圖形的復原和轉換

　　各種各類示意圖是自然地理的特色之一，尤其是地球地圖、地球運動、大氣環境等內容。合理運用各種示意圖是進行高效的教與學的重要手段。縱觀各類練習和試卷，我們可以發現有一類題型，是對比較熟悉的示意圖進行適當的增減和轉換，得到的圖形常常令人耳目一新，題目的難度隨之增大。對于這類題目大部分學生往往比較茫然，不知從何入手，一方面不能正確判別示意圖的含義，另一方面不知道圖形從何而來，更不知道用什么知識解決問題，往往連蒙帶猜解決了之，錯誤率很高。對于這類題目，我認為，解決的關鍵就是把圖形復原，找出其本來面目或等價轉換為我們熟悉的圖形，這樣題目的難度就會明顯下降，解決起來得心應手。從歷年各省的高考卷中，我們都可以發現這類題目的身影，從難度上看，大多為把關類型題目（也就是拉開分數的題目）。下面我對此作簡要分析。
　　圖形的復原轉換的方法有以下幾種。
　　一、變平面為立體
　　在題目給出的平面圖中，很難把題目的意思理解清晰，這時我們就要把它轉化為含義相同的立體圖。畫出正確的立體圖，是解決問題的前提和條件。
　　例1：圖1為北極地區俯視地球光照示意圖，陰影區表示黑夜，F點為晨昏線上緯度最高點，但不是極點，據圖回答1—2題。
　　1．關于圖中各點地方時說法正確的是（ ）。
　　A．A點為0時 B．B點為18時
　　C．C點為12時 D．D點為6時
　　2．據圖判斷下列說法正確的有幾項（ ）。
　　①A點正好日落 ②F、C地方時可能相同
　　③F地物體正午影子朝正北 ④B、D正午太陽高度相等
　　A．1項 B．2項 C．3項 D．4項
　　分析：題目所給的平面圖看似平淡，深入分析，題目難度很大。圖是俯視圖，關鍵是中心點不是一般點，既不是極點，又不是晨昏線中緯度最高點。只從平面圖入手，第一題答案可以通過排除法得出，但是要分析清楚題目的“為什么”，難度很大。我們把平面圖轉化為立體圖（見圖2），A點是俯視圖中的中心點，BCD三點是在垂直于A與地心連線的最大的圓上的三點，BD并不在赤道上。B點在北半球，D點在南半球，緯度數值相同。C點是在與F點同一經線上或同一經線圈上的點。
　　所以第一題中A點為0時，是錯誤的，因為只有F點所在的經線或與F點組成經線圈的經線才可能是0時。BD兩點不是晨昏線與赤道的交點，所以他們的地方時不可能為6時或18時。只有C點在與F點同一經線上或同一經線圈上，C點才可能是12點。
　　在第二題中，從立體圖可以得出，A點在晨線上，正日出。FC可能在同一經線上或在同一經線圈上，地方時可能相同，也可能相差12小時。F點是剛好極晝或極夜，F點正午的影子可能朝南或朝北。由于不是兩分日，BD的正午太陽高度不相等。
　　答案：1.C。2.A。
　　例2：圖3中X、Y分別為晨昏圈與緯線圈的切點。據圖回答3—4題。
　　3.X、Y兩點情況相同的是（ ）。
　　A.太陽所在方向 B.所在時區
　　C.正午太陽高度 D.白晝長短
　　4.太陽直射點正向什么方向運動？能確定的是（ ）。
　　A.向北B.向南 C.向東 D.向西
　　分析：命題者所使用的圖形從形態上作了精心的設計，形狀上似乎這是一個從赤道上空看到的側視圖，其實不是。如果只是就這個圖進行分析，那么要回答第一題，難度很大。這個圖是如何獲取的呢？我們把它復原回去，從立體圖中分析，可見該示意圖是以太陽直射點為中心的側（俯）視圖。從圖4可以得到，Ｘ、Ｙ兩點的緯度數相同，南北緯不同。兩點所在的經線組成了一個經線圈，一點為極晝，另一點為極夜。Ｘ點的地方時為正午１２時，太陽光線從南方來，太陽的方位在正南。Ｙ地的地方時為２４時，太陽光線通過南極點而來，從方向上看，太陽光線也是從南方來，所以太陽的方位在南方。第3題答案為Ａ。
　　第2題命題者是針對一般教學中強調的太陽回歸運動的特點，太陽直射點作向北或向南運動，這個結論成立的前提是以某地的地方時相同，日期不同為前提進行比較的。第二題的條件是在同一天內，太陽直射點的運動方向，由于地球的自轉運動，在同一天內太陽直射點向西運動。第4題答案為Ｄ。
　　二、由局部成整體
　　給教材中的一副示意圖作減法，去掉一些因素，就能形成一些很好的圖形，圖示新穎，初次接觸，往往給我們帶來了相當大的困惑。要解決難題，方法是把減去的因素復原回去，把局部的圖形轉變為整體的圖形。
　　例3：圖5中的虛線為北半球中緯地區低壓的槽線，完成5—6題。
