太陽直射點移動規律教學方法示例

姚 云

（北京師范大學 地理學與遙感科學學院， 北京 100875）

太陽直射點移動規律教學方法示例

姚 云

（北京師范大學 地理學與遙感科學學院， 北京 100875）

太陽直射點的移動規律一直被視為高中地理“地球的運動”這一節內容的重要瓶頸，這一知識點掌握好了，本節內容的重點“地球運動所產生的地理意義”也就不難攻克了。盡管教師們都會按照課程標準的活動建議，采用教具、學具、計算機模擬的方式來形象展示太陽直射點的移動，但收效甚微。筆者認為究其原因是教師在形象演示過程中沒有針對學生的認識誤區給予糾正，使學生帶著錯誤認識，自然得出錯誤結論，因此便并不能正確理解太陽直射點的移動規律。筆者認為可以遵循“找出認識誤區——澄清認識誤區——形象演示并講解”的順序來進行教學，幫助學生更好地理解太陽直射點的移動規律。

太陽直射點；移動；認識誤區；糾正；形象演示

普通高中地理課程標準（實驗）在“地球的運動”這一節的要求是“分析地球運動的地理意義”［1］，因此“對地球運動的地理意義的分析”被確認為本節內容的重點。［2］其中，自轉、公轉和直射點移動規律的掌握是理解和分析地球運動所產生地理意義的基礎和前提，直射點的移動，更是地球自轉和公轉共同作用的結果，也是產生正午太陽高度角變化、晝夜長短變化、四季和五帶的直接原因，同時也是后續學習大氣運動、水循環等內容的知識前提。因此，它在整個高中自然地理部分的學習中起著舉足輕重的作用，其學習效果的好壞，直接影響著學生對高中自然地理內容的學習。

再看課程標準中對該節內容的活動建議是“運用教具、學具或通過計算機模擬，演示地球的自轉與公轉，解釋晝夜更替與四季形成的原因”［3］。在“太陽直射點的移動”具體的教學中，教師們一般都會按照活動建議，采用教具、學具或計算機模擬的形式，來幫助學生學習，增加其形象認識。但學生對該內容的理解仍停留在模棱兩可、不甚理解的層面。究其原因主要是教師在“太陽直射點移動”的形象演示過程中，往往只把太陽直射點的移動規律和結果形象地呈現給學生，而由于學生本身知識儲備不夠，知識還沒建立有效聯結，存在較多認識誤區，所以并不能快速、正確地理解這一移動規律，因此對這一知識的掌握便不好。本文結合筆者自身的代課經驗和學生對該內容的學習情況，提出教師在這一內容具體教學中，可以遵循“找出認識誤區——澄清認識誤區——形象演示并講解”的方式，來幫助學生更好地掌握太陽直射點的移動規律。

一、找出認識誤區

學生在這一知識的學習中，總是覺得很難，覺得太抽象，不能一下子理解。主要是因為學生在學習過程中存在以下認識誤區，影響了對該知識點的正確理解。

1.忽視黃赤交角的存在，認為地球總是“正著身子”繞日公轉

太陽直射點的移動規律，實際上就是地球圍繞太陽公轉運動過程中，太陽直射點在地球表面的移動軌跡所呈現的規律。學生在理解這一運動時，總是忽視黃赤交角的存在，即忽視“地球總是斜著身子繞日公轉”的這一事實，想當然地把地球的自轉軌道和地球的公轉軌道放在同一平面，如圖1所示。因此，他們認為盡管地球在繞日公轉，但太陽始終只直射赤道。

圖1

2.忽視地軸與黃道平面的夾角始終為66°34'，地軸總是大致指向北極星的位置

有些學生盡管知道黃赤交角的存在，知道地球始終斜著身子繞日公轉，卻又忽視了地球在公轉過程中，地軸始終與黃道平面成66°34'的夾角，且大致指向北極星位置的這一事實。甚至不經意間想當然地把地球自轉速度看成是和地球公轉速度相等的，地球上的某點始終面向太陽而不停地自轉和公轉，地軸則不斷向太陽一側傾斜，呈來回擺動狀。如圖2所示，地球上的A點在公轉軌道上始終面向太陽而運動，永遠被太陽直射，地軸也始終傾向于太陽一側，其指向不斷變動。因此他們認為如果太陽在春分日時直射赤道，那么就始終直射赤道。

圖2

3.忽視地球始終在公轉軌道（即黃道）上繞日公轉

地球圍繞太陽而公轉的軌道平面，即黃道平面，我們認為它是固定的。地球始終是在該平面上繞日公轉的。但在實際操作和演示中，學生經常忽略了這一點，想當然地認為無論地球怎么運動，太陽始終直射赤道。所以在演示中會不自覺地使太陽直射赤道，而導致地球的公轉運動并沒有始終在公轉軌道上進行。如圖3所示，假設桌面中的橢圓軌道為地球公轉的黃道平面，地球在該平面上的公轉軌跡為“A-B-C-D”，但很多學生總想當然地認為太陽永遠直射赤道，不自覺地使地球公轉軌跡脫離黃道平面，形成如圖3中的“A-B'-C-D'”的運動軌跡。

