在解题中提高学生的地理核心素养“看见力”*
——以鲁教版高中地理必修一为例

2017-08-11 08:26侯建成江苏省丹阳市第五中学212300
地理教育 2017年8期
关键词:航天器太阳飞机

●侯建成/江苏省丹阳市第五中学(212300)

在解题中提高学生的地理核心素养“看见力”*
——以鲁教版高中地理必修一为例

●侯建成/江苏省丹阳市第五中学(212300)

地理解题能力是地理基本素养之一,是考查学生对地理基础知识理解和运用,以及掌握地理基本概念、基本原理并科学服务社会活动、发展自身优秀品格、提升地理生活品位的必备条件,而升华学生地理基础知识和地理思想的“看见力”是培育地理核心素养、立德树人的渠道之一。

地理解题;地理核心素养;自觉;教学目标;看见力

地理教学就是在知识的演绎生成中培养学生的地理生活“直觉”,并且将知识转化为生活能力的一种“自觉”行为力、发展力。学生地理科学素养的提高,其途径之一是在做题过程中不断深化和完善,做题中的知识反哺、反思犹如嗅觉灵敏的“黑贝(G erm an Shepherd)”,瞬间就能发现“目标”,并将其牢牢“锁定”;地理解题过程中的“看见力”转化为地理执行力和实践力,升华为优质的地理生活品格,科学服务于社会、国家和人民大众。

一、地理解题过程中的“看见力”源于地理基础知识的品质提升

地理“看见力”的改变不只在地理课堂感受得到。“教学看见力”是地理教与学共赢的交流与发展平台,以此促进师生间、生生间与社会的交流,教师把地理知识传授给学生,学生把自己所学应用于地理生活、社会实践。这为地理科学知识在师生、社会、创新发展、生活方面建立了一个纽带;地理知识如何被学生接受、又如何开展活动,这之间应该有一个互动的过程以及学生怎么去看世界等。地理教与学是一个生命去感染另一个生命,一棵树用青春染绿另外一片树林的事情;地理教与学中更重要的是地理生活的创造力来自于看见力,在学生现在和将来的生活中怎么看见才最重要。

例1:图1为北京时间某日2时的全球太阳高度等值线图,图中15°N纬线与经线圈BAC垂直相交于A点,读图回答下列问题。

(1)在图中用实心点标出北极点所在的位置。

(2)B地的地理坐标是___________,该日B地昼长为____________小时。

图1

(3)流经E附近海域的洋流名称是___________。

(4)图中D地的自然带是___ ___,该地区较突出的环境问题是____ ____,该环境问题产生的主要原因是______________________。

解析:(1)由题意及图示可知,北京时间为某日2时,则此时太阳直射点A点的地理坐标为15°N、90°W。由正午太阳高度角公式,可求出此时北极点的正午太阳高度:H北极点=90°-|90°-15°|=15°即北极点应该标在如图2中的位置。

图2

(2)由题(1),可知B点地理坐标为75°N、90°E。因此时太阳直射在15°N,此时75°N为极昼,故B点昼长为24小时。

(3)由题(1),求E点的纬度:

∵HE=30°

∴30°=90°-|E点的纬度±15°|

E点的纬度=90°-30°+15°=75°N(不符合题意,舍去)

E点的纬度=90°-30°-15°=45°S故E点在45°S处,该海域有环绕全球的西风漂流。

(4)图1中D处在15°N、0°经线附近,从A点沿15°N向东,大约90°处为非洲热带草原气候区,其自然带为典型的热带草原带。该地区较突出的环境问题是土地荒漠化。其形成原因是人口增长过快,滥垦滥伐滥牧,不合理的生产方式导致该地草原退化。

在这样的“看见”过程中,学生可以深切感受到正午太阳高度随着纬度而不同,因季节而变化,并且能够真正理解和“看见”“同一时刻,全球各地正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减”的规律,在牢固掌握正午太阳高度基础知识前提下,深化自己的地理学习品质和地理自觉。高中地理教材以示意图形式反映正午太阳高度这一变化规律,如果能把示意图转换成具体情境下的地理问题,一方面能培养学生的知识迁移能力和绘图能力,加深其对正午太阳高度变化规律的理解;另一方面,正午太阳高度的变化曲线能间接地反映某地的气温变化规律,用于气候类型和气候特征的判断。从而,一定程度上提高学生的地理问题情境融解能力和水平,提升学生地理基本概念的理解力和地理问题的解析能力,提高其地理生活品位的看见力,为未来的“地理生活”奠定正确的“意义指向”和价值。

