“時空對稱性”在地球公轉地理意義教學中的應用

張娜

新世紀以來，特別是黨的十八大以來，我國普通高中教育發展進入到以內涵發展、提高質量為重點的發展新階段。通過教育部對《國務院辦公廳新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》的解讀和中共中央辦公廳、國務院辦公廳《關于深化教育體制機制改革的意見》中都在積極推進普通高中育人方式改革。新修訂的普通高中課程方案和課程標準也提出要努力培養學生正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力，發展學生核心素養。

地理學科的核心素養是在特定情境下綜合應用地理知識、技能和態度解決問題的品格和關鍵能力。“素養”是指在學校、家庭、社會等不同學習環境下獲得的，具有后天性，作為地理學科的核心素養也非“天生”，并且不是“全面”的地理素養，而是地理素養中作為“關鍵少數”的、最為核心的素養[1]。核心素養的后天性要求教師創設有利的教學環境，特別是注重問題情境的設置與地理實踐活動的組織，規避直接的、灌輸式的“知識傾銷”給學生帶來的負擔[2]。因此我們教師要充分發揮主導作用，深入理解學科特點、知識結構、思想方法，科學把握學生的認知規律，突出學生的主體地位，激發其學習興趣，提高學生的學習能力。

在地理必修Ⅰ地球運動——地球公轉的地理意義這一內容的教學過程中，學生普遍存在的問題是：首先，空間思維想象能力較為薄弱;其次，對地球公轉的晝夜長短和正午太陽高度的變化規律不能理解進而導致記憶不扎實，最后，看不明白地球公轉地理意義題目給出的圖文資料和情境，也就使得學生無法從中獲取答題的有效信息，即便熟悉規律也很難應用。

一、?????? 基于“核心素養”背景下，對地球公轉地理意義的教學目標分析

分析教學目標是我們進行教學設計和實施教學的基礎和前提。地球公轉的地理意義這部分內容的課標要求是“結合實例，說明球運動的地理意義”。必修Ⅰ教材中涉及到的運動包括地球運動、大氣運動和海水運動等都是側重于對其運動的成因、規律和影響三個方面。要想說明地球公轉運動的地理意義，首先要讓學生明白上述地理現象如何產生的，地球自轉和公轉是同時進行的，所以，由此形成黃赤交角，正是因為有黃赤交角的存在，導致太陽直射點在南北回歸線之間往返運動，才會產生地球公轉的地理現象。所以教師在教學過程中應關注地球自轉和公轉之間的關系，避免孤立分析地球的公轉運動。

課標中的“結合實例”就要求學生能夠理解晝夜長短和正午太陽高度的變化規律，在題目給出的情境下能夠應用地球公轉運動規律分析和解決實際生活中實際問題，說明地球公轉的地理現象對地理環境的影響，樹立正確的人地觀念，培養地理審美情趣，實現人地協調。

二、在教學過程中，如何激發學生的學習興趣、如何巧妙地利用“時空對稱性”幫助學生深入理解地球公轉地理意義。

（一）課堂導入

播放中國傳統文化——24節氣的相關視頻，筆者說明 24節氣的劃分依據是地球在黃道（地球繞日公轉的軌道）上的位置變化，引出地球公轉運動。弘揚中華優秀傳統文化，堅定文化自信，聯系生活實際，激發學生探究興趣。

（二）展示課程標準和近三年全國文綜、海南地理試卷關于地球運動的分值分布

做到讓學生知考綱，明考向;引起學生對地球公轉地理意義知識點的重視。

（三）指導學生看教材圖1.18黃赤交角與二分二至日地球的位置（北半球）和教材18-19頁內容

提問1：地球自轉和公轉的關系，并讓學生動手繪制太陽直射點的回歸運動圖。提問2：地球公轉地理意義有哪些？是什么原因導致這些現象的出現的？設計目的是要提高學生繪圖識圖的技能，明確地球公轉的地理現象產生的原因。

（四）教師播放晝夜長短變化的相關視頻，讓學生自主探究晝夜長短的分布及其變化規律

教師給予總結：從空間上看，越接近赤道的地區，晝夜長短的變化幅度越小;從時間上看越接近春分和秋分日，晝夜長短的變化幅度越小。

（五）學以致用

將學生分成六個學習小組，合作討論完成兩組試題。采取合作探究的學習方式引發學生學習思維的碰撞，為更好地理解“時空對稱性”做好鋪墊。

（六）教師創設問題情境

曼哈頓懸日，這個詞語是美國自然歷史博物館天體物理學家尼爾·迪格拉斯·泰森在2002年首次使用到的。它是指在每年在美國紐約的曼哈頓（街道大多呈棋盤式布局）出現的自然現象，即日落時陽光灑滿紐約的所有東西向街道，太陽似乎是懸在兩側高樓大廈之間的壯觀景象。每年有兩次會出現曼哈頓懸日景觀，當地5月28日是第一次出現懸日景觀的時間，時間長達15分鐘。那么試圖推測第二次呈現懸日景觀的時間為（ ）

A.7月12日前后 B.1月14日前后

C. 6月22日前后 D.8月10日前后

教師給出結果是7月12日前后。對于紐約曼哈頓而言，5月28日和7月12日是關于夏至日時間對稱，所以兩個日期的晝夜長短情況相同，日落時太陽的方位也是相同的。

（七）正午太陽高度的分布及變化規律

由于學生有地方時計算的基礎，能夠很好地理解正午太陽高度的涵義。播放正午太陽高度變化的視頻以及教材中的圖1.23，學生自主探究正午太陽高度的分布及變化規律。在此基礎上，教師給出正午太陽高度的計算公式：H=90°-緯差（太陽直射點和所求地點間的緯度差）。

教師總結：同一時刻，關于太陽直射點南北對稱的兩個地點的正午太陽高度相同，即體現了正午太陽高度“空間上的對稱”。

通過對地球公轉運動相關高考試題的分析后不難發現，試題的命題方向不僅考查學生關于地球公轉現象的基本規律。近年來更是突出強調在不同條件下分析解決生活中的實際問題，閃耀著地理學科思維的火花，體現地理的理性思維和美感[3]。在普通高中育人方式改革的背景下，教師應當根據教學內容，學生的認知能力，創設有利的教學環境。對于地理學科中的“疑難雜癥”， 教師通過反思不斷深化對地理原理和地理規律的認識，從而達到透過“現象”看“本質”的效果。地理教學過程中倘若抓住了問題的本質，就能使復雜的問題簡單化，大大降低學生學習難度，提高課堂教學的有效性[4]。與此同時，教師也要注重問題情境的創設與地理實踐活動的組織，提出的問題要由淺入深并且富有啟發意義，引發學生的積極思考，獲得成功體驗而不斷提高學習興趣。