地球運動及其地理意義的內(nèi)容是中學(xué)地理教學(xué)的重點和難點,絕大多數(shù)學(xué)生由于缺乏必要的空間想象能力而感到很抽象并且難以理解,而單純利用地球儀進行演示又遠遠不能解決問題。為此結(jié)合教學(xué)實踐設(shè)計了制作簡便、功能強大、演示直觀的教學(xué)演示儀器和學(xué)生學(xué)習(xí)用具,可以演示教材中所要求的地球運動的絕大部分內(nèi)容,是對現(xiàn)有教學(xué)儀器的高度綜合和平面簡化,極大增強教師教學(xué)的直觀性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的時效性。
一、演示儀的制作
1.演示儀
演示儀是由含有量角器的“固定尺”(有兩個用于固定的固定孔)和“轉(zhuǎn)動尺”(有兩個用于放置各種演示盤的固定軸)構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)見示意圖(如圖1)。
(1)制作材料一個量角器,兩把透明直尺,三枚圖釘
(2)制作方法
①固定尺:將量角器用502膠固定在一把直尺上,并用錐子在量角器中心處和尺子兩端鉆孔,中間的孔用于與“轉(zhuǎn)動尺”相連,兩端的孔用作固定演示儀。
②轉(zhuǎn)動尺:在另一直尺的中間用錐子劃上一條線并涂上顏色,作為中心線;將其中一端修成半圓形,并在圓心處鉆孔,用于與“固定尺”相連;在另一端和中心處鉆孔,并用圖釘穿過成“固定軸1、固定軸2”,用于(疊加)放置演示功能盤。
③演示儀:用圖釘穿過連接孔將兩直尺連為一體,“轉(zhuǎn)動尺”可以繞圖釘(轉(zhuǎn)軸)轉(zhuǎn)動,制成演示儀。
2.功能盤
(1)制作材料透明的幻燈片,即書寫復(fù)印膠片
(2)制作方法
根據(jù)教學(xué)需要繪制詳略程度不同的各種演示功能盤。將要用于演示的各種功能盤(如北半球、南半球、經(jīng)緯網(wǎng)、地月系、地方時、太陽高度、周期、春秋分、夏季、冬季盤等)打印在紙上,然后將其復(fù)印到透明的幻燈片上,并將其修剪成圓形。
二、演示儀的教學(xué)應(yīng)用
1.演示地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)
地球繞地軸自轉(zhuǎn)、繞太陽公轉(zhuǎn)。用兩圖釘穿過“固定孔”將演示儀“固定尺”固定在桌面上,將“北半球盤”(或“南半球盤”)放置到演示儀的“固定軸1”(或“固定軸2”)上。按逆時針方向旋轉(zhuǎn)“北半球盤”(或按順時針方向旋轉(zhuǎn)“南半球盤”),即演示地球繞地軸自轉(zhuǎn)。
在逆時針方向旋轉(zhuǎn)“北半球盤”的同時帶動“轉(zhuǎn)動尺”按逆時針方向轉(zhuǎn)動(或在順時針方向旋轉(zhuǎn)“南半球盤”的同時帶動“轉(zhuǎn)動尺”按順時針方向轉(zhuǎn)動),即演示地球在自轉(zhuǎn)的同時繞太陽公轉(zhuǎn)(如下頁圖2)。
2.演示太陽日和恒星日
太陽連續(xù)兩次經(jīng)過上中天的時間間隔,叫做一個太陽日,為24小時;天空某一恒星連續(xù)兩次經(jīng)過上中天的時間間隔,叫做一個恒星日,為23時56分4秒。
用兩圖釘穿過“固定孔”將演示儀“固定尺”固定在墻面上,使“轉(zhuǎn)動尺”垂直向下。將“周期盤”放置到演示儀的“固定軸1”上,讓盤上OP線段與“轉(zhuǎn)動尺”的中心線重合且P點在上。按逆時針方向轉(zhuǎn)動“周期盤”,同時帶動“轉(zhuǎn)動尺”也按逆時針方向轉(zhuǎn)動,到OP線段再次出現(xiàn)豎直時的時間間隔為恒星日,到OP線段再次與轉(zhuǎn)動尺的中心線重合且P點在上時的時間間隔為太陽日。
