基于素養(yǎng)提升的“地球儀”制作與應(yīng)用探索

周紅

摘 要：地球儀在地理教學(xué)中用途廣泛、功能強(qiáng)大。本文從知識準(zhǔn)備、材料、制作方法步驟等方面探討如何引導(dǎo)學(xué)生制作簡單的、能演示地球自轉(zhuǎn)等現(xiàn)象的地球儀并指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用地球儀，地球儀自制實(shí)踐有助于提高學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的成就感，更好地培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐力。

關(guān)鍵詞：素養(yǎng);地球儀;制作;應(yīng)用

阿基米德曾經(jīng)說過：“給我一個支點(diǎn)，我就能撬起地球”。他沒有找到這個支點(diǎn)，而地理教師卻是“大力士”，能夠把“地球”托起（圖1），這個“地球”就是地球儀，它是按照一定的比例縮小了的地球模型[1]。地球體積龐大，而人的視角有限，因此地球儀是學(xué)生邁向神秘地球世界的階梯。德國航海家、地理學(xué)家貝海姆發(fā)明了地球儀。將地表事物通過地球儀直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，便于學(xué)生更好地認(rèn)識地球和地表事物的分布、形狀等。人教版地理教材七年級上冊第一章第一節(jié)“地球與地球儀”從靜態(tài)的角度研究地球和地球儀，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件[2]。

一、認(rèn)識地球儀

地球儀是一種“坐在”底座上的球體，且自轉(zhuǎn)軸傾斜、沿自轉(zhuǎn)軸能自由旋轉(zhuǎn)、按一定比例尺縮小了的地球模型。比例尺越大，縮小程度越小，球體體積（半徑）越大;比例尺越小，縮小程度越大，球體體積（半徑）越小。

地球儀按用途分為：經(jīng)緯網(wǎng)格地球儀、政區(qū)地球儀、地形地球儀、示意性地球儀、教學(xué)地球儀、工藝禮品地球儀、大型展示地球儀等;按產(chǎn)品材料與功能分為：紙質(zhì)地球儀、塑料地球儀、樹脂地球儀、石質(zhì)地球儀、金屬地球儀、實(shí)木地球儀、磁懸浮地球儀、古典工藝地球儀、電子點(diǎn)讀語音地球儀、視頻地球儀等。

地球儀是學(xué)習(xí)地理的工具，在地理教學(xué)中具有重要的作用，可用來演示地球自轉(zhuǎn)方向（時針方向）、地球公轉(zhuǎn)、地轉(zhuǎn)偏向力作用方向、地軸傾斜方向和角度、認(rèn)識經(jīng)線和緯線、緯度和經(jīng)度的劃分、讀取地理坐標(biāo)、地球形狀、海陸分布、大陸的形狀和位置、半球的劃分、晝夜更替、地方時和區(qū)時、地表大尺度重要地理事物的分布、判讀地表兩點(diǎn)的相對位置、量算兩點(diǎn)間的實(shí)地距離、計(jì)算區(qū)域面積等。應(yīng)用地球儀進(jìn)行教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，邏輯思維能力和動手操作能力。

組織制作地球儀，不僅可以幫助學(xué)生建構(gòu)地球認(rèn)知，而且可以激發(fā)地理學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)地理空間思維，提高學(xué)生的動手、動腦能力，落實(shí)地理核心素養(yǎng)中的地理實(shí)踐力。

二、制作經(jīng)緯網(wǎng)格地球儀

1.制作地球儀的必備知識

“1軸2（種）線3個點(diǎn)。”“1軸”是指地軸（經(jīng)過南北兩極和地心的地球自轉(zhuǎn)軸）。“2（種）線”是指經(jīng)線和緯線，經(jīng)線，也叫子午線（圖2），連接南北兩極，指示南北方向，且與緯線垂直，是等長的半圓;過地球球心垂直于地軸的面為赤道平面，赤道平面與地表的交線為赤道。緯線（圖3）是與赤道平行、與地軸垂直的圓，周長自赤道向兩極遞減，到南北兩極縮小為一個點(diǎn)，即南極點(diǎn)和北極點(diǎn)，緯線指示東西方向。“3個點(diǎn)”是指北極點(diǎn)、南極點(diǎn)和地心（地球的球心）。

