關(guān)于講授太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)的難點(diǎn)突破

在高中地理教材中，并沒有出現(xiàn)關(guān)于太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)的相關(guān)內(nèi)容，然而該內(nèi)容在近年的高考中卻每每有相關(guān)考題出現(xiàn)，說(shuō)明了該內(nèi)容在高考中占據(jù)一定地位。可見，在高三地理復(fù)習(xí)中太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)的相關(guān)內(nèi)容是不可或缺的。由于高中地理教材和高中生認(rèn)知能力的局限性，該內(nèi)容在高三地理復(fù)習(xí)中成為一個(gè)較難突破的知識(shí)點(diǎn)。有感于此，結(jié)合近年來(lái)指導(dǎo)高三學(xué)生地理復(fù)習(xí)的一些體會(huì)，筆者談?wù)勱P(guān)于如何突破這一復(fù)習(xí)難點(diǎn)的步驟與技巧。

一、太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)圖的成圖基本原理

為了讓學(xué)生真正認(rèn)識(shí)太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)圖的成圖基本原理，筆者在授課時(shí)嘗試引入大學(xué)教材才提到的“天球”概念，以幫助學(xué)生構(gòu)建立體空間模型，進(jìn)而深刻認(rèn)識(shí)太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)圖的成圖基本原理。

如右圖1中小圓代表地球，則以地心O為中心、無(wú)窮遠(yuǎn)為半徑畫球，得到大圓代表天球。穿過(guò)地心和南北極點(diǎn)的地軸如果無(wú)限延長(zhǎng)與天球相交于兩點(diǎn)，得到北天極和南天極。P為北半球地表面上一點(diǎn)，OP為地心與該點(diǎn)連線，過(guò)P點(diǎn)作與OP垂直的地平面NPS，地平面NPS無(wú)限擴(kuò)展與天球相交則得到以P點(diǎn)為中心的地平圈（如圖中所示），地平圈上PN、PS分別指示正北和正南方向，OP無(wú)限延長(zhǎng)與天球相交的點(diǎn)就是P點(diǎn)此時(shí)的天頂。假設(shè)太陽(yáng)此時(shí)正好在偏東方向的地平圈上（即此刻剛好日出），隨著地球自轉(zhuǎn)，處于P點(diǎn)的觀測(cè)者將會(huì)看到太陽(yáng)逐漸從地平圈上升起，到當(dāng)?shù)卣鐣r(shí)刻太陽(yáng)升至上中天位置，之后下落至A點(diǎn)（即日落時(shí)刻）。將該日觀測(cè)到的太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)狀況用平滑的弧線在圖中描示出來(lái)，就得到該日太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)路徑。最后將圖1中地平圈以上的部分平放，就是我們常看到的太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)圖（如圖2）。

在實(shí)際授課過(guò)程中，筆者建議教師授課時(shí)邊作圖邊講解，這樣的講解能使學(xué)生更容易理解成圖的基本原理。

二、太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)圖的基本組成

從圖2可知，太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)圖基本由三部分組成，即地平圈、天頂面（也稱子午線平面）、太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡。同時(shí)我們要注意在圖中地平圈上四個(gè)基本方向（即東、南、西、北）、天頂?shù)拇_定，并幫助學(xué)生理解天頂面與子午線平面的關(guān)系以及正南天空與正北天空的劃分。

三、抓三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，掌握作圖原理

在作某地某日太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)圖時(shí)，確定太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡最為關(guān)鍵。而太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)軌跡的確定必須要把握好三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，即該日當(dāng)?shù)厝粘觥⑷章浜驼缛齻€(gè)時(shí)刻看到的太陽(yáng)方位點(diǎn)。那么，教師又如何引導(dǎo)學(xué)生去認(rèn)知這三個(gè)時(shí)刻看到的太陽(yáng)方位點(diǎn)呢？

1.確定日出、日落時(shí)刻太陽(yáng)方位

可從下面某地二分二至日的光照側(cè)視示意圖作出歸納：如圖3，圖中陰影部分表示黑夜，空白部分表示白晝。圖中甲、乙兩地分別位于北回歸線、南回歸線上。二分日時(shí)，甲地日出正東方（圖①）；夏至日時(shí)，甲地日出東北方（圖②）；冬至日時(shí)，甲地日出東南方（圖③）；同理可得乙地二分二至日的日出方向。根據(jù)相同的原理，再引導(dǎo)學(xué)生得出二分二至日時(shí)，甲、乙兩地日落的太陽(yáng)方位：二分日時(shí)，甲、乙兩地日落正西方；夏至日時(shí)，甲、乙兩地日落西北方；冬至日時(shí)，甲、乙兩地日落西南方。

接下來(lái)進(jìn)一步探討出現(xiàn)極晝的地區(qū)（以下簡(jiǎn)稱極晝區(qū)）的日出、日落太陽(yáng)方位。從下圖4中得出，夏至日時(shí)，北半球極晝區(qū)丙地日出、日落正北方；冬至日時(shí)，南半球極晝區(qū)丁地日出、日落正南方。

將前面的探討歸納、拓展成下表（以北半球?yàn)槔?/p>

2.確定正午太陽(yáng)方位

可從二分日日照側(cè)視圖入手：如圖5中我們可以看到，正午時(shí)刻直射點(diǎn)（赤道上）太陽(yáng)方位在天頂，位于直射點(diǎn)以北的甲地則日照正南，位于直射點(diǎn)以南的乙地則日照正北。由此得出下表結(jié)論：

在上述探討基礎(chǔ)上，教師可選擇一些特殊緯度示范如何作二分二至日的太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)圖（如圖6），然后要求學(xué)生自己作圖。

四、關(guān)于太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)圖的拓展補(bǔ)充

在學(xué)生掌握了以上關(guān)于太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)圖的基本原理后，教師有必要作以下拓展補(bǔ)充：

在圖7中，∠a是北極星與當(dāng)?shù)氐仄矫嫠傻母叨冉牵串?dāng)?shù)氐乩砭暥龋ㄟm用于北半球）；∠H則是該日當(dāng)?shù)氐恼缣?yáng)高度。

太陽(yáng)升落地平的方位隨季節(jié)、緯度而異，日出、日落點(diǎn)偏角是指日出、日落點(diǎn)分別相對(duì)于正東和正西的偏角。在圖8中，∠1是北半球夏半年某地日出東偏北的角度，在赤道上∠1的大小與直射點(diǎn)緯度值相等，從赤道往北或往南緯度越高，該角數(shù)值越大，直至增大到90°（見表1），這說(shuō)明在出現(xiàn)極晝緯線上觀測(cè)者看到日出方向?yàn)檎狈剑闯霈F(xiàn)極晝的緯線上日出、日落的方位點(diǎn)會(huì)重合在一起（應(yīng)當(dāng)補(bǔ)充說(shuō)明的是，在目前的一些考題中，∠1被定性地看作直射點(diǎn)的緯度值，這種情況下可按題意解題）。另外，在圖8中，∠1和∠2的大小是相等的，即北半球夏半年同一地點(diǎn)日出和日落點(diǎn)偏角具有對(duì)稱性。

表1：同一日期的不同緯度日出、日落點(diǎn)偏角

（責(zé)任編輯龐丹丹）

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文