梅国红曾呈进

（1.福建省武平县第二中学， 福建 龙岩 364300； 2.福建教育学院， 福建 福州 350025）

从日晷仪视角复习“地球运动的地理意义”

梅国红1曾呈进2

（1.福建省武平县第二中学， 福建 龙岩 364300； 2.福建教育学院， 福建 福州 350025）

将日晷仪作为地球运动地理意义专题复习的一个切入点，创设的情境、设计的问题能够紧紧围绕地球运动的主干知识原理，吸引学生的注意力，激活学生的思维，把课标和考纲要求落到实处，培养学生的综合思维能力，提升学生的地理实践能力，渗透人地观念，促进学生知识的增长、技能的提升和情感的升华。

日晷仪；地球运动；地理意义；情境创设；问题设计

一、考纲要求及解读

考纲要求：地球运动的地理意义。

考点解读：以地球自转和公转的绕转中心、方向、轨道、周期、速度等运动特征为背景，重点考查地球运动对自然地理现象形成和变化的重要影响，比如时区划分、区时计算、日期变更、正午太阳高度和昼夜长短的分布变化、四季更替和五带划分等。

二、高考命题特点

“地球运动的地理意义”是高考地理试题的重要组成部分，区分度较好，既是难点，又是常考点。题型以选择题为主，常以新情境材料为切入点，体现天体运动形成的时空关系和对地表自然地理现象的形成与变化的影响。

纵观近年来的全国卷，该考点的难度要求有所下降，试题贴近生活实际，用区域地图或生活地图，考查黄赤交角和太阳直射点移动规律、昼夜长短的变化、正午太阳高度角的计算、日影朝向的判断、时间的换算等。如：2014年全国课标卷Ⅰ第3题，卷Ⅱ第4题；2015年全国课标卷Ⅰ第6题，卷Ⅱ第8题。

三、教学过程

1.营造情境，培育地理人文学科素养

日晷仪是古代的一种测时工具，其测时原理是在太阳照射下，利用物影的移动来指示时间。日晷仪由晷盘和晷针组成，晷针垂直于晷盘且上端指向北极星方向（见图1）。日晷仪可分为赤道日晷仪、地平日晷仪等。

图1 日晷仪

2.挖掘考点，解读地球运动相关知识

问题导入：同学们，老师去年到厦门二中（24°26′N，118°04′E）学习考察时，参观了摆放在地理园的日晷仪（见图2）。这里设计了几个问题，请同学们一起与老师开启日晷仪探索之旅。

图2 厦门二中的日晷仪

（1）冬至日，当晷针影恰好与晷针正下方的刻度线重合时，此地的太阳高度角是_____。

（2）当晷针影恰好在晷针的正下方时，当地时间为_____时。此时北京（116°E，40°N）的地方时为_____。

（3）该校在安装日晷时，首先应选择一块平坦的地方安放日晷底座。晷盘与底座水平面的夹角应为_____。

（1）太阳视运动（见图3）3

图3 北京太阳升落的视运动轨迹

①当太阳直射点位于北半球：无论北半球还是南半球各地太阳从东北升起，西北落下；

②当太阳直射点位于南半球：无论北半球还是南半球各地太阳从东南升起，西南落下；

③当太阳直射点位于赤道时：全球任何地方都是太阳从正东升起，正西落下。

难点突破：晷盘正面的东西方向是如何确定的呢？

图4

启发：在地球自西向东运动过程中，地表的日晷仪也随着地球一起自西向东运动。所以在晷盘正面的左侧为东，右侧为西（见图4）。

①北半球夏半年（3月21日～9月23日），太阳照射在日晷仪正面，指针的影子在表盘正面指示时间（见图5）。

图5 日晷仪正面

早晨，影子投向表盘正面卯时附近。接着，日影在逐渐变短的同时，向下方移动。当太阳达正南最高位置（上中天）时，针影位于正下方，指示着当地的午时正时刻。午后，太阳西移，日影东斜，依次指向未、申、酉各个时辰。

②北半球冬半年（9月23日～次年3月21日），太阳照射在日晷仪背面，指针的影子在表盘背面，并透过正面指示时间（见图6）。

图6 日晷仪背面

早晨，影子投向表盘背面卯时附近。接着，日影在逐渐变短的同时，向下方移动。当太阳达正北最高位置（下中天）时，针影位于正下方，指示着当地的午时正时刻。午后，太阳西移，日影东斜，依次指向未、申、酉各个时辰。

（2）日影长短、方向

①北半球夏半年（3月21日～9月23日），太阳照射在日晷仪正面，影子顺时针方向移动；北半球冬半年（9月23日～次年3月21日），太阳照射在日晷仪背面，影子逆时针方向移动。

②一天中，正午日影最短，日出日落（即晨昏线上）日影最长。

③正午日影方向：直射纬线以南——向南； 直射纬线以北——向北。

例：武平二中校园内日晷仪晷针的影子，在夏至日晴天时移动的方向应是

A.由西北逆时针转向东北

B.由西北顺时针转向东北

C.由西南逆时针转向东南

D.由西南顺时针转向东南

解析：夏至日北半球日出东北，正午时太阳位于正南方向，日落西北，因此针影移动方向应是由西南顺时针转向东南。故选D。

解答导入问题（1）：厦门二中（24°26′N，118°04′E）建造的赤道日晷，冬至日，当晷针影恰好与晷针正下方的刻度线重合时，此地的太阳高度角是_______。

（3）时间计算

当晷针影恰好在晷针的正下方时，当地时间为12时。

解答导入问题（2）：厦门二中（24°26′N，118°04′E）建造的赤道日晷，当晷针影恰好在晷针的正下方时，当地时间为_____时。此时北京（116°E，40°N）的地方时约为________。

（4）角度计算

赤道日晷晷盘应与地球赤道平行。晷针要垂直穿过晷盘中心，并指向正北、正南方向。晷针针影在晷盘上移动的角度与太阳在天空中移动的角度是一致的。

问题探究：晷盘与地面的夹角a、晷针与地平面的夹角Q、当地的地理纬度三者之间的关系（见图7）。

图7

结论：晷针与地平面的夹角和当地的地理纬度相同。

推导：晷盘与地面的夹角a和当地地理纬度Q互余。

解答导入问题（3）：厦门二中（24°26′N，118°04′E）建造的赤道日晷，晷盘与底座水平面的夹角应为_________。

3.举一反三，巩固考点

武平气象站（坐标见图8）拟建造一座赤道日晷，完成下列问题。

图8 武平气象站地理坐标图

（1）在安装日晷仪时，首先应选择一块平坦的地方安放日晷底座。晷盘与底座水平面的夹角应为_________。

（2）当晷针影恰好在晷针的正下方时，当地时间为_____时。此时北京（116°E，40°N）的地方时约为________。

（3）夏至日，当晷针影恰好与晷针正下方的刻度线重合时，此地的太阳高度角是________ 。

4.课堂练习，巩固提升

置于北京故宫博物院太和殿前的清朝赤道日晷（见图9）。

图9 故宫日晷仪

（1）当晷针的影子正好在晷针的下方时，下列叙述正确的是

A.北京时间为12时

B.北京正处于一天中气温最高的时刻

C.北京正处于一天中气温最低的时刻

D.晷针的影子朝向正北

（2）晷针的影子正好为一年中最短时，下列叙述正确的是

A.东北平原小麦正在播种

B.考察南极大陆的最好季节

C.南非的开普敦附近多晴天

D.索马里半岛沿岸多雾