用同樣的方法可以演示以下幾種假設(shè)情況下的太陽日和恒星日的比較:①公轉(zhuǎn)方向不變,自轉(zhuǎn)方向相反;②自轉(zhuǎn)方向不變,公轉(zhuǎn)方向相反;③公轉(zhuǎn)方向和自轉(zhuǎn)方向都相反(如圖3)。
3.演示地球自轉(zhuǎn)的地理意義
(1)晝夜交替
將“春秋分盤”(或“夏季盤”、“冬季盤”)放置到“固定軸1”(或“固定軸2”)上,讓12時經(jīng)線與“轉(zhuǎn)動尺”的中心線重合且朝向“轉(zhuǎn)軸”(將“轉(zhuǎn)軸”或量角器看做太陽,下同)。之上疊加“北半球盤”(或“南半球盤”),按逆時針方向旋轉(zhuǎn)“北半球盤”(或按順時針方向旋轉(zhuǎn)“南半球盤”),可以看到地球不停地運動,晝夜不斷的交替(如圖4)。
(2)地方時
將“地方時盤”放置到“固定軸1”(或“固定軸2”)上,讓12時與“轉(zhuǎn)動尺”的中心線重合且朝向“轉(zhuǎn)軸”。之上疊加“北半球盤”(或“南半球盤”),按逆時針方向旋轉(zhuǎn)“北半球盤”(或按順時針方向旋轉(zhuǎn)“南半球盤”),可以看到地球不停地運動,地方時不斷地變化,越往東的地點時刻越早;還可直觀看到各時區(qū)的區(qū)時(即各時區(qū)中央經(jīng)線的地方時)的變化。
若將“北半球盤”(或“南半球盤”)的120°E經(jīng)線在“地方時盤”上對準(zhǔn)當(dāng)前的北京時間(用鐘表查看),也就可以在“地方時盤”上看出當(dāng)前世界各地的大致時間;然后在“地方時盤”上,找到0時對應(yīng)的經(jīng)線,按自西向東方向到180°經(jīng)線的范圍是“今天”,由180。經(jīng)線自西向東直至0時對應(yīng)經(jīng)線的范圍是“昨天”(如圖5)。
(3)沿地表水平運動物體的偏移
將“北半球盤”(或“南半球盤”)放置到“固定軸1”(或“固定軸2”)上。在盤中心附近滴上紅墨水,然后按逆時針方向旋轉(zhuǎn)“北半球盤”(或按順時針方向旋轉(zhuǎn)“南半球盤”),從紅墨水運動軌跡可以看出在北半球向右偏、南半球向左偏的偏移規(guī)律(如圖6)。
4.演示地球公轉(zhuǎn)的地理意義
(1)晝夜長短的變化
將“春秋分盤”放置到“固定軸1”(或“固定軸2”)上,讓12時與“轉(zhuǎn)動尺”的中心線重合且朝向“轉(zhuǎn)軸”。之上疊加“北半球盤”(或“南半球盤”),可以看到春秋分時全球晝夜等長(如圖7)。
將“夏季盤”和“冬季盤”分別放置到“固定軸1”和“固定軸2”上,讓12時與“轉(zhuǎn)動尺”的中心線重合且朝向“轉(zhuǎn)軸”。之上分別疊加“北半球盤”和“南半球盤”(或“南半球盤”和“北半球盤”),可以看出夏季晝長夜短(夏至日北極圈內(nèi)出現(xiàn)極晝、冬至日南極圈內(nèi)出現(xiàn)極晝),冬季晝短夜長(夏至日南極圈內(nèi)出現(xiàn)極夜、冬至日北極圈內(nèi)出現(xiàn)極夜)。
將“高度盤”放置到“固定軸1”(或“固定軸2”)上,讓90°線與“轉(zhuǎn)動尺”的中心線重合且朝向“轉(zhuǎn)軸”。之上疊加“經(jīng)緯度盤”,按順時針或逆時針方向轉(zhuǎn)動,使90。線(即太陽直射點)在南北回歸線之間移動,可以直觀看出各緯度一年中晝夜長短變化情況(如圖8)。
(2)正午太陽高度的變化
將“高度盤”放置到“固定軸1”(或“固定軸2”)上,讓900(即太陽直射點)與“轉(zhuǎn)動尺”的中心線重合且朝向“轉(zhuǎn)軸”。之上疊加“經(jīng)緯度盤”,按順時針或逆時針方向轉(zhuǎn)動,使90°在南北回歸線之間移動。當(dāng)90°在赤道時,正午太陽高度自赤道向兩極遞減;當(dāng)90°在北回歸線(或南回歸線)時,正午太陽高度自北回歸線(或南回歸線)向南北兩側(cè)遞減(如圖8)。
