太阳高度角模拟器的意义及制作

刘益涛　左发民

太阳高度角相关知识的内容比较抽象，学生普遍反映这是高中地理学习中难度最大的知识点之一。为了克服教学难点，笔者研制了太阳高度角模拟器。该仪器在2009年教育部教育装备研究与发展中心举办的第7届（华师京城杯）全国自制教具评选中获奖，并经过我校教师在课堂教学中7年多的应用，收到了良好的教学效果。现将仪器介绍如下。

1作品装置图

作品装置图如图1所示。

2作品特点及用途

2.1特点

（1）该演示仪能直观形象的、动态的、全方位的将太阳高度角的知识展示给学生，容易激发起学生的学习兴趣，有利于引发学生进行思考。

（2）仪器构造简单、操作方便，便于学生亲自动手操作和多角度观察，有利于培养学生的动手能力、观察能力及空间想象能力。

（3）如果教师结合相关自然现象给以合理的引导，将对学生以后的学习有很大的帮助。

2.2用途

（1）演示太阳高度角的含义，太阳高度角在一天中的变化。

（2）在某一时刻太阳高度角在地球表面的分布。

（3）正午太阳高度角的含义，及某一天正午太阳高度角在不同纬度上的分布。

（4）在一年里正午太阳高度角随直射点的移动而变化的规律。

3制作材料

直径为33 cm的地球仪1个、面积为0.5 m2透明有机板旋扭1个、半径为0.4 cm孔径轴套2个、小皮带轮1个、大皮带轮1个、摇柄1个、皮带1.5 m、铸铁底座1个、0.5 cm宽的钢筋长约1.5 m。

4制作方法

（1）将透明有机板剪成33 cm×36 cm的矩形，在36 cm端剪出直径为33 cm的半圆，画上太阳光线和0°～90°数值，做成太阳光线模板，在模板中段固定上旋钮。

（2）将52 cm长的钢筋折成17 cm×35 cm的“7”字型支架，两端焊接轴套，做成模板旋转臂。

（3）在地球仪架上做一23 cm长的支架柄，做成地球仪支架，固定在底座一端的孔中。

（4）模板旋转臂一端轴套上，装太阳光线模板，另一端套在地球仪支架上，即可进行演示。

5使用方法

（1）拿一直尺水平切于地球仪表面，表示地平面。模板上的太阳光线与地平面的夹角反应太阳高度角。

（2）旋转模板旋钮一周，展示在某一时刻太阳高度角在地球表面的分布情况。

（3）使模板与经线保持一致，展示某一天正午太阳高度角在不同纬度上的分布情况。

（4）手动摇柄转动皮带轮，使模板旋转臂托着太阳光线模板绕地球转动，处在不同方位上时，可演示不同季节的正午太阳高度角的纬度分布。旋转一周演示正午太阳高度角在一年里的变化状况。