地球運(yùn)動(dòng)是高中地理教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容，其中，地方時(shí)，日出、日落時(shí)刻，晝夜長(zhǎng)短及其變化，太陽(yáng)高度的變化規(guī)律是高中課程的重點(diǎn)，也是地理高考的重要考點(diǎn)。在教學(xué)中，因這部分知識(shí)比較抽象，對(duì)學(xué)生的空間思維能力要求較高，加上教師又缺乏相應(yīng)的教具，以至于這些重要的知識(shí)一直困擾著師生。在教學(xué)過程中，指導(dǎo)學(xué)生制作日出、日落時(shí)刻及太陽(yáng)高度學(xué)具(榮獲第十九屆全國(guó)發(fā)明展覽會(huì)金獎(jiǎng))，有利于學(xué)生更好地理解有關(guān)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及其地理意義，更好地掌握并靈活運(yùn)用這一抽象難懂的知識(shí)。
　　一、日出、日落時(shí)刻及太陽(yáng)高度學(xué)具的制作
　　日出、日落時(shí)刻及太陽(yáng)高度學(xué)具的結(jié)構(gòu)是由上、下兩個(gè)盤構(gòu)成。
　　1.下盤為經(jīng)緯時(shí)刻盤，采用塑料板或硬紙皮圓盤制成(圖1)。緯線以5°為間隔，每10°標(biāo)注南、北半球的緯度值；經(jīng)線以5°為間隔設(shè)立時(shí)間軸，每15°即間隔1小時(shí)標(biāo)注時(shí)間，日出時(shí)刻用紅色注記從西向東標(biāo)注0～12時(shí)，日落時(shí)刻用黑色注記從東向西標(biāo)注12～24時(shí)(本文圖中均用黑色標(biāo)注)。在12時(shí)時(shí)間軸外側(cè)，按比例標(biāo)注出幾個(gè)主要太陽(yáng)直射點(diǎn)日期的位置：每月1日和15日及春、秋分和冬、夏至等日期坐標(biāo)。
　　
　　
　　2.上盤為太陽(yáng)高度盤，采用透明的塑料圓盤制成(圖2)。太陽(yáng)高度線以5°為間隔，每10°注明太陽(yáng)高度值。晝半球等太陽(yáng)高度線用紅色線條表示，夜半球等太陽(yáng)高度線用黑色線條表示，并用紅色線條標(biāo)注太陽(yáng)直射點(diǎn)的光線(本文圖中均用黑色標(biāo)注)。
　　3.將上、下盤圓心用鉚釘裝配，上盤可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)(圖3)。教學(xué)過程中，可以指導(dǎo)學(xué)生利用工具繪制上、下盤，也可以把上、下盤印發(fā)給學(xué)生，由學(xué)生粘貼制作。
　　二、日出、日落時(shí)刻及太陽(yáng)高度學(xué)具的使用
　　使用日出、日落時(shí)刻及太陽(yáng)高度學(xué)具進(jìn)行教學(xué)，除可以讓學(xué)生查找任一地點(diǎn)任一時(shí)刻太陽(yáng)高度和該地點(diǎn)日出、日落時(shí)刻外，還可以直接演示太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)而引起的日出、日落時(shí)刻的變化、晝夜長(zhǎng)短及其變化、太陽(yáng)高度及其變化。這種學(xué)具演示法能加深學(xué)生對(duì)地球運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解和應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣，對(duì)教學(xué)起到事半功倍的效果。
　　1.日出、日落時(shí)刻的判讀。
　　例1：北京(40°N)夏至日日出、日落時(shí)刻。
　　轉(zhuǎn)動(dòng)上盤，把上盤的太陽(yáng)直射點(diǎn)的光線對(duì)準(zhǔn)下盤的6月22日，找出上盤晨昏線和40°N的交點(diǎn)，讀出交點(diǎn)對(duì)應(yīng)下盤坐標(biāo)軸時(shí)間，即北京夏至日日出時(shí)刻約為4：30，日落時(shí)刻約為19：30。
　　2.晝夜長(zhǎng)短的計(jì)算。
　　例2：北京(40°N)夏至日的晝夜長(zhǎng)短。
　　按例1的方法得出北京夏至日日出時(shí)刻約為4：30，日落時(shí)刻約為19：30。再根據(jù)公式“晝長(zhǎng)=日落時(shí)刻-日出時(shí)刻和夜長(zhǎng)=日出時(shí)刻×2”得出北京夏至的晝長(zhǎng)為15小時(shí)，夜長(zhǎng)為9小時(shí)。
　　3.太陽(yáng)高度的判讀。
　　例3：北京(40°N)夏至日8時(shí)和12時(shí)的太陽(yáng)高度。
　　轉(zhuǎn)動(dòng)上盤，把上盤的太陽(yáng)直射點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)下盤6月22日，分別找到8時(shí)和12時(shí)的時(shí)間軸和40°N的交點(diǎn)，讀出所對(duì)應(yīng)上盤等太陽(yáng)高度線的數(shù)值，得出北京夏至8時(shí)和12時(shí)的太陽(yáng)高度分別約為36°和73.5°。