圖3

二、澄清認識誤區

學生由于存在以上認識誤區，使他們很難理解太陽直射點實際的移動規律，進而影響他們實際的學習效果。因此，針對以上學生存在的認識誤區，教師在具體知識講解和演示中，應先幫助學生澄清認識誤區，明確太陽直射點移動規律的幾個重要知識前提，才能在實際演示中讓學生更好地理解這一規律。重要的知識前提有以下幾個。

1.黃赤交角的存在

地球自轉的軌道平面，稱為赤道平面，地球公轉的軌道平面，稱為黃道平面。赤道平面和黃道平面之間存在一個夾角，稱為黃赤交角。它基本保持不變，為23°26'。正是因為這個黃赤交角的存在，才使得地球在黃道平面這個水平平面上始終斜著身子繞日公轉。

2.地軸始終指向北極星位置

黃道平面與赤道平面的夾角為23°26'，而地軸與赤道平面垂直，為90°，所以地軸與黃道平面的夾角為66°34'。由于黃赤交角被認為是基本不變的，因此地軸與黃道平面的夾角也基本不變，所以，地軸被認為始終大致指向北極星的位置。

3.地球始終在黃道平面上繞日公轉

地球的公轉軌道基本是固定的，即黃道平面。因此太陽直射點的移動其實是地球和太陽在黃道平面上的相對運動而產生的結果。無論是地球還是太陽，都是在黃道平面上運動的。

三、形象演示并講解

1.生活教具演示——“水瓶”演示

在平時的課堂講解中，可以隨意拿出手邊的任何教具，如水瓶、喝水的杯子、黑板擦、粉筆盒等作為“地球”，在上面大致標出赤道及南、北回歸線的位置。然后把講臺或課桌當做“地球”的公轉軌道面——黃道面。使“地球”始終保持向某個方向傾斜的狀態，在桌面上繞另一物體（作為“太陽”）自西向東轉動，如圖4所示。講解中一定要強調地球是“傾斜著身子”、“始終指向某一個方向”、“在黃道面上”自西向東公轉的。從圖4的演示中很明顯可以看到，在春分日時，水瓶的中間正對著太陽，瓶蓋和瓶底都沒正對著太陽，所以太陽直射在瓶中間a上，即赤道上。隨著水瓶不斷自西向東運動，水瓶上半部漸漸靠近太陽，在夏至日時，水瓶上半部離太陽最近，被直射。黃赤交角決定了太陽所能直射的最北地區是北緯23°26'，所以夏至日時太陽直射在北回歸線b上。秋分日，水瓶中間處又漸漸靠近太陽，此時太陽直射水瓶正中間a處，即赤道。冬至日，水瓶下半部漸漸移向太陽，離太陽最近，被直射，因為所能直射的最南位置是南回歸線，所以這一天太陽直射南回歸線c處。

圖4

2.逆向思維法——Flash演示

地球在公轉軌道上圍繞太陽公轉，而使太陽直射點在地球表面的南北回歸線之間來回運動，這是地球和太陽之間的相對運動。既可以看成是太陽不動，地球圍繞太陽而運動；也可以看成地球不動，太陽圍繞地球而運動。如圖5，可以用Flash演示其運動過程，但必須強調是在黃道面上進行的運動，而且地球始終斜著身子。很明顯可以看出，春分日時，太陽直射赤道；春分日之后，太陽開始往赤道以北運動；夏至日時，太陽直射北回歸線；夏至日之后，太陽開始往北回歸線以南運動；秋分日時，太陽重新直射赤道；秋分日之后，太陽繼續往赤道以南運動；冬至日時，太陽直射南回歸線；冬至日之后，太陽又開始往北運動；到下一年春分日時，太陽重新直射回赤道。太陽直射點在地球上的運動軌跡可用圖6表示。

圖5

圖6

通過以上分析可知，學生之所以不能快速理解太陽直射點的移動規律，是因為存在認識誤區，導致形成錯誤認識。因此，教師應弄清學生學習效果甚微的原因，了解其存在的認識誤區，并加以澄清和指導，再結合形象直觀的演示，讓學生能較快理解和掌握該節內容。

［1］［3］ 中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（實驗）［S］.北京：人民教育出版社，2012.

［2］ 任志鴻.高中優秀教案（配人教版地理必修1）［M］.?？冢耗戏匠霭嫔?，2014.