自制教具，突破难点

唐　彧

“地球运动的地理意义”是高中地理(必修I)的重点内容，同时又是一大难点，不少同学不能正确理解太阳直射点的移动与昼夜长短变化的规律。笔者利用废旧纸盒自制了一件教具，用于课堂演示，以求突破教学难点，效果不错。具体做法如下：

一、材料准备

长35cm、宽20cm以上的废旧纸盒一只，直径0.3cm的螺丝及螺母、垫片二对，电脑打印的地球经纬网（半径约10cm，圆心为O）。

工具准备：小刀、小剪刀、小锥子各一把，纸胶适量。

二、制作

1．地球板：

①将纸盒的盖子裁下，剪成半径约10cm的圆，在圆上粘贴地球经纬网。

②在经纬网左侧取AB两点，纬度分别为23°26′N、23°26′S。

③以O为圆心，5cm为半径，作弧，交OA、OB于A′B′两点。

④将弧A′B′剪成宽约0.3cm的槽（即槽甲）。

⑤用同样的方法在经纬网左侧剪出槽乙、槽丙，半径分别为3cm、7cm，圆心角分别为30°、60°。如图1。

2．太阳板：

①将纸盒的底面裁下，左侧剪为半径10cm的半圆，涂成蓝色。

②右侧先剪掉一个半径约10cm的半圆（圆心处留半径0.5cm的半圆），在右侧剩余的部分纸板上画指向地球的平行的红线若干，将中间最短的红线加粗加箭头。

③将太阳板放在地球板下层，对齐，在赤道与各槽的交点处以及槽丙与圆心的中间处钻出四个同为0.3cm的孔分别为甲、乙、丙、丁。如图2。

3．组装：将太阳板叠放在地球板的上层，附件叠放在太阳板与地球板的中间，用螺丝穿过两片纸板的圆心，加上垫片后拧紧(仍可转动)。另一对螺丝从甲孔穿过太阳板和地球板后拧紧。如图3。

此纸板即为侧视的日照图：地球板露出的部分表示地球的昼半球。太阳板的蓝色半圆表示地球的夜半球，半圆的底边直径表示晨昏线。平行的红线表示太阳光线，中间的粗箭头表示直射光线。

三、演示内容与过程

（一）演示昼夜长短变化

1．使太阳直射赤道，可以看出，此时晨昏线与经线重合，各纬度被晨昏线切割成相等的两份。说明全球各地昼夜等长(春分日，如图3)。

2．向上拉动太阳板，可以看出，太阳直射点北移，晨昏线同步倾斜，北半球各地昼渐长，越向北昼越长，北极地区开始出现极昼，极昼范围由北极点向南逐渐扩大。南半球昼夜情况与北半球相反(春分日至夏至日，如图4)。

3．太阳直射点到达北回归线，晨昏线与经线夹角最大，北半球各地昼最长，越向北昼越长，极昼范围扩大到北极圈；南半球各地昼最短，夜最长，越向南昼越短，极夜范围扩大到南极圈(夏至日，图5)。

4．再向下拉动太阳板，太阳直射点南移，北半球昼渐短（仍是昼长夜短），极昼范围由北极圈向北缩小，南半球相反(夏至日至秋分日，图4)。

5．太阳直射点回到赤道，全球各地再次昼夜平分(秋分日，图3)。

6．继续拉动太阳板，太阳直射点南移进入南半球，北半球昼渐短、夜渐长，越向北昼越短，北极地区出现极夜，极夜范围由北极点向南扩大；南半球相反(秋分日至冬至日，图6)。

7．太阳直射点到达南回归线，北半球各地昼最短，极夜范围扩大到北极圈。南半球各地昼最长，极昼范围扩大到南极圈(冬至日，如图7)。

8．向北拉动太阳板，太阳直射点北移，北半球昼渐长，极夜范围向北极点缩小(冬至日至春分日，如图6)。

9．太阳直射点回到赤道，全球各地再次昼夜平分，昼夜变化完成一个周期（一个回归年）(春分日，如图3)。

经过演示，多数学生能形成感性认识，对这一规律有所了解。教师还可请学生自己动手上台演示以加深理解。

在演示的基础上，教师组织学生小组合作，共同归纳出昼夜长短变化的规律：

①太阳直射哪个半球，该半球则昼长夜短，且向该方向纬度越高昼越长。

②太阳直射点向哪个方向移动，则该半球白昼越来越长。

③春秋分日全球昼夜平分（全球各地均为地方时6：00日出，18：00日落）。

④赤道上全年昼夜平分（赤道上各地每天均为地方时6：00日出，18：00日落）。

（二）延伸思考：若黄赤交角变化，全球昼夜长短和正午太阳高度又有何变化呢？

1．将太阳板左侧螺丝取下，穿入乙槽拧上（此时黄赤交角为30°）。拉动太阳板，观察发现，太阳直射点南北移动的范围扩大至南北纬30°，夏半年白昼比现在更长，而冬半年白昼则比现在更短；极昼范围也比现在更大了。（如图8）

2．将太阳板左侧螺丝取下，穿入丙槽拧上（此时黄赤交角为15°）。拉动太阳板，观察发现，太阳直射点南北移动的范围缩小至南北纬20°，夏半年白昼比现在更短，而冬半年白昼则比现在更长；极昼范围也比现在更小了。（如图9）

3．将太阳板左侧螺丝取下，穿入丁孔拧上（此时黄赤交角为0°）。拉动太阳板，观察发现，太阳板无法移动，即黄道平面与赤道平面重合，太阳始终直射赤道，全球各地昼夜无变化，全年昼夜平分，无极昼极夜现象。各地的正午太阳高度在一年中也无变化。（如图10）

四、教具评价

教具“昼夜长短变化演示板”在实际教学中取得了较好的教学效果。它变抽象为直观，既突破教学难点，又提高了学生分析问题、合作学习的能力。我还指导学生自己动手，制作演示板，将教具变成学具，极大地提高了学生的学习兴趣和动手能力。

当然，该教具还有缺点，不能准确测量出各地昼夜长短和正午太阳高度的值。纸板不耐磨，易损坏。另外，没有立体感，不能演示昼夜交替和太阳高度的日变化，这都有待于进一步改进，但它仍不失为教师教、学生学的好帮手。

（责编 覃亮生）