理科知識在地理教學中的應用舉例

摘要：高中地理內容多樣，既有自然地理知識，又有人文地理知識。有些教學難點借助學生已有的理科知識進行闡釋，則可事半功倍。本文就理科知識在地理教學中的應用舉了一些例子。

關鍵詞：高中地理；理科知識應用

俗話說“上知天文，下知地理”，可見，地理研究的領域非常廣泛，既有自然科學領域方面的知識，又有人文領域方面的知識，與我們的生活息息相關。所以高中將地理列為了文科綜合的高考科目之一。但是，雖然地理劃分到文科，可有些知識點，運用理科知識進行解釋，更容易讓學生接受。在此 ，我例舉了一二。

一、正午太陽高度角計算公式的推導及應用

1、正午太陽高度角公式的推導：

正午太陽高度角的計算在高中地理是每一屆學生都感到頭疼的知識點，甚至到了高三反復講很多學生仍然無法真正理解，即使總結出公式要求學生記住，大部分學生還是講了忘，忘了講，甚至對地理學習失去了信心。其實正午太陽高度角的計算本質就是找同位角，所以在實際教學中從同位角入手，推導正午太陽高度角的計算公式，再加入正午太陽高度角的含義，讓學生理解從計算到結果整個推導過程，化難為易。而且學生掌握了推導方法，即使公式忘記了，也可以自己推導，一勞永逸。

推導：

圖甲中，由圖可直接讀出H=90°-∠1，∠1=/φ- δ/（同位角），所以H=90°-/φ- δ/。

圖乙中，由圖可直接讀出 H=90°-∠2，∠2=/φ+ δ/（同位角），所以H=90°-/φ+ δ/.

再加入這些角度的地理意義，δ表示太陽直射點A的緯度，φ表示已知地B的緯度，H表示已知地B的正午太陽高度。在圖甲中直射點A與已知地B在同一個半球。圖乙中直射點A與已知地B在不同的半球。

結論：H=90°-/φ+δ/ （/φ+δ/為緯度差，同半球相減，異半球相加）

2、應用公式推導太陽高度角的變化規律

在H=90°-/φ+δ/公式中，當緯度差/φ+δ/變小，H值就變大，當/φ+δ/最小時，H值就達最大。當緯度差/φ+δ/變大，H值就變小，當緯度差/φ+δ/最大時，H值就達最小。通過數學方法分析后，結合太陽直射點的移動示意圖，就可以得出太陽高度角的變化規律：

A：季節變化規律：

當太陽直射點向北移動時（結合圖可知冬至日到夏至日），北回歸線及其以北正午太陽高度角變大，當太陽直射點到達最北，即夏至日時，北回歸線及其以北正午太陽高度角達一年中最大值。

當太陽直射點向南半球移動時（結合圖可知夏至日到冬至日），南回歸線及其以南正午太陽高度角變大，當太陽直射點到達最南，即冬至日時，南回歸線及其以南正午太陽高度角達一年中最大值。

B：緯度變化規律：

春秋分日太陽直射赤道， 正午太陽高度角是從赤道向南北兩側遞減。

夏至日太陽直射北回歸線， 正午太陽高度角是從北回歸線向南北兩側遞減。

冬至日太陽直射南回歸線，正午太陽高度角是從南回歸線向南北兩側遞減。

二、背斜成谷，向斜成山的成因解釋

地殼運動產生的巨大擠壓力超過的巖層承受范圍，巖層就會發生塑性變形，產生一系列的波狀彎曲，這種彎曲叫做褶皺。褶皺分為背斜和向斜。 背斜巖層一般向上拱起，向斜巖層一般向下彎曲。在地貌上，背斜一般發育成山嶺，向斜一般發育成谷地。如下圖所示。

但是，在實際生活中因背斜的頂部受到張力，常被侵蝕成谷地，而向斜由于槽部巖性堅硬不易被侵蝕，反而形成山嶺。這一內容對于學生而言比較抽象，很難理解。所以，我在實際教學中，引入了物理當中的力的分解這一知識點，如下圖所示，巖層受到的豎直向下的重力可以分解成垂直地面的壓力和另一個力。由于背斜和向斜巖層彎曲形態的不同，在背斜中另一個力就是張力，而在向斜中另一個力就是擠壓力。通過作力的分解示意圖，學生形象的感知到背斜頂部受到了張力，向斜槽部受到了擠壓，從而真正理解背斜成谷，向斜成山的原因，遺忘率大大下降。

三、喀斯特地貌成因

高中地理主要研究的是溫暖潮濕的環境下以化學作用為主的喀斯特地貌的成因。而對于在高寒和干燥地區以物理作用為主的喀斯特地貌成因的研究比較少。喀斯特地貌成因是多方面的，高中地理教學中主要研究以下三個方面：1、巖石的可溶性； 2、水的溶蝕力；3、適宜的氣候條件。而這三個條件都可以用到下列兩個化學方程式來解釋。

CaCO3 + CO2 + H2O =Ca（HCO3）2

Ca（HCO3）2 （受熱）=CaCO3 + CO2 + H2O

CaCO3 的參與，說明了形成喀斯特地貌地區的巖石需要是可溶性巖石。當氣候比較潮濕，含有大量的水汽，而H2O中又含有一定量的CO2 時，就會發生化學反應產生H2CO3 。H2CO3又會解離出大量的H+ ，與CaCO3 中的CO32— 結合成H CO3— ，從而分離出Ca2+ 離子。這一過程體現了水的溶蝕作用，并且這一過程需要適宜的氣候條件。溶洞、石林的成因皆屬于此。當氣溫比較高時，Ca（HCO3）2 又會分解成CaCO3 、 CO2 和 H2O，被溶蝕的巖石通過這一過程又會沉淀形成新的巖石，像石筍、石柱的形成則主要是沉淀作用。