云南省通??h第一中學(xué)(652700) 沈洪健
對(duì)2010年清華等五校聯(lián)考樣卷中一道地理選擇題的欣喜與思考
云南省通??h第一中學(xué)(652700) 沈洪健
編者按根據(jù)讀者來(lái)信提出的建議,本刊恢復(fù)“一題一議”欄目。歡迎來(lái)稿,并對(duì)如何辦好“一題一議”欄目提出建議。
一、選擇題:每小題設(shè)四個(gè)選項(xiàng),每一選項(xiàng)的分值可能為0、1、2、3分。請(qǐng)選出你認(rèn)為最符合題目要求的一項(xiàng)。多選該小題不得分。
1.45°N緯線穿越圖1所示區(qū)域。L地的觀測(cè)者于3月21日看到太陽(yáng)在M地落下的時(shí)間恰為16時(shí)(地方時(shí))。判斷:M地相對(duì)于L地的方位及L、M間的距離約為

圖1
A.270°,1720 m B.240°,2410 m
C.300°,1204 m D.240°,1720 m
【答案得分 A.1分 B.3分 C.0分 D.2分】
方位角度是以正北方為0°,按順時(shí)針表達(dá)角度的,正東為90°、正南為180°、正西為270°……。關(guān)于M地相對(duì)于L地的方位,學(xué)生可能認(rèn)為春分日太陽(yáng)正東升、正西落而選270°,若進(jìn)一步考慮到太陽(yáng)落下的時(shí)間是地方時(shí)16時(shí),春分日北半球正午12時(shí)太陽(yáng)位于正南方,18時(shí)位于正西方,由12時(shí)到18時(shí)太陽(yáng)運(yùn)行方位變化90°,每小時(shí)太陽(yáng)方位移動(dòng)15°,所以16時(shí)太陽(yáng)方位距正西30°,應(yīng)該選240°,選240°比選270°思維能力有進(jìn)步;有學(xué)生可能認(rèn)為沒(méi)有經(jīng)緯網(wǎng)和指向標(biāo)的地圖一般 “上北下南、左西右東”,所以M地位于L地的西南方,應(yīng)該選240°,這一傳統(tǒng)定勢(shì)思維雖然不是正確思路,但都不應(yīng)該選300°。
L、M間的距離,從試題圖中只能讀出兩地的相對(duì)高度860米,有學(xué)生可能認(rèn)為該日地方時(shí)18時(shí)太陽(yáng)位于地平面,太陽(yáng)高度為0°, 16時(shí)與18時(shí)時(shí)差2小時(shí),太陽(yáng)高度應(yīng)該相差30°,由直角三角形30°角所對(duì)邊等于斜邊一半,得L、M間的距離1720米;如果學(xué)生進(jìn)一步考慮該日正午太陽(yáng)高度是45°,18時(shí)為0°,按6小時(shí)太陽(yáng)高度變幅為45°,則16時(shí)的太陽(yáng)高度應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于30°,于是L、M間的距離應(yīng)該遠(yuǎn)大于1720米而排除,選1204米則更是沒(méi)有理由的。

所以,選C無(wú)論是方位還是距離皆是最沒(méi)有道理的,得0分;選D比選A方位判斷上更加明確,但距離都有問(wèn)題,所以選D可得2分、選A只能得1分;選B則兩者考慮最佳,獲最高分3分。多年的高考單項(xiàng)選擇題中,很多學(xué)生能排除1~2個(gè)錯(cuò)誤答案,但最后兩個(gè)卻難以判斷,0分和滿(mǎn)分的結(jié)局反映不出學(xué)生能排除前兩個(gè)錯(cuò)誤答案的智慧。該試題答案的呈現(xiàn)與評(píng)分有層次性,體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生思維層次的認(rèn)同與尊重,充滿(mǎn)了對(duì)學(xué)生每個(gè)智慧都給予肯定的新課程評(píng)價(jià)理念,對(duì)學(xué)生思維發(fā)展性評(píng)價(jià)拓寬了創(chuàng)意,更為選拔性考試追求具有較高的區(qū)分度展示了樣本。
有限的時(shí)間內(nèi),考題主要考查學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、思維能力、綜合判斷能力。所以,作為選擇題學(xué)生可以通過(guò)上述辦法搞定該題。但如果追尋具體答案的得來(lái)、或作為填空題呈現(xiàn),那其難度就超越普通高中生所能掌握的能力,也超出了現(xiàn)有地理必修教材內(nèi)容,需要具有天球及天體運(yùn)行的基本知識(shí),能簡(jiǎn)單繪制太陽(yáng)運(yùn)行軌跡圖(如下圖,方法見(jiàn)《地理教學(xué)》2010年第5期P21)。