(3)五帶
將“高度盤”放置到“固定軸1”(或“固定軸2”)上,讓90°(即太陽直射點)與“轉(zhuǎn)動尺”的中心線重合且朝向“轉(zhuǎn)軸”。之上疊加“經(jīng)緯度盤”,按順時針或逆時針方向轉(zhuǎn)動,使90°在南北回歸線之間移動。可以看出有太陽直射的熱帶、有極晝極夜現(xiàn)象的寒帶、既無太陽直射又無極晝極夜現(xiàn)象的溫帶(如圖8)。
(4)黃赤交角大小的變化
在上述演示公轉(zhuǎn)地理意義的基礎(chǔ)上,還可演示黃赤交角大小(等于回歸線的度數(shù))變化時五帶的劃分和晝夜長短的變化情況。若黃赤交角變大,則讓90°最北最南的范圍擴大到回歸線之外;若黃赤交角變小,則讓90。最北最南的范圍縮小至回歸線之內(nèi)。
5.演示日出日落的方位
將“高度盤”放置到“固定軸1”(或“固定軸2”)上,讓90°(即太陽直射點)與“轉(zhuǎn)動尺”的中心線重合且朝向“轉(zhuǎn)軸”。之上疊加“經(jīng)緯度盤”。當(dāng)太陽直射赤道時,全球太陽正東升起正西落下;當(dāng)太陽直射北半球時,全球太陽東偏北升起西偏北落下(極晝極夜地區(qū)除外);當(dāng)太陽直射南半球時,全球太陽東偏南升起西偏南落下(極晝極夜地區(qū)除外)。
6.演示日地月三者的關(guān)系
將“地月系盤”放置到“固定軸1”上,按逆時針方向轉(zhuǎn)動的同時帶動“轉(zhuǎn)動尺”也按逆時針方向轉(zhuǎn)動,可以看到地球繞太陽公轉(zhuǎn)、月球繞地球公轉(zhuǎn),且公轉(zhuǎn)方向都是自西向東。
當(dāng)月球與地球的連線與“轉(zhuǎn)動尺”中心線重合時,地球出現(xiàn)大潮;當(dāng)二者出現(xiàn)垂直時,地球出現(xiàn)小潮。
當(dāng)月球與地球的連線與“轉(zhuǎn)動尺”中心線重合,而地球位于月球和轉(zhuǎn)軸(即太陽)之間時,可能出現(xiàn)月食;而月球位于地球和轉(zhuǎn)軸(即太陽)之間時,可能出現(xiàn)日食(如圖9)。
7.測量當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度和緯度
將演示儀直立且“固定尺”按正南北向放置在陽光下,記錄“轉(zhuǎn)動尺”的影子為一直線時的北京時間T時,則當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度為120°E+(12-T)×15°/時。
將演示儀直立且“固定尺”按正南北向放置在陽光下,在北京時間T時(當(dāng)?shù)氐胤綍r為12時)調(diào)整“轉(zhuǎn)動尺”與“固定尺”的夾角,使“轉(zhuǎn)動尺”上“固定軸1”和“固定軸2”的影子重合,則此時的夾角為當(dāng)?shù)氐恼缣柛叨冉�。通過查詢當(dāng)日太陽直射點的緯度也可求出當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥取?/p>
將“固定尺”對準(zhǔn)北極星,“轉(zhuǎn)動尺”中心線與量角器上90°的夾角等于北極星的高度,即當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?如圖10)。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuzhong/337070.html
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