高三地理復習中圖形化教學的應用
——以“正午太陽高度”為例

江蘇省南京市人民中學（210005） 熊萬英

高三地理復習中圖形化教學的應用
——以“正午太陽高度”為例

江蘇省南京市人民中學（210005） 熊萬英

圖形語言是地理教育中的特色語言，是地理信息的重要載體，把握好地理圖形語言是教好學好地理的捷徑，也是形成地理分析能力的重要途徑。必修1的有些內容對許多學生來說抽象而難懂，在教學過程中教師如果能把以文字為主的地理知識通過圖形化的方式呈現給學生，或引導學生自己進行文圖轉換，對于學生的掌握和理解可以起到事半功倍的效果。本文以高三二輪復習中“正午太陽高度”為例，談一談如何通過運用圖形化教學提高課堂教學效率。

正午太陽高度角計算及分布變化規律的掌握，既是地球運動中的一個教學的重點，也是教學的一個難點。該類試題取材于人類生產、生活，突出考查學生運用地理基本原理、規律的能力，同時能進行學科內的綜合分析，代表高考命題方向——以能力立意，培養學生的創新思維能力。

一、構建本部分的知識框架

明確本部分需要了解和掌握的內容，以知識框架的形式呈現給學生。

圖1

二、圖形化教學有利于基本概念和基礎知識的理解和掌握

1. 太陽高度和正午太陽高度的概念

對于地球上的某個地點，太陽高度是指太陽光的入射方向和地平面之間的夾角；正午太陽高度指一天中最大的太陽高度，即地方時為12時的太陽高度。用圖表示如下：H表示正午太陽高度，h表示某一時間的太陽高度。ABCD為太陽在晝半球的視運動軌跡，A和D位于地平圈上，太陽高度為0；太陽到達B點時的太陽高度為一天中最大的太陽高度，即正午太陽高度；太陽到達C點時的太陽高度為一天某一時刻太陽高度。同時也可清晰判斷：晨昏線上h=0；晝半球h＞0；夜半球h＜0。

圖2

2. 正午太陽高度的計算

H=90°-緯度差

緯度差：所求地緯度與直射點所在緯度的差值。同一半球(太陽直射點所在半球和所求地所在半球)，緯度相減；反之相加（半球指南、北半球）。

正午太陽高度角用圖示意更直觀，同學們計算時也不容易出錯。

例1. 計算32．5°N在冬至日和夏至日的正午太陽高度。

圖3 緯度差圖解

計算出：

夏至日H=90°-（32．5°-23．5°）=81°；冬至日H=90°-（32．5°+23．5°）=34°。

3. 正午太陽高度的變化

（1）正午太陽高度的緯度變化

正午太陽高度的緯度變化可以用課本中的圖。圖解如下：

圖4-1夏至日全球的正午太陽高度角

圖4-2冬至日全球的正午太陽高度角

圖4-3春、秋分日全球的正午太陽高度角

結論：

①同一時刻，正午太陽高度由直射點向南北兩側遞減；

②離直射點越近，正午太陽高度角越大；

③同一時刻，兩地的正午太陽高度差等于兩地的緯度差。

（2）正午太陽高度的季節變化

關于正午太陽高度的季節變化，教材中是如此表述的：

①夏至日：北回歸線及以北各緯度，正午太陽高度達到一年中的最大值；南半球各緯度，正午太陽高度達到一年中的最小值。

②冬至日：南回歸線及以南各緯度，正午太陽高度達到一年中的最大值；北半球各緯度，正午太陽高度達到一年中的最小值。

引導學生把上面一段比較抽象難記的文字表述用圖形表示出來，即為下圖：

圖5 正午太陽高度季節變化圖解

對于正午太陽高度的季節變化，一些基礎較差的學生記憶時極易出現差錯，特別是對二至日正午太陽高度的最大值和最小值的分布范圍容易混淆，如果能結合上面圖形來理解記憶，再以下面的例題加以鞏固，效果會好得多。

例2．讀某地正午太陽高度年變化情況圖，回答(1)～(2)題。

圖6

（1）該地位于（ ）

A． 南半球溫帶地區 B． 北回歸線以北地區

C． 0°～23°26′N之間 D． 0°～23°26′S之間

（2）圖中P點表示的這一天（ ）

A． 太陽直射南回歸線 B． 北半球緯度越高晝越長

C． 太陽直射赤道 D． 地球公轉速度最慢

【注】該地6月22日正午太陽高度角最小，由此可判斷該地位于南半球某地，又因為一年中有兩次太陽直射機會，故可判斷該地位于南回歸線與赤道之間。P點位于兩次直射之間的正午太陽高度較小時，所以P為北半球冬至日。（1）D （2）A