　　4.觀察晝夜長(zhǎng)短變化規(guī)律。
　　旋轉(zhuǎn)上盤，當(dāng)太陽(yáng)直射點(diǎn)從南向北移動(dòng)時(shí)，觀察出北半球晝變長(zhǎng)，夜變短；南半球晝變短，夜變長(zhǎng)；赤道晝夜長(zhǎng)短不變。
　　旋轉(zhuǎn)上盤，當(dāng)太陽(yáng)直射點(diǎn)從北向南移動(dòng)時(shí)，觀察出北半球晝變短，夜變長(zhǎng)；南半球晝變長(zhǎng)，夜變短；赤道晝夜長(zhǎng)短不變。
　　5.觀察太陽(yáng)高度的變化規(guī)律。
　　旋轉(zhuǎn)上盤，無(wú)論當(dāng)太陽(yáng)直射點(diǎn)位置在哪，太陽(yáng)高度都是從太陽(yáng)直射點(diǎn)向四周遞減；正午太陽(yáng)高度由直射點(diǎn)向南、北對(duì)稱遞減。
　　6.觀察冬、夏至日及春、秋分日，太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置及全球晝夜長(zhǎng)短分布規(guī)律。
　　旋轉(zhuǎn)上盤，分別把太陽(yáng)直射點(diǎn)對(duì)應(yīng)下盤的12月22日、6月22日和3月21日、9月23日?？梢园l(fā)現(xiàn)：冬至日太陽(yáng)直射南回歸線，北半球晝短夜長(zhǎng)，南半球晝長(zhǎng)夜短，北極圈及以北地區(qū)出現(xiàn)極夜現(xiàn)象，南極圈及以南地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象。夏至日太陽(yáng)直射北回歸線，北半球晝長(zhǎng)夜短，南半球晝短夜長(zhǎng)，北極圈及以北地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，南極圈及以南地區(qū)出現(xiàn)極夜現(xiàn)象。春、秋分日太陽(yáng)直射赤道，全球晝夜平分。
　　三、日出、日落時(shí)刻及太陽(yáng)高度學(xué)具的教學(xué)意義
　　日出、日落時(shí)刻及太陽(yáng)高度學(xué)具材料簡(jiǎn)單、制作方便、實(shí)用性強(qiáng)，并全面涵蓋地球運(yùn)動(dòng)規(guī)律的有關(guān)知識(shí)。學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)可以即時(shí)演示，這樣可以突破地球運(yùn)動(dòng)的認(rèn)知難點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生較好掌握相關(guān)內(nèi)容，并靈活運(yùn)用這一抽象難懂的知識(shí)。
　　1.從三維到二維的突破，使學(xué)生加深對(duì)地理概念的理解。
　　學(xué)具把三維的地球轉(zhuǎn)換為二維的經(jīng)緯網(wǎng)圖，在教學(xué)中，配合地球儀的演示，能夠幫助學(xué)生建立地球表面各點(diǎn)地平面的空間概念，讓學(xué)生加深對(duì)地理概念的理解。
　　2.從抽象到具體的突破，使學(xué)生加深對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)知。
　　根據(jù)學(xué)具上太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)太陽(yáng)直射點(diǎn)進(jìn)行空間定位，并通過觀察學(xué)具經(jīng)緯時(shí)間軸及等太陽(yáng)高度線的變化，掌握太陽(yáng)直射點(diǎn)一年中的回歸運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及由此產(chǎn)生的地理意義。這種直觀展示，進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)地球運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)知。
　　3.從動(dòng)態(tài)到靜態(tài)的突破，強(qiáng)化學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。
　　把動(dòng)態(tài)的地球運(yùn)動(dòng)進(jìn)行畫面截取，獲取不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的靜態(tài)圖，幫助學(xué)生獲取信息、分析規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，同時(shí)提高學(xué)生對(duì)有關(guān)地球運(yùn)動(dòng)習(xí)題的解題能