二、地理解题过程中的“看见力”基于优质的地理生活实践力

常言道,这都是“眼里(力)见的”,也就是眼里见到的,随手做到、完成的。其实就是看见力,是人对客观事实、规律的正确认识,并按照一定要求把事情做好。某种程度上,在地理解题过程中的扎实而稳健的看见力也是地理学习过程中的优异进攻能力,是一种积极的地理智慧生成能力,也是一种优质的地理生活实践力。

如有人在乘坐飞机时总是有一种想法,那就是人们在长距离飞行的飞机上见到的日出日落现象、飞机上的昼夜更替现象是否与在地球地面上的感觉一致?还是有什么不同?

例2:北京时间3月21日12时,一架飞机从某机场(120°E,66°34′N)起飞,沿北极圈向东作环球航行,12小时后返回原地,据此回答下列问题。

(1)飞行员能观测到的日出日落次数是:

A.1次日出,1次日落 B.2次日落,1次日出

C.2次日出,1次日落 D.0次日出,1次日落

(2)飞机上的昼夜更替时间是:

A.6小时 B.8小时 C.12小时 D.24小时

(3)如果飞机飞行的方向相反,则飞行员能观测到的日出日落次数是:

A.1次日出,1次日落 B.2次日落,1次日出

C.2次日出,1次日落 D.0次日出,1次日落

解析:图3为地球太阳光照俯视图,B所在半球为黑夜,A所在半球为白昼,虚线圈为北极圈。

图3

(1)飞机起飞时,机场位于A位置,飞机向东飞行,12小时后返回机场,此时机场位于B位置。相对于晨昏线的位置,飞机飞行了一圈半(图中带箭头的实线),沿北极圈由西向东飞行,12小时返回原地,说明飞机的平均速度是每小时在北极圈上向东飞行经度30°,即1小时后飞机飞到了150°E。由于地球的自转,则晨昏线和165°W重合,这时飞机和晨昏线的经度差缩小45°,再过1小时飞机将穿越180°经线,此时180°经线和晨昏线重合,再过8小时(360°/45°=8),飞机将再次穿越昏线,即飞机经过10小时两次穿越昏线。同理,飞机第一次穿越晨线在飞行6小时(270°/45°=6),第二次穿越晨线将又要经过8小时(360°/45°=8),所以,飞机两次穿越晨线需经14小时。从图4可以看出,飞机两次穿越昏线,一次穿越晨线,也即两次日落,一次日出。正确答案是B。

图4

(2)因为飞机12小时相对于晨昏线的位置飞行了一圈半,所以一圈所需时间为8小时。正确答案是B。

(3)如果飞机飞行的方向相反(自东向西),12小时后,相对于晨昏线的位置飞机飞行了180°(图5中带箭头的虚线),从图中可以看出,飞机由昼到夜经历了一次日落。正确答案是D。

图5

解决此类问题的关键是要“看见”几个相对位置:①地球自转——相对于遥远恒星;②飞机速度——相对于地球表面;③昼夜分布——相对于太阳。解决这一类问题是否有规律可循?首先,明确并“看见”运动物体的运动方向,与地球自转方向是否一致。若一致,则将两者的运动时间(或角度)相加,否则大数减去小数;其次,“看见”运动物体的参照物是地球还是晨(昏)线?这一点至关重要。再次,“看见”运动物体的运动速度;最后,“看见”运动物体的运动位置,是在赤道上空,还是在南北极圈上空,亦或是在其它纬度上空?

