自制教具，突破難點

唐　彧

“地球運動的地理意義”是高中地理(必修I)的重點內容，同時又是一大難點，不少同學不能正確理解太陽直射點的移動與晝夜長短變化的規律。筆者利用廢舊紙盒自制了一件教具，用于課堂演示，以求突破教學難點，效果不錯。具體做法如下：

一、材料準備

長35cm、寬20cm以上的廢舊紙盒一只，直徑0.3cm的螺絲及螺母、墊片二對，電腦打印的地球經緯網（半徑約10cm，圓心為O）。

工具準備：小刀、小剪刀、小錐子各一把，紙膠適量。

二、制作

1．地球板：

①將紙盒的蓋子裁下，剪成半徑約10cm的圓，在圓上粘貼地球經緯網。

②在經緯網左側取AB兩點，緯度分別為23°26′N、23°26′S。

③以O為圓心，5cm為半徑，作弧，交OA、OB于A′B′兩點。

④將弧A′B′剪成寬約0.3cm的槽（即槽甲）。

⑤用同樣的方法在經緯網左側剪出槽乙、槽丙，半徑分別為3cm、7cm，圓心角分別為30°、60°。如圖1。

2．太陽板：

①將紙盒的底面裁下，左側剪為半徑10cm的半圓，涂成藍色。

②右側先剪掉一個半徑約10cm的半圓（圓心處留半徑0.5cm的半圓），在右側剩余的部分紙板上畫指向地球的平行的紅線若干，將中間最短的紅線加粗加箭頭。

③將太陽板放在地球板下層，對齊，在赤道與各槽的交點處以及槽丙與圓心的中間處鉆出四個同為0.3cm的孔分別為甲、乙、丙、丁。如圖2。

3．組裝：將太陽板疊放在地球板的上層，附件疊放在太陽板與地球板的中間，用螺絲穿過兩片紙板的圓心，加上墊片后擰緊(仍可轉動)。另一對螺絲從甲孔穿過太陽板和地球板后擰緊。如圖3。

此紙板即為側視的日照圖：地球板露出的部分表示地球的晝半球。太陽板的藍色半圓表示地球的夜半球，半圓的底邊直徑表示晨昏線。平行的紅線表示太陽光線，中間的粗箭頭表示直射光線。

三、演示內容與過程

（一）演示晝夜長短變化

1．使太陽直射赤道，可以看出，此時晨昏線與經線重合，各緯度被晨昏線切割成相等的兩份。說明全球各地晝夜等長(春分日，如圖3)。

2．向上拉動太陽板，可以看出，太陽直射點北移，晨昏線同步傾斜，北半球各地晝漸長，越向北晝越長，北極地區開始出現極晝，極晝范圍由北極點向南逐漸擴大。南半球晝夜情況與北半球相反(春分日至夏至日，如圖4)。

3．太陽直射點到達北回歸線，晨昏線與經線夾角最大，北半球各地晝最長，越向北晝越長，極晝范圍擴大到北極圈；南半球各地晝最短，夜最長，越向南晝越短，極夜范圍擴大到南極圈(夏至日，圖5)。

4．再向下拉動太陽板，太陽直射點南移，北半球晝漸短（仍是晝長夜短），極晝范圍由北極圈向北縮小，南半球相反(夏至日至秋分日，圖4)。

5．太陽直射點回到赤道，全球各地再次晝夜平分(秋分日，圖3)。

6．繼續拉動太陽板，太陽直射點南移進入南半球，北半球晝漸短、夜漸長，越向北晝越短，北極地區出現極夜，極夜范圍由北極點向南擴大；南半球相反(秋分日至冬至日，圖6)。

7．太陽直射點到達南回歸線，北半球各地晝最短，極夜范圍擴大到北極圈。南半球各地晝最長，極晝范圍擴大到南極圈(冬至日，如圖7)。

8．向北拉動太陽板，太陽直射點北移，北半球晝漸長，極夜范圍向北極點縮小(冬至日至春分日，如圖6)。

9．太陽直射點回到赤道，全球各地再次晝夜平分，晝夜變化完成一個周期（一個回歸年）(春分日，如圖3)。

經過演示，多數學生能形成感性認識，對這一規律有所了解。教師還可請學生自己動手上臺演示以加深理解。

在演示的基礎上，教師組織學生小組合作，共同歸納出晝夜長短變化的規律：

①太陽直射哪個半球，該半球則晝長夜短，且向該方向緯度越高晝越長。

②太陽直射點向哪個方向移動，則該半球白晝越來越長。

③春秋分日全球晝夜平分（全球各地均為地方時6：00日出，18：00日落）。

④赤道上全年晝夜平分（赤道上各地每天均為地方時6：00日出，18：00日落）。

（二）延伸思考：若黃赤交角變化，全球晝夜長短和正午太陽高度又有何變化呢？

1．將太陽板左側螺絲取下，穿入乙槽擰上（此時黃赤交角為30°）。拉動太陽板，觀察發現，太陽直射點南北移動的范圍擴大至南北緯30°，夏半年白晝比現在更長，而冬半年白晝則比現在更短；極晝范圍也比現在更大了。（如圖8）

2．將太陽板左側螺絲取下，穿入丙槽擰上（此時黃赤交角為15°）。拉動太陽板，觀察發現，太陽直射點南北移動的范圍縮小至南北緯20°，夏半年白晝比現在更短，而冬半年白晝則比現在更長；極晝范圍也比現在更小了。（如圖9）

3．將太陽板左側螺絲取下，穿入丁孔擰上（此時黃赤交角為0°）。拉動太陽板，觀察發現，太陽板無法移動，即黃道平面與赤道平面重合，太陽始終直射赤道，全球各地晝夜無變化，全年晝夜平分，無極晝極夜現象。各地的正午太陽高度在一年中也無變化。（如圖10）

四、教具評價

教具“晝夜長短變化演示板”在實際教學中取得了較好的教學效果。它變抽象為直觀，既突破教學難點，又提高了學生分析問題、合作學習的能力。我還指導學生自己動手，制作演示板，將教具變成學具，極大地提高了學生的學習興趣和動手能力。

當然，該教具還有缺點，不能準確測量出各地晝夜長短和正午太陽高度的值。紙板不耐磨，易損壞。另外，沒有立體感，不能演示晝夜交替和太陽高度的日變化，這都有待于進一步改進，但它仍不失為教師教、學生學的好幫手。

（責編 覃亮生）