基于素养提升的“地球仪”制作与应用探索

周红

摘 要：地球仪在地理教学中用途广泛、功能强大。本文从知识准备、材料、制作方法步骤等方面探讨如何引导学生制作简单的、能演示地球自转等现象的地球仪并指导学生应用地球仪，地球仪自制实践有助于提高学生的动手能力，培养学生的学习兴趣，增强学生的成就感，更好地培养学生的地理实践力。

关键词：素养;地球仪;制作;应用

阿基米德曾经说过：“给我一个支点，我就能撬起地球”。他沒有找到这个支点，而地理教师却是“大力士”，能够把“地球”托起（图1），这个“地球”就是地球仪，它是按照一定的比例缩小了的地球模型[1]。地球体积庞大，而人的视角有限，因此地球仪是学生迈向神秘地球世界的阶梯。德国航海家、地理学家贝海姆发明了地球仪。将地表事物通过地球仪直观地呈现给学生，便于学生更好地认识地球和地表事物的分布、形状等。人教版地理教材七年级上册第一章第一节“地球与地球仪”从静态的角度研究地球和地球仪，为后续课程的学习创造了条件[2]。

一、认识地球仪

地球仪是一种“坐在”底座上的球体，且自转轴倾斜、沿自转轴能自由旋转、按一定比例尺缩小了的地球模型。比例尺越大，缩小程度越小，球体体积（半径）越大;比例尺越小，缩小程度越大，球体体积（半径）越小。

地球仪按用途分为：经纬网格地球仪、政区地球仪、地形地球仪、示意性地球仪、教学地球仪、工艺礼品地球仪、大型展示地球仪等;按产品材料与功能分为：纸质地球仪、塑料地球仪、树脂地球仪、石质地球仪、金属地球仪、实木地球仪、磁悬浮地球仪、古典工艺地球仪、电子点读语音地球仪、视频地球仪等。

地球仪是学习地理的工具，在地理教学中具有重要的作用，可用来演示地球自转方向（时针方向）、地球公转、地转偏向力作用方向、地轴倾斜方向和角度、认识经线和纬线、纬度和经度的划分、读取地理坐标、地球形状、海陆分布、大陆的形状和位置、半球的划分、昼夜更替、地方时和区时、地表大尺度重要地理事物的分布、判读地表两点的相对位置、量算两点间的实地距离、计算区域面积等。应用地球仪进行教学可培养学生的空间想象能力，逻辑思维能力和动手操作能力。

组织制作地球仪，不仅可以帮助学生建构地球认知，而且可以激发地理学习兴趣，培养地理空间思维，提高学生的动手、动脑能力，落实地理核心素养中的地理实践力。

二、制作经纬网格地球仪

1.制作地球仪的必备知识

“1轴2（种）线3个点。”“1轴”是指地轴（经过南北两极和地心的地球自转轴）。“2（种）线”是指经线和纬线，经线，也叫子午线（图2），连接南北两极，指示南北方向，且与纬线垂直，是等长的半圆;过地球球心垂直于地轴的面为赤道平面，赤道平面与地表的交线为赤道。纬线（图3）是与赤道平行、与地轴垂直的圆，周长自赤道向两极递减，到南北两极缩小为一个点，即南极点和北极点，纬线指示东西方向。“3个点”是指北极点、南极点和地心（地球的球心）。

读图2，0°经线为本初子午线，它经过英国格林尼治天文台旧址，为经度划分的起始线。以0°经线为准，以西为西经度（W）、东为东经度（E），西经度向西递增到180°，东经度向东递增到180°;180°经线为国际日界线;一条经线圈由两条经线组成，经度之和为180°;20°W经线和160°E经线组成的经线圈为东西半球的分界线。赤道为0°纬线，是纬度划分的起始线，也是南北半球的分界线。以0°纬线为起点，向北递增到90°（北极点），为北纬度（N）;向南递增到90°（南极点），为南纬度（S）。地轴是倾斜的，且倾斜方向和角度不随季节变化，地轴与水平面的夹角约为66.5°（图4）。

2.制作地球仪的必备材料

准备白色泡沫球（根据自己喜好选择体积、材质不同、能画经纬线的球体）、铁丝、橡皮泥、彩色水笔等。其目的是制作出能旋转、地轴倾斜且能演示地球特性的地球仪，并运用合适的方法将“地球”摆到桌子上来研究（图5）。