讀圖2，0°經(jīng)線為本初子午線，它經(jīng)過英國格林尼治天文臺舊址，為經(jīng)度劃分的起始線。以0°經(jīng)線為準(zhǔn)，以西為西經(jīng)度（W）、東為東經(jīng)度（E），西經(jīng)度向西遞增到180°，東經(jīng)度向東遞增到180°;180°經(jīng)線為國際日界線;一條經(jīng)線圈由兩條經(jīng)線組成，經(jīng)度之和為180°;20°W經(jīng)線和160°E經(jīng)線組成的經(jīng)線圈為東西半球的分界線。赤道為0°緯線，是緯度劃分的起始線，也是南北半球的分界線。以0°緯線為起點(diǎn)，向北遞增到90°（北極點(diǎn)），為北緯度（N）;向南遞增到90°（南極點(diǎn)），為南緯度（S）。地軸是傾斜的，且傾斜方向和角度不隨季節(jié)變化，地軸與水平面的夾角約為66.5°（圖4）。

2.制作地球儀的必備材料

準(zhǔn)備白色泡沫球（根據(jù)自己喜好選擇體積、材質(zhì)不同、能畫經(jīng)緯線的球體）、鐵絲、橡皮泥、彩色水筆等。其目的是制作出能旋轉(zhuǎn)、地軸傾斜且能演示地球特性的地球儀，并運(yùn)用合適的方法將“地球”擺到桌子上來研究（圖5）。

3.地球儀的制作過程（步驟）

第一步，在準(zhǔn)備好的球體上畫出南、北兩極，赤道和0°經(jīng)線;以0°經(jīng)線為準(zhǔn)，每隔30°畫出經(jīng)線;以赤道為起點(diǎn)，每隔20°畫出緯線。①繪制緯線。一般在工廠生產(chǎn)時球體中間都有一個接縫，如乒乓球，將該接縫作為赤道，用彩筆畫出，并標(biāo)注“赤道”和“0°”，取一根彈性系數(shù)極小的細(xì)線量出球體上赤道的周長，截取一半，找到該段線的中點(diǎn)，使該段線的中點(diǎn)與赤道相交且垂直，該段線兩端點(diǎn)與球面的交點(diǎn)為南北兩極，并用彩筆標(biāo)出，其中一個點(diǎn)為北極點(diǎn)，標(biāo)定90°N，另一個點(diǎn)為南極點(diǎn)，標(biāo)定90°S。再取與球體上赤道等長細(xì)線的1/4，將其9等分（相鄰兩個點(diǎn)之間的緯度差為10°，共8個等分點(diǎn)，包括兩個端點(diǎn)在內(nèi)共10個點(diǎn)），并標(biāo)出等分點(diǎn)，將該段線的一點(diǎn)端點(diǎn)（看作第1個點(diǎn)）放在球體赤道上，另一個端點(diǎn)（第10個點(diǎn)）與北極點(diǎn)重合，該段線與球面相貼，沿著該段線上的8個等分點(diǎn)，從球體上的赤道開始找到第3、5、7、9個點(diǎn)，并在球體上畫出對應(yīng)點(diǎn)，過第3、5、7、9個點(diǎn)平行于赤道繪制標(biāo)注出20°N、40°N 、60°N和80°N緯線，同理繪制和標(biāo)注20°S、40°S、60°S和80°S緯線。在此基礎(chǔ)上用虛線畫出南、北回歸線（23.5°S、 23.5°N）和南、北極圈（66.5°S 、66.5°N）（圖6）。②繪制經(jīng)線。首先確定0°經(jīng)線，取一根彈性系數(shù)極小的細(xì)線連接南北兩極，繞球體一周，用彩筆沿細(xì)線畫一個圓，確定其中一條為0°經(jīng)線，另一條就是180°經(jīng)線，并在球體上標(biāo)出經(jīng)度。0°和180°經(jīng)線把赤道分成兩等份，再將這兩等份為6等份，每個等分段占30°個經(jīng)度，在球體赤道上標(biāo)注等分點(diǎn)，連接南北兩極和每個等分點(diǎn)，且垂直于赤道畫出經(jīng)線。從0°經(jīng)線起向東依次標(biāo)出30°E、60°E、90°E、120°E……用同樣的方法畫出西經(jīng)度的經(jīng)線并標(biāo)注度數(shù)（圖7）。

