气旋和反气旋简易演示教具的制作

●广东省佛山市顺德区第一中学 黄 彧

《普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订)》的课程目标之一是学生能够运用所学知识和地理工具,在室内、野外和社会的真实环境下,通过考察、实验、调查等方式获取地理信息,探索和尝试解决实际问题,具备活动策划、实施等行动能力。高中地理原理众多,且大多比较抽象,导致学生难以理解,尤其是自然地理部分。所以,在课堂教学过程中,教师可制作一些简易的教具,将抽象复杂的原理和规律变得形象直观,并让学生亲身体验和参与。气旋、反气旋是中学地理教学的难点,为了帮助学生直观、形象地理解气旋、反气旋的形成过程,教师可制作简易教具,用以演示上述过程。笔者在本文主要阐述该教具的制作背景、过程、作用及创新点。

一、气旋和反气旋演示教具的制作背景

地理教具是高中地理教学中重要的辅助工具,在制作时,教师要结合教学内容和学情,把抽象、空洞的原理抽象为具体的文字或插图,化难为易,化繁为简。制作的地理教具有利于再现真实情境或模拟现象,方便学生在观察使用教具的过程中领悟地理原理和规律,在领悟中更深刻和长久记忆所学知识;有利于教师创设出多种问题情境,引导学生在观察和使用中去发现、猜想、归纳所学原理和规律并得出结论,能培养学生的抽象思维能力和自我探究能力,能激发学生兴趣,增强学好地理的信心;有利于延展时间的长度、空间的广度、知识的厚度;有利于引导学生进行讨论和交流,将提出的问题逐渐引向深入,主动去发现地理规律和现象,完善自己的地理认知,实现更好的意义建构。

低压(气旋)、高压(反气旋)是高中地理的重点也是难点。气旋、反气旋结构的形成涉及“三力”(水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力),抽象,难以理解。所以,笔者在教学中自制教具学习扇,帮助学生直观地理解这三个力之间的关系以及地转偏向力在南北半球的不同方向对气旋、反气旋气流旋转方向的不同影响,从而突破重点、化解难点。

二、气旋和反气旋演示教具的制作材料准备

A4纸多张、红色中性笔一支、直尺、糨糊或胶水、小夹子若干。纸张软硬、厚薄要适中,太薄和太软都不适合制作。

三、气旋和反气旋演示教具的制作过程及作用

下面用图示的方法讲解制作过程及作用。

1.在A4纸上画北半球平行等压线和风向关系图,箭头表示风向。由高压的等压线吹向低压的等压线,按道理应该是风向垂直于等压线,由高压吹向低压,但在近地面,风向除受水平气压梯度力的影响外,还受地转偏向力和摩擦力的共同影响,使得风向与等压线斜交,在北半球风向右偏(图1)。风向与等压线的夹角30°—45°。图1可演示北半球在等压线平行的情况下风向发生了右偏且风向与风向平行,并走直线。

图1

2.A4纸的背面画南半球近地面平行等压线和风向的关系图,风向左偏(图2)。画的时候也要注意等压线间隔相等,同时风向线条也要间隔相等。图2可演示南半球在等压线平行的情况下风向发生了左偏且风向与风向平行,并走直线。

图2

3.将多张A4纸张相粘连,画好图后再折叠(图3),折叠时要注意两条折痕之间的宽度,太宽太窄都不适宜,约1.8—2厘米宽为宜。

图3

4.扇子一端展开,中心为高气压,反映北半球反气旋结构。中心是高气压,气流从中心向外流动,呈顺时针方向旋转。继续展开则成为圆形扇面,展示北半球反气旋结构(图4和图5),展开后为了保持扇面圆面,要用夹子夹住扇面外缘的两端,这样便于稳定观察。

图4

图5

5.扇子另外一端展开,成为北半球气旋结构,中心成为低气压,气流从外向内辐合,呈逆时针运动状态。同样,扇子可展开成圆面,从而展示北半球气旋结构(图6)。无论是北半球的气旋还是南半球的气旋展示,由于箭头都是朝内的,纸张的折叠紧密,容易把箭头夹住而看不到。这时可以把扇子展开后成为一个环,中心成为一个空洞,这样箭头就可以显示出来了。或者在之前第二步制作的基础上,把箭头画粗一些。同样的原理,用扇子的另外一面可展示南半球的气旋与反气旋结构(图7和图8)。

图6

图7

图8

相对来说,反气旋的展示更清楚一些,因为箭头朝外,不会像在中心一样被折纸夹住。

为更好地发挥学习扇明理探真的作用,可对其进行深加工。操作如下:把扇子的两端粘在木条上,就像真正的扇子,只是两端都不固定,以便活动。这样两端可以在内沿靠近,成为圆心,也可以展开后在外沿靠近,也可在两端安装上伸缩弹簧,相应地固定金属线框,使得扇子展开后也保持平面,方便操作。

学习扇很直观地演示了当等压线弯曲的情况下,风向相应弯曲的各种状况。如北半球风向是向右偏的,当等压线平行的时候,很好理解;但是在气旋状态下,看起来好像风向是向左偏转,实际上是在气压梯度力方向上右偏。这通过学习扇很容易演示出来。

四、气旋和反气旋演示教具的制作创新点

地理学是一门实践性很强的自然学科,随着课程改革不断深入和地理核心素养的落地,对学生地理实践力的要求也越来越高。学习扇的制作是一个创新,突破了文字抽象、插图静态的局限,生动地演示出气旋、反气旋结构形成的动态过程,恰到好处地展示出其特有的气流现象。关于学习扇的制作,材料随处可寻,且用材不多,制作成本低廉,能在一定程度上解决学校教育经费不足的问题,同时又不乏创意。学习扇形象直观,容易操作,在课堂教学中,能有效激发学生浓厚的学习兴趣,调动其主动求知、参与学习过程的积极性。在演示的过程中,学生动眼、动脑、动情、启思,在愉悦的学习情意中,加深了对知识的理解和记忆,效果事半功倍。

五、结语

现代教育技术条件有助于学生获取地理知识,但这些“现代化”不能全面代替教学需要的教具。这时所谓传统、“老土”的办法便可派上大用场。教师可以和学生一起制作,并让学生协助演示,让学生有参与感,最后也就有获得感,从而进入“在玩中学,在学中玩”的学习境界,在不知不觉中获得了新知。此外,还得到了如何创新的启示,为培养创新能力添砖加瓦。