3.地球仪的制作过程（步骤）

第一步，在准备好的球体上画出南、北两极，赤道和0°经线;以0°经线为准，每隔30°画出经线;以赤道为起点，每隔20°画出纬线。①绘制纬线。一般在工厂生产时球体中间都有一个接缝，如乒乓球，将该接缝作为赤道，用彩笔画出，并标注“赤道”和“0°”，取一根弹性系数极小的细线量出球体上赤道的周长，截取一半，找到该段线的中点，使该段线的中点与赤道相交且垂直，该段线两端点与球面的交点为南北两极，并用彩笔标出，其中一个点为北极点，标定90°N，另一个点为南极点，标定90°S。再取与球体上赤道等长细线的1/4，将其9等分（相邻两个点之间的纬度差为10°，共8个等分点，包括两个端点在内共10个点），并标出等分点，将该段线的一点端点（看作第1个点）放在球体赤道上，另一个端点（第10个点）与北极点重合，该段线与球面相贴，沿着该段线上的8个等分点，从球体上的赤道开始找到第3、5、7、9个点，并在球体上画出对应点，过第3、5、7、9个点平行于赤道绘制标注出20°N、40°N 、60°N和80°N纬线，同理绘制和标注20°S、40°S、60°S和80°S纬线。在此基础上用虚线画出南、北回归线（23.5°S、 23.5°N）和南、北极圈（66.5°S 、66.5°N）（图6）。②绘制经线。首先确定0°经线，取一根弹性系数极小的细线连接南北两极，绕球体一周，用彩笔沿细线画一个圆，确定其中一条为0°经线，另一条就是180°经线，并在球体上标出经度。0°和180°经线把赤道分成两等份，再将这两等份为6等份，每个等分段占30°个经度，在球体赤道上标注等分点，连接南北两极和每个等分点，且垂直于赤道画出经线。从0°经线起向东依次标出30°E、60°E、90°E、120°E……用同样的方法画出西经度的经线并标注度数（图7）。

第二步，用圆规在南、北极各钻一个小孔，然后将铁丝从球体小孔中穿过（图8）。

第三步，在贴近南、北两极的倾斜铁丝处，用胶布将球体固定在铁丝上，防止球体沿铁丝上下滑动，并确保球体能自由旋转。将铁丝弯曲成如图9所示形状（铁丝与水平面的夹角为66.5°），然后将北极方向伸出的铁丝弯曲成半圆，固定在南极以下，下面包裹上橡皮泥，以便地球仪能够放置于桌上（图10）。

三、地球仪的演示和应用

学生利用自己制作的地球仪，可以亲近、触摸“地球”，感受成功的喜悦;也可用地球仪演示地球自转的时针方向、地转偏向力的作用方向等，从而感受地球仪的强大用途和功能。

1.演示地球自转的方向

地球自转方向为自西向东，利用地球仪演示地球自转方向，自西向东转动地球仪，从北极上空看，地球自转的时针方向为逆时针方向（图11）;从南极上空看，地球自转的时针方向为顺时针方向（图12）。由于站立的位置不同，方位不同，时针方向也不同，图13为北极上空看的逆时针方向，图14为南极上空看的顺时针方向。

2.演示地转偏向力的作用方向

由于地球自转，地球表面的物体在沿水平方向运动时，其运动方向会发生一定的偏转，促使物体水平运动方向产生偏转的力叫地转偏向力。假设地球不自转，将地球仪的地轴竖直，在图15的A点处滴一滴红色墨水，观察其运动方向，发现其在重力作用下，将沿经线向正南方向运动;在图16的A点处滴一滴蓝色墨水，迅速自西向东转动地球仪，观察其运动方向时发现，偏离经线，并向右（背对其初始运动方向，也就是图15中的运动方向）偏转。同理演示赤道和地球南半球表面的物体在沿水平方向运动时的偏转方向。即北半球向右偏转，赤道上（经线互相平行）无偏转，南半球向左偏转。

参考文献：

[1] 陈国平.《地球和地球仪》教案设计[J].中学地理教学参考，1998（Z2）：15-16.

[2] 张祖强.“地球仪及其经纬线”教学设计（人教版）[J].地理教育，2011（Z2）：47-48.