地理解题过程中的看见力,是地理思想的一种积极真实存在,是地理文明生活进步中的“情境追问”。常言道,没有执行力,就没有竞争力。地理解题过程中的知识应用“看见”就是一种珍贵的学习执行力,也是难能可贵的地理基本素养发展力和地理建设竞争力。

三、地理解题过程中的“看见力”充满幸福的“地理味道”

通过解题看见思维的出发点和过程,看见运算的思路和格局,看见地理知识点在地理习题解析过程中的知识美、思考美、劳动美,深度看见并反省地理解题过程中的曲折与不易,体味并提升地理解题过程中的知识转化为能力与水平的成就感与幸福指数。通过解题掌握地理基本原理、基础知识和基本技能,把握住地理“看见力”,实现“地理味道”品位提升的灿烂梦想。透过地理解题的过程,看见地理生活的理念与品质。如太阳能热水器的选用与安置、房屋遮阳棚等生活技术类题目,“球迷们”观看体育赛事节目与北京时间运算等。

例3:图6为我国某地(36°34′)一房间的大门,大门朝南,大门1米上方修一雨棚,据此完成下列问题。

(1)为使冬至日正午的阳光最大限度地透过玻璃门照进房间,该雨棚的宽度最好不超过:

A.1.7米 B.1.8米

C.2米 D.2.5米

(2)按以上要求安装好雨棚,全年正午有阳光照射进房间的时间是:

A.全年 B.约半年

C.接近8个月 D.约5个月

解析:(1)由题意可绘出图7,先根据正午太阳高度角公式,计算出我国某地冬至日的正午太阳高度角,即:

所以有α1=30°根据平行线的性质,则有α2=α2=30°

由题图知,α2+α3=90°

所以 α3=60°(直角三角形原理)

所以由三角函数原理,得t an60°=对边/邻边=X(雨棚)/1(米)

图6

所以本题答案是A。

(2)由题意可绘出图8。在Rt△DBC中

DB=AB+AD=1+2=3(米)

即当∠CDE=60°,D点(门槛处)的正午太阳高度为60°时,因雨棚的原因,阳光不能照射进房间。

那么,当36°34′N处某房间的正午太阳高度为60°时,太阳直射点的位置是:

60°=90°-|36°34′-X|=90°-36°34′±X(其中的负值不符合题意,舍去)

即当太阳直射点在6°34′N及以北至23°26′N间时,阳光不能照射进房间。

而在6°34′N及以北至23°26′N间,太阳直射点需要来回移动多长时间?3月21日~9月23日间,太阳直射点在0°~23°26′N间来回移动两次,即187天来回移动46°52′,每天约移动0.25°。

又因为23°26′-6°34′=16°52′

太阳直射点来回移动就是33°44′

所以 33°44′/0.25°=133.76天

如果按每个公历月为30天,则有4个月零13.76天。如果按实际公历月的日期,则有4个月零9.76天(因公历3月、5月、7月、8月各为31天),故选答案C。

图8

四、地理解题过程中的“看见力”彰显地理学科的综合思维品格

中学地理教材中有些概念、规律、原理等理论性知识,如果单凭一两句文字描述,学生似乎还不能理解。如果将这些文字内容用数学、物理表达式写出来进行定量描述,让学生“看见”学科间知识的有机融合,可以起到化繁为简、化难为易的作用,也便于学生理解和掌握,并形成综合思维的动态“看见力”。

例4:在甲地b千米的上空,若有一航天器沿甲地所在纬度方向飞行,且航天器上的工作人员此日始终见到的是日落景象(如图9),那么,航天器的飞行方向和速度是:

图9

解析:由题意可知,因航天器上的工作人员此日始终见到的是日落景象,故航天器自东向西飞行;航天器自东向西飞行,是因为从昼到夜的晨昏线是昏线,昏线随着地球自转而向西移动;航天器也只有自东向西飞行才能始终见到日落现象(如图10)。

图10

在△OO1A和△BOA中,∠O1AO=∠BOA=∠Q(A点的地理纬度)

∵r=R·cosQ(绕圆周运动的半径)=R·cos23°26′

又∵航天器的飞行半径为R·cos23°26′+b

又∵有ω(航天器角速度)=2π/24=π/12

∴V(航天器线速度)=ω·r=π/12×(R·cos 23°26′+ b)km/h

所以,正确答案是D。

地理解题过程中的正确思维方向和思考路径,给地理学科带来更多的能量,通过解题过程中每一个步骤的细细推敲,稳扎稳打地走向成功,是一种不可言状的成就感。

*项目来源:江苏省教育科学规划“十三·五”(2016年8月)立项课题“基于学生‘学会学习’的核心素养培育的实践研究”(立项号:B/02/06/137)阶段性研究成果。

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