變化；物體影子長(zhǎng)短與太陽(yáng)高度的大小呈負(fù)相關(guān)；物體影子與太陽(yáng)的方向相反。并讓學(xué)生把實(shí)踐活動(dòng)放到全球不同地區(qū)加以考慮比較，從而加深對(duì)日影變化的理解。

（四）地理實(shí)踐力

采用小組合作的方式，通過(guò)動(dòng)手測(cè)量、動(dòng)腦觀察、繪制日影朝向和長(zhǎng)短變化圖，培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐能力和合作探究能力。

三、活動(dòng)準(zhǔn)備

自制1 米高的垂直標(biāo)桿，準(zhǔn)備鋼卷尺、手表、相機(jī)、粉筆、鉛筆、A4 紙、指南針、觀察記錄表等工具。

四、講解活動(dòng)原理

在活動(dòng)開展前，教師講解全球不同緯度地區(qū)二分二至日日出日落示意圖（圖1）和二分二至日晝夜長(zhǎng)短與日出日落方位圖（圖2），讓學(xué)生掌握日影朝向和長(zhǎng)短的變化規(guī)律。

1.日影朝向的變化

圖1 全球不同緯度地區(qū)二分二至日日出日落示意圖

圖2 二分二至日晝夜長(zhǎng)短與日出日落方位圖

（1）正午日影朝向的變化

物體影子與太陽(yáng)的方向相反，正午物體影子朝向取決于太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置。

①南、北回歸線之間的地區(qū)（熱帶地區(qū)），當(dāng)太陽(yáng)直射時(shí)，正午物體影子就在物體正下方，物體影子與物體重合成一個(gè)點(diǎn)。太陽(yáng)直射點(diǎn)以北的地區(qū)正午物體影子朝向正北，直射點(diǎn)以南的地區(qū)正午物體影子朝向正南（極夜地區(qū)和極點(diǎn)除外，極夜地區(qū)正午無(wú)日影，極點(diǎn)日影只有一個(gè)方向）

②北回歸線以北地區(qū)，正午時(shí)太陽(yáng)位于正南方，物體影子朝正北。

③南回歸線以南地區(qū)，正午時(shí)太陽(yáng)位于正北方，物體影子朝正南。

（2）日出、日落日影朝向的變化

時(shí)間 地區(qū)日出 日落太陽(yáng)方位日 影朝向太陽(yáng)方位日 影朝向春秋分 全球 正東 正西 正西 正東全球（除極晝極夜地區(qū)） 東北 西南 西北 東南北半球夏半年極晝地區(qū)（除極點(diǎn)） 正北 正南 正北 正南全球（除極晝極夜地區(qū)） 東南 西北 西南 東北北半球冬半年極晝地區(qū)（除極點(diǎn)） 正南 正北 正南 正北

2.日影長(zhǎng)短的變化

時(shí)間 地區(qū) 日影最短 日影最長(zhǎng)一天 有白晝期的地區(qū) 正午 日出 日落南北回歸線之間地區(qū) 直射時(shí)一年北地區(qū) 夏至日正午冬至日北半球有白晝期地區(qū)的正午北回歸線以南地區(qū) 冬至日正午夏至日南半球有白晝期地區(qū)的正午南回歸線以

五、活動(dòng)過(guò)程

（一）活動(dòng)任務(wù)

繪制標(biāo)桿影子的日變化圖。

（二）活動(dòng)步驟

1.根據(jù)已學(xué)的地理知識(shí)，選擇晴朗有陽(yáng)光的天氣，在校園內(nèi)或校園外選擇空曠的地方（全天無(wú)其他影子影響的地方），對(duì)自制標(biāo)桿進(jìn)行觀察和測(cè)量。

2.把全班分成若干小組，5—6 人為一組，每組獨(dú)立開展測(cè)量活動(dòng)，設(shè)組長(zhǎng)、拉尺、讀數(shù)標(biāo)記、記錄數(shù)據(jù)、畫圖和拍攝各一人。

3.利用指南針確定好正東、正西、正南、正北后，以標(biāo)桿底座為中心在地面用粉筆畫一個(gè)方位坐標(biāo)。

4.從早上7 點(diǎn)到下午5 點(diǎn)之間（校內(nèi)建議每隔50 分鐘測(cè)量一次，因?yàn)閷W(xué)生每節(jié)課時(shí)間為40 分鐘，盡量不影響學(xué)生上課又保證測(cè)量的時(shí)間頻率；校外建議每隔1 小時(shí)一次）在標(biāo)桿影子尾端用粉筆做上標(biāo)記并在地面記錄此時(shí)測(cè)量的時(shí)間。用鋼卷尺測(cè)量標(biāo)桿底部到旗桿影子尾端的地面距離，在表格中對(duì)應(yīng)時(shí)間記錄本次旗桿影長(zhǎng)。