根據(jù)緯度45°N,繪出以L點(diǎn)為觀測(cè)點(diǎn)的春分日太陽(yáng)運(yùn)行軌跡圖,該日太陽(yáng)正東(E)升、正西(W)落,正午太陽(yáng)高度為45°。地方時(shí)16時(shí)太陽(yáng)位于M位置,距太陽(yáng)位于正西時(shí)相差2小時(shí),連線LM得知∠MLW=30°;作M的鉛垂線與地平面交于m,Mm即是M與L的相對(duì)高度860米;作M垂直EW得a,∠Mam就是太陽(yáng)運(yùn)行軌跡面與地面的夾角45°。由Mm=ma=860米得Ma≈1216.22米,進(jìn)而得LM直線距離≈2432.45(直角三角形MaL的30°角所對(duì)邊Ma是斜邊LM的一半)。
再因MmL是直角三角形,用勾股定理得LM的水平距離Lm=2275.35米。由Sin∠mLa=ma/Lm≈0.37796,得∠mLa=22.2°,于是M地相對(duì)于L地的方位為270°-22.2°=247.8°。雖然題目沒(méi)有明確45°N緯線是否穿越L地,沒(méi)有明確所示區(qū)域的大小,但從理想狀況得到的水平距離不大,可以把L地看為45°N,于是M地相對(duì)于L地的方位及L、M間的距離應(yīng)約為(247.8°,2432.45米)
該題準(zhǔn)確答案的得來(lái)需要較好的天體運(yùn)行知識(shí)、較強(qiáng)的空間思維能力、熟練的數(shù)學(xué)運(yùn)算技巧、直至應(yīng)用計(jì)算器。頂尖高校選拔頂尖人才,該試題的設(shè)計(jì)顯現(xiàn)出超強(qiáng)的選拔篩選功能。更值得欣賞的是,該題還具有引導(dǎo)我們關(guān)注生活中的地理,注重地理知識(shí)的空間性、文理科交融性、科學(xué)學(xué)科性特點(diǎn),倡導(dǎo)在地理教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生的繪圖能力、運(yùn)算能力,拓展學(xué)生的思維品質(zhì),開(kāi)展探究性、研究性學(xué)習(xí),對(duì)中學(xué)地理新課程教學(xué)改革具有指引誘導(dǎo)功能。
中學(xué)地理教材中“借助手表辨別方位”原理及眾多教學(xué)參考資料大多認(rèn)為:太陽(yáng)每小時(shí)的方位移動(dòng)15°。筆者覺(jué)得該試題設(shè)計(jì)者照顧了這一思想,致使M地相對(duì)于L地的方位240°與計(jì)算所得247.8°有一些差距。
太陽(yáng)視運(yùn)行在其運(yùn)行軌跡面上的確是每小時(shí)移動(dòng)15°,但我們的太陽(yáng)方位角度是以觀察者為中心按地平面來(lái)度量的。如果太陽(yáng)運(yùn)行軌跡面與地平面平行,則每小時(shí)太陽(yáng)方位移動(dòng)15°,然而除極點(diǎn)外太陽(yáng)運(yùn)行軌跡面都不可能與地平面平行,觀察者看太陽(yáng)方位移動(dòng)并非是等速的,并且太陽(yáng)高度的變化也并非是等速的。

以春分、秋分日為例:

緯度越高,太陽(yáng)運(yùn)行軌跡面與地面夾角∠Mam越小,則太陽(yáng)方位∠mLa的變速越接近每小時(shí)15°的∠MLa變速?!螹am=0時(shí)太陽(yáng)方位移動(dòng)是等速的每小時(shí)15°(如上右圖實(shí)線所示太陽(yáng)不同時(shí)刻方位)。
緯度越低,太陽(yáng)運(yùn)行軌跡面與地面夾角∠Mam越大,則太陽(yáng)方位∠mLa的變速與每小時(shí)15°的∠MLa變速差別拉大,正午前后太陽(yáng)方位移動(dòng)快,接近6時(shí)、18時(shí)前后太陽(yáng)方位移動(dòng)慢(如上右圖虛線所示太陽(yáng)不同時(shí)刻方位)。
非春秋分日情況更加復(fù)雜,從教學(xué)時(shí)間、內(nèi)容難度、學(xué)科支持等方面看,要在中學(xué)課堂里廣泛講清這一知識(shí)實(shí)屬不易,但要糾正一些慣性錯(cuò)誤觀點(diǎn),筆者覺(jué)得教會(huì)學(xué)生繪制太陽(yáng)運(yùn)行軌跡圖,真真實(shí)實(shí)參與立桿測(cè)影等探究、實(shí)踐活動(dòng),是最簡(jiǎn)單的理論闡述與最實(shí)在的驗(yàn)證方法,新課程改革中要求加強(qiáng)探究、實(shí)踐活動(dòng)的確是求真務(wù)實(shí)學(xué)地理之所需。