＂太阳高度＂教学难点的突破.pdf
W E N U DA0 HANG 高皮“ 教 难 文 蔡明新 “ 太阳高度” 相关内容具有高度抽象性， 对学生的空间 想象能力和空间联系能力要求很高。如太阳高度角的概念、 太阳高度角的变化、 太阳直射点的移动等人们看不进、 摸不 着， 很难理解。为此， 教师必须想方设法使教学内容更加为 直观、 形象和具体。 一 、用 图示法明晰地理概 念 I 太阳高度角的概念。 太阳高度角是太阳光线与地面的 夹角， 具有 日变化和年变化( 如图 1 ) 。 2 正午太阳高度的概念。 正午太阳高度角是当地正午时 太阳光线与地面的夹角 ， 根据立体几何知识 ， 它实际上是正 午时太阳光线与当地经线的夹角( 如图 2 ) 。 3 太阳直射点的概念。太阳直射点是太阳高度为 9 O o 的地点。 太阳直射 一 的太阳光线与地酐垂直。 r l r I T 一体几 何知 ，一条直线 ， 与一个平 垂直 须 这干平面上的 两条交线垂直，也就是说直射光线应该同时垂直当地的经 线和纬线 ( 如图3 o太阳直射点所在经线的地方时为正午 1 2时， 直射光线的延长线必定经过地心( 如图4 ) 。 辟 墨 _ 二、 用读图分析法发现地理规律 要求学生分析春分 日正午太阳高度随纬度 的变化图 ( 图 5 ) ， 读 出图中隐含的相关信息， 经相互讨论 、 交流( 分 享) 、 评价后不难得出有以下几点规律： 1 正午太阳高度在太阳直射点处最大( 9 0 。) ， 由此向南 北两侧降低。 2 离太阳直射点越近的地方 ， 正午太阳高度越大， 反之 越小。这也就可以得出太阳直射点在移动过程中靠近某地， 那里的正午太阳高度就变大， 反之就变小。 3 离太阳直射点一样远的地方， 正午太阳高度相等。进 一 步引出等太阳高度线的概念( 见图6 ) 。 4 离太阳直射点 n 。的地点， 正午太阳高度数值为 9 0 o n。 。进一步得出某地正午太阳高度的计算公式为： H = 9 0 o 一 ( 当地与太阳直射点之间的纬度距离) 。 侄 三 、 用动 画演示法揭示地理过程 播放 F l a s h 动画 ( 动画中的A地代表北回归线以北地 区， 、 C砉 南北 回归线之间 地区， D代表南回归线以南 的 也区) 演示从冬至 日到夏至 日太阳直射点的移动过程 ( 见图7 ) ， 可以看到太阳直射点离 A地越来越近， 而离 D地 越来越远， 太阳直射点到达 C 、 B 两地后还要继续北移。 这说 明太阳直射点北移时，正午太阳高度在北回归线以北的地 区会越来越大， 南回归线以南地区则越来越小 ， 而南北回归 线之间的地区达到最大值( 9 0 o) 后再逐渐减小。到夏至 13， 图 文 理 导 航 201307 太阳直射点移动到最北位置( 见图 8 ) ， 此时太阳直射点离 A 地一年中最近， 而离 c 、 D两地一年中最远， 这就很容易得出 夏至 日正午太阳高度在北回归线及其以北地区达一年中最 大值， 而南半球各纬度达一年中最小值。然后再演示从夏至 日到冬至日太阳直射点的移动过程，不难得出太阳直射点 南移过程中，正午太阳高度在南回归线以南的地区会越来 越大， 北回归线以北地区会越来越小， 而南北回归线之间的 地区达到最大值后再逐渐减小( 见图9 ) 。到冬至日， 正午太 阳高度在南回归线及其以南地区达一年中最大值 ，而北半 球各纬度达一年中最小值( 见图 l O ) 。 擘 四、 用数学知识解决相关地理计算 1 彳1 用正 弦曲线计算正午太阳高度 前面我们已经知道了正午太阳高度的计算公式，具体 在计算时如果能借助正弦曲线图( 见图 1 1 ) ， 则更为简洁明 了， 而且可以很好地避免公式计算产生的错误。 例如求夏至 13 图中P 、 P ： 、 P ， 三地的正午太阳高度， 我们 很容易地得到： P 。 地的正午太阳高度为： H 。 = 9 0 。一 ( 一8) P 2 地的正午太阳高度为： H 9 O 。一 ( 8一 ) P 3 地的正午太阳高度为： H 3 = 9 0 。一 ( 8) ( 。 、 ： 、 ， 分别为 P 。 、 P 2 、 P ， 三地纬度， 8为太阳直射 点的纬度) 2 利用平面几何知识计算子夜太阳高度 子夜太阳高度通常是指处于极昼期间的某地在地方时 为 0点或 2 4点时的太阳高度( 见图 1 2 ) 。 其计 方法与正午 太阳高度计算方法实际上是完全一致的，但由于学生空间 想象能力有限， 理解还是有困难。为此我们不妨借助另一种 方法给学生直观的展示。这里以北极圈内的某地 P为例， 其 夏至13子夜太阳高度见图 1 3中的 H ，图中 B P F表示地平 面， 直线 A P G为 P地的纬线及其延长线， E P C为太阳光线及 其延长线 ， O P D表示该地地球半径及其延长线 ， _ E P F即为 P地的子夜太阳高度角。 囊 每 根据平面几何知识可以得出 A P D的度数等于 P地的 纬度数( ) ； E P G的度数等于太阳直射点的纬度数( 8 o 由 于 A P B + = 9 0 ， 而 A P B =8 一 H， 故(8 一 H) + = 9 0 。 不难 得出子夜太阳高度的公式为： H = + 8 9 0 。 例如求夏至 13 8 3 。3 4 N的子夜太阳高度。则 H = 8 3 3 4 + 2 2 6 一 9 0 = l 7 D。 ( 作者单位： 江苏省梁丰高级中学)