5.用指南針確定每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的太陽(yáng)方位和影子方向，并在表格中記錄。

觀察時(shí)間： 年 月 日 第**小組成員：校內(nèi)觀察時(shí)間7 ：50 8 ：40 9 ：30 10：20 11：10 12：00地方時(shí)12：50 13：40 14：30 15：20 16：10校外觀察時(shí)間7 ：00 8 ：00 9 ：00 10：00 11：00 12：00 13：00 14：00 15：00 16：00 17：00太陽(yáng)方位 影長(zhǎng) 影子方向

6.記錄完最后一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)后，把每一個(gè)用粉筆標(biāo)記的標(biāo)桿影子尾端用平滑的曲線連起來(lái)，并用相機(jī)拍下繪圖。在A4 紙上用鉛筆繪制觀測(cè)到的日影示意圖。

圖3 標(biāo)桿影子日變化A4 紙底圖

圖4 標(biāo)桿影子日變化參照?qǐng)D

注：（1）測(cè)量日期不同，標(biāo)桿影子示意圖也不一樣，可以參照二分二至日標(biāo)桿影子長(zhǎng)短和朝向的日變化圖判斷畫圖是否準(zhǔn)確。（2）標(biāo)桿影子日變化參照?qǐng)D是以坐標(biāo)（23°N,120°E)為例而作的簡(jiǎn)圖。

（三）活動(dòng)總結(jié)

1.物體影子總是隨著太陽(yáng)移動(dòng)的時(shí)間和空間變化而變化；

2.物體影子長(zhǎng)短與太陽(yáng)高度的大小呈負(fù)相關(guān)：一天中，物體影子最短時(shí)為地方時(shí)12 點(diǎn)，太陽(yáng)高度最大；物體影子最長(zhǎng)為日出或日落時(shí)，太陽(yáng)高度最小。

3.物體影子與太陽(yáng)的方向相反

4.日出到正午：物體影子由長(zhǎng)變短；正午到日落：物體影子由短變長(zhǎng)。

（四）活動(dòng)拓展

繪制標(biāo)桿正午影子年變化圖

圖5 標(biāo)桿正午影子年變化A4 紙底

圖6 標(biāo)桿正午影子年變化參照?qǐng)D

（五）典型例題

例1：如圖7 是北半球某地理實(shí)踐活動(dòng)小組繪制的操場(chǎng)旗桿分別在春秋分、冬夏至的影子長(zhǎng)短和朝向的日變化示意圖（O 點(diǎn)為旗桿處，虛線表示旗桿影子），日影正確的是（ ）

圖7

【答案】C

【解析】春分日和秋分日，太陽(yáng)都從正東升起，正西落下；夏至日，太陽(yáng)從東北升起，西北落下；冬至日，太陽(yáng)從東南升起，西南落下。圖A 若為春分日，物體影子與太陽(yáng)的方向相反，太陽(yáng)應(yīng)從正東升起，正西落下，圖A 錯(cuò)誤；圖B 若為夏至日，太陽(yáng)應(yīng)從東北升起，西北落下，圖B 錯(cuò)誤；圖C 若為秋分日，太陽(yáng)從正東升起，正西落下，圖C 正確；圖D 若冬至日，太陽(yáng)應(yīng)從東南升起，西南落下，圖D 錯(cuò)誤。

例2：如圖8 為某學(xué)校操場(chǎng)上的旗桿及其影子示意圖，讀圖回答：

圖8

圖9

（1）如果旗桿的位置是在北京，那么正午旗桿的影子朝向始終是朝向____方向。

（2）如果旗桿的位置是在北回歸線上，那么_____日（節(jié)氣）這一天正午旗桿是沒(méi)有影子的。

（3）如果該旗桿在佛山市某中學(xué)，當(dāng)正午旗桿影子是一年當(dāng)中最長(zhǎng)的一天時(shí)，這一天是______日（節(jié)氣），這一天地球公轉(zhuǎn)到圖9 中ABCD 中的_____位置附近。

【答案】（1）北；（2）夏至；（3）冬至；A

【解析】（1）若旗桿的位置是在北京，那么影子始終是朝向北方的，因?yàn)楸本┨幱诒被貧w線以北，太陽(yáng)始終都在其南方；（2）若旗桿的位置是在北回歸線上，那么在夏至日這天（6 月22 日前后），太陽(yáng)的直射點(diǎn)在北回歸線上，太陽(yáng)的高度角最大，旗桿是沒(méi)有影子的；（3）若旗桿在佛山市某中學(xué)，這天的影子是一年中最長(zhǎng)，太陽(yáng)的直射點(diǎn)在南回歸線上，時(shí)值北半球的冬至日（為12 月22 日前后），這天在北半球的A位置上。