第二步，用圓規(guī)在南、北極各鉆一個小孔，然后將鐵絲從球體小孔中穿過（圖8）。

第三步，在貼近南、北兩極的傾斜鐵絲處，用膠布將球體固定在鐵絲上，防止球體沿鐵絲上下滑動，并確保球體能自由旋轉(zhuǎn)。將鐵絲彎曲成如圖9所示形狀（鐵絲與水平面的夾角為66.5°），然后將北極方向伸出的鐵絲彎曲成半圓，固定在南極以下，下面包裹上橡皮泥，以便地球儀能夠放置于桌上（圖10）。

三、地球儀的演示和應(yīng)用

學(xué)生利用自己制作的地球儀，可以親近、觸摸“地球”，感受成功的喜悅;也可用地球儀演示地球自轉(zhuǎn)的時針方向、地轉(zhuǎn)偏向力的作用方向等，從而感受地球儀的強(qiáng)大用途和功能。

1.演示地球自轉(zhuǎn)的方向

地球自轉(zhuǎn)方向?yàn)樽晕飨驏|，利用地球儀演示地球自轉(zhuǎn)方向，自西向東轉(zhuǎn)動地球儀，從北極上空看，地球自轉(zhuǎn)的時針方向?yàn)槟鏁r針方向（圖11）;從南極上空看，地球自轉(zhuǎn)的時針方向?yàn)轫槙r針方向（圖12）。由于站立的位置不同，方位不同，時針方向也不同，圖13為北極上空看的逆時針方向，圖14為南極上空看的順時針方向。

2.演示地轉(zhuǎn)偏向力的作用方向

由于地球自轉(zhuǎn)，地球表面的物體在沿水平方向運(yùn)動時，其運(yùn)動方向會發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)，促使物體水平運(yùn)動方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力叫地轉(zhuǎn)偏向力。假設(shè)地球不自轉(zhuǎn)，將地球儀的地軸豎直，在圖15的A點(diǎn)處滴一滴紅色墨水，觀察其運(yùn)動方向，發(fā)現(xiàn)其在重力作用下，將沿經(jīng)線向正南方向運(yùn)動;在圖16的A點(diǎn)處滴一滴藍(lán)色墨水，迅速自西向東轉(zhuǎn)動地球儀，觀察其運(yùn)動方向時發(fā)現(xiàn)，偏離經(jīng)線，并向右（背對其初始運(yùn)動方向，也就是圖15中的運(yùn)動方向）偏轉(zhuǎn)。同理演示赤道和地球南半球表面的物體在沿水平方向運(yùn)動時的偏轉(zhuǎn)方向。即北半球向右偏轉(zhuǎn)，赤道上（經(jīng)線互相平行）無偏轉(zhuǎn)，南半球向左偏轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳國平.《地球和地球儀》教案設(shè)計(jì)[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，1998（Z2）：15-16.

[2] 張祖強(qiáng).“地球儀及其經(jīng)緯線”教學(xué)設(shè)計(jì)（人教版）[J].地理教育，2011（Z2）：47-48.