怎样引导学生真正深入探究?

2012-04-29 00:44谭万玲
地理教育 2012年8期
关键词:日影影长方位

谭万玲

一、教师故弄悬虚,学生尝试设计

必修I第一章第三节“地球运动”中的“活动”设计了测当地经纬度的实验步骤,但考虑到学生会按部就班照做,依然不能深入领会其原理,因而故弄悬虚地说课本中的设计需改进,布置各活动小组自行设计最简单可行的方案并在秋分日实践操作。

第1小组活动设计方案如下。

实验原理:经度与时间相关,纬度与正午太阳高度相关。

实验材料:长度2m的直杆一根、卷尺一把、手表一块、粉笔、函数计算器(或三角函数表)。

实验步骤:①记录日影最短出现的时间(t)

②测出一天中的最短日影长度(l影)

计算公式:经度=120°E-(12-t)×15°

纬度=arctan■

第2小组实验设计方案在原理、材料、步骤与第1小组相同,只是第2小组设计了记录表格如表1。

第3、4两小组直接照抄课本“活动”设计步骤。

二、适时适度点拨,引导深入探究

检查各小组设计方案后,估计第1、2小组会有问题不断出现,计划操作时应多关注。第1小组秋分日实践活动时首先出现问题:当小组成员将杆立在操场上,看到时刻在变的影子就傻了眼,茫然不知所措。“何时才会出现最短影子?”“怎么确定某时刻测得的影长为当日最短日影?”看到操场上仍在有条不紊操作的第2小组,教师决定带第1小组加入第2小组,请第2小组组长讲解他们如何找最短影子及出现时间。第2小组通过11:30后每隔15分钟测量一次影长并记录时间(见表2),再根据表格数据及变化规律找出最短影长及出现时间,最后通过计算公式求出结果为(34°N、116°15′E)。

教师点拨:告诉学生用手机定位该地为(30°40′N、107°45′E),分析其差值产生的原因,并向学生提出问题引导探究。

(1)为什么确定11:30后所测到一天中影长最短?

(2)11:30后每隔15分钟测一次测到的8次中影子较短是否就是当日最短日影?

(3)能否据一天中日影长度和方位的变化规律快速找到最短日影?

两小组同学开展讨论:

关于问题(1)

·位于北京西侧的点在北京时间12时后出现日影最短。

·位于北京东侧的点在北京时间12时前出现日影最短。

·如果相距北京很远怎么定时间?

结论:此方案关于实验具体时间段在任意地区不能确定,不可行。

关于问题(2)

·每隔15分钟测一次测的8次中影子较短的第4次也很难确定是最短日影。

·从表中数据看出一天中日影长度关于正午对称相等。

结论:此方案由于影长只能是很接近一天中最短,测到的纬度也只能是一个大概数。

关于问题(3)

·据一天中日影长度和方位关于正午对称相等,利用对称性,确定正午影子方位(正南/正北)。

·第二天实测中当影子方位变到与昨日正午影子方位重合时,即为当日影子最短,记录影长。

改进实验步骤:

(1)在空旷地上,立杆O点,用粉笔画出以O为圆心,半径分别为1、2、3、4、5、6、7、8m的同心圆。

(2)当杆影端点落在任一圆上时,描点A;等杆影再次出现在该圆上时描点B。

(3)将OA、OB连线,作∠AOB的角平分线OC。(如图1)

(4)第二天,观测日影与OC重合时,记录影长(l)和北京时间(t)。

三、归纳总结原理,逐步引申拓展

实验结束,引导学生总结实验运用了哪些地理原理。

实验总结:经度与时间相关,纬度与正午太阳高度相关;上午、下午日影长短及方位关于正午对称相等;一天中正午日影最短,影长与太阳高度负相关。

引申拓展:借助实验绘制的日影日变化图,分析古人“立竿见影”的妙用。

拓展练习:图2为某日我校旗杆日影变化图,OP为旗杆,OA、OB为杆影,∠AOC与∠BOC相等。

(1)该日为季(冬、夏)。

(2)为日出影长。

(3)该日昼长为小时。

教师反思:第1、2小组学生通过实验践行自己的推断,即使失败,但不服输的探究兴趣被调动起来,经历挫折的成功更使他们兴奋不已。与直接按照书上设计步骤验证操作的第3、4小组学生相比,他们不仅知道该如何测当地经纬度,还清楚每步实验运用的地理原理,更重要的是可培养细致观察地理现象、发现地理问题等能力,激发探究热情和学习兴趣,掌握地理研究的方法和策略。

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