　　5．如果槽線東北端的氣壓低于西南端，則槽線西北和東南的風向分別為（ ）。
　　A．西北、東南 B．西北、西南
　　C．東北、東南 D．東北、西南
　　6．如果槽線東北端的氣壓高于西南端，該類槽線夏天出現在我國華北地區時，最可能出現（ ）。
　　A暴雨和冰雹天氣 B.揚沙或者沙塵暴天氣
　　C.連綿的陰雨天氣 D.干熱風（焚風）天氣
　　分析：題目刪繁就簡，把所有的等壓線都除去，只剩下低壓漕中的漕線，而要確定風向，就需要等壓線，我們就恢復等壓線，見圖6，圖形成為我們熟悉的，題目解決起來難度下降了很多。第6題中的槽線位于氣旋的東部，形成了暖鋒，形成了暖鋒系天氣。
　　答案：第5題選Ｂ。第6題選Ｃ。
　　例4：圖7所示區域在北半球。弧線a為緯線，Q、P兩點的經度差為90°，弧線b為晨昏線，M點為b線的緯度最高點。回答7—9題。
　　7.若此時南極附近是極晝，P點所在經線的地方是（ ）。
　　A.5時 B.15時 C.9時 D.19時
　　8.若此時為7月份，圖中M點的緯度數可能為（ ）。
　　A.55°N B.65° C.75° D.85°
　　9.若Q地的經度為0°，此時正是北京日出。這個季節（ ）。
　　A.洛杉磯地區森林火險等級最高
　　B.長江下游楓葉正紅
　　C.長城沿線桃紅柳綠
　　D.南極地區科考繁忙
　　分析：初次接觸，我們不明白這圖形是怎么來的，從圖形看，該圖是側視圖的截取圖，我們把它復原回去，就成了圖8，圖形變成常規整體圖形，問題也大多可迎刃而解。
　　答案：第7題：Ｂ。第8題：Ｃ。第9題：Ａ。
　　三、從時間到空間
　　在地球運動的知識中，時間的信息都可以轉化為空間信息。把時間類的要求通過立體圖表現出來，把抽象的知識形象化。
　　例5：科考隊員在北極點附近某處一天中不同時刻拍攝了太陽照片。觀察照片（圖9），回答第10題。
　　10.太陽位于a所指位置時，拍攝者看到的太陽方位和他所在地的地方時分別是（ ）。
　　A.正北 0：00 B.正北 12：00
　　C.正南 0：00 D.正南 12：00
　　分析：題目使用的是太陽視運動的平面圖，可以得到的信息是a點是一天中太陽高度最低點，這一天該地極晝。拍攝者看到的太陽方位從圖中很難獲取。我們把它轉換為太陽視運動的立體圖（見圖10），轉換的關鍵是“等價”，即兩圖所表示的地區和時間一致，含義相同。由于在北極點附近拍攝，當太陽位于最高點時，地方時是１２時，太陽的方位在正南方。a點時太陽位于最低點，地方時是２４時，太陽的方位與最高點相反，在正北方。答案：A。
　　例6：圖11中a是經線，Q點為晨昏線與該經線的交點。完成11題。
　　11.一年之內每天同一時刻（6時、18時除外），Q點在該經線上（ ）。
　　A．密集分布于南北回歸線之間
　　B．均勻分布于整條經線
　　C．密集分布于南北極圈之間
　　D．集中分布于南北兩個區間
　　分析：解題的要點之一是如何畫出與題目含義一致的示意圖，題目中的時間含義如何在空間上表達出來。一年之內每天同一時刻（6時、18時除外），在圖上的意思是日期不同，每天的地方時相同，即不同的晨昏線都經過赤道上的同一點（見下圖12中的A點），在不同的日期，經過A點的晨昏線的傾角不同，和同一條經線形成的交點的散布的區間也不同，離A點近的（即離6時、18時近的）經線，交點（即題目要求的Q點）分布的區間范圍大一些，離A點遠一些的經線，交點（即題目要求的Q點）分布的區間范圍小一些（見下圖12中的粗線部分）。由圖中可見，交點的分布區間既不是分布于南北回歸線之間，又不是分布于南北極圈之間，更不是均勻分布于整條經線。而是集中分布于南北兩個區間，分布區間的范圍與這條經線的地方時有關。
　　在地球運動類的問題中，時間的信息都可以在圖上表現出來，正確的表達時間是解題的關鍵一步。
　　答案：D
　　實行合理的圖形復原和轉換，能正確地破解題目的要求，為解決問題創造良好的條件。這是一種很重要的能力，如何提高這種能力？我認為從以下兩方面入手，效果會較好。
　　1.對于教材中的典型示意圖要重點講解，把知識落實在圖上，讓學生充分地理解示意圖的知識含義。自己動手畫圖，這一點很重要，只有這樣做才能發現很多問題和含義。
　　2.注重示意圖的變式研究，進行圖示的有機分解和整合，以提高應變能力。在開始時，如何畫圖，如何轉換圖形，會遇到很多的困難和問題，培養意識是第一步，提高能力是第二步。