4. 正午時太陽方位及影子朝向

圖7-1

引導學生畫出圖7-1中A、B、C三地在二分二至日正午時太陽照射方向并得出結論。

圖7-2

結論：

（1）北回歸線及以北地區全年正午太陽都在正南方，影子朝北，北極點除外（北回歸線上在夏至日當天太陽在頭頂，影長為0）。

（2）南北回歸線之間地區正午太陽有時在正北，有時在正南，一年有兩次正午時太陽位于頭頂。

（3）南回歸線及以南地區全年正午太陽都在正北方，影子朝南，南極點除外（南回歸線上在冬至日當天太陽在頭頂，影長為0）。

還可引導學生進一步得出：

（1）影子的方向與日照方向相反。

（2）物體的影長與太陽高度成反比。

（3）一天中正午時影長最短，方向朝正南或正北；直射點影長為0。

例3.下圖是某觀測者在當地夏至日時，根據觀測到的豎直標桿日影繪制的示意圖。讀圖回答（1）～（3）題：

三、圖形化教學有利于理清解題的思路，提高正確率

圖8

（1）圖中表示正午的日影是（ ）

A． ① B． ② C． ③ D． ④

（2）觀測地當日的日出方向和日落方向為 （ ）

A． 東北、西北 B． 東南、西南

C． 東、西 D． 東北、西南

（3）觀測地的緯度最有可能是 （ ）

A． 20°N B． 40°N C． 20°S D． 40°S

【注】根據圖示：③的日影最短，可判斷出③為正午時日影；①④分別為日出和日落時日影，太陽日出東南（日出時日影為西北）、日落西南（日落時日影為東北），所以太陽直射點在南半球；觀測地的緯度的判斷要抓住題目中的“當地夏至日”，上題可知太陽直射點在南半球，所以推出太陽直射點在南回歸線上，本地當日正午影子朝南，說明太陽直射點在觀測地以北，故觀測地應在南回歸線以南地區。（1）C （2）B （3）D

例4.（2010江蘇卷）下圖為6月22日與l2月22日地球表面四地正午太陽高度。讀圖回答（1）～（2）題：

圖9

（1）四地按地球自轉線速度由大到小排列，依次是（ ）

A． 甲、乙、丙、丁 B． 乙、丙、丁、甲

C． 丙、丁、甲、乙 D． 丁、甲、乙、丙

（2）四地自北向南排列，依次是（ ）

A． 甲、乙、丙、丁 B． 甲、丙、丁、乙

C． 丁、乙、丙、甲 D． 甲、丙、乙、丁

【注】題目所給圖中可以看出：丙地6月22日正午太陽高度為90°，故丙地位于北回歸線上；乙地兩日正午太陽高度幅度變化較小、12月22日正午太陽高度接近90°，故乙地位于南回歸線和赤道之間且更靠近南回歸線；甲地6月22日正午太陽高度大于12月22日正午太陽高度，故甲地位于北半球；丁地相反，位于南半球，且丁地兩日的正午太陽高度角比甲地相應要大，故甲地緯度高于丁地。四地的南北方位在圖上（圖9）排列出來就一目了然，減少了不必要的錯誤。（1）B （2）D

例5.（2010年上海卷）下圖為某日部分地區晝夜示意圖，陰影部分表示黑夜，其余部分表示白晝。讀圖回答問題：

如果晨昏線與甲地所在經線的夾角為10°，則該日正午時分上海（31°N）世博園場館的太陽能電池板與建筑物外墻（墻面與地面垂直)之間最合適的夾角約為________ 。

圖10

【注】本題難度本身并不大，正午時分最合適的夾角即指當日正午時太陽光線與太陽能電池板垂直時的角度，這時獲得的太陽輻射最多。由題中圖可知，當晨昏線與甲地所在經線夾角為10°時，說明太陽直射點位于10°N，由此可計算出當日的正午太陽高度H=90°-（31°-10°）=69°，畫出示意圖（圖10），太陽能電池板與建筑物外墻的夾角a與H相等，也為69°。

四、結語

圖形語言是地理教學中的特色語言，是地理信息的重要載體。地理教學應突出學科特色，多運用系統化的圖像語言表述教學內容，促使學生增加地理感性認識。充分利用圖像系統對教學內容進行圖解化，實現精煉的文字語言系統與圖像信息系統的有機結合，形成獨具特色的圖像化教學，培養學生識圖、讀圖、用圖、繪圖的能力。另外，通過運用地理圖像來指導學生學習地理課程，可以降低學習難度，培養學生學習地理的興趣和地理思維能力，提高教和學的效率。