［摘 要］利用自制教具創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行地理教學(xué)是教師圍繞地理學(xué)科大概念開展教學(xué)的有效手段。自制教具應(yīng)遵循直觀性、簡易性和趣味性原則。文章以人教版高中地理選擇性必修1“地球的運(yùn)動(dòng)”為例，以空間位置影響地理特征、光照時(shí)空分異影響地理環(huán)境這兩個(gè)學(xué)科大概念，選取地球運(yùn)動(dòng)的地理意義為單元大概念，晝夜長短和正午太陽高度的時(shí)空變化為一般概念，通過自制教具，搭建地理現(xiàn)象、一般概念和多元大概念之間的橋梁，幫助學(xué)生從學(xué)科視角看待現(xiàn)實(shí)問題。

［關(guān)鍵詞］學(xué)科大概念；地理教具；時(shí)空分異；地球運(yùn)動(dòng)

［中圖分類號(hào)］ G633.55 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-6058（2024）19-0090-03

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課標(biāo)》）明確提出，重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)［1］。學(xué)科大概念作為落實(shí)地理核心素養(yǎng)的有力抓手，在教學(xué)設(shè)計(jì)與課程創(chuàng)新中發(fā)揮著重要作用。在此背景下，利用自制教具創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行地理教學(xué)成為教師圍繞地理學(xué)科大概念開展教學(xué)的有效手段。

一、學(xué)科大概念的內(nèi)涵及價(jià)值

大概念是居于學(xué)科中心構(gòu)成學(xué)科骨架的、能反映學(xué)科本質(zhì)特征的概念［2］，其具有持久性、聯(lián)結(jié)性、統(tǒng)攝性等特點(diǎn)。大概念視角下的教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)課堂內(nèi)容少而精，把握體現(xiàn)學(xué)科本質(zhì)、反映學(xué)科思想方法的核心概念，促進(jìn)學(xué)生自主整合知識(shí)內(nèi)容，建構(gòu)個(gè)性化知識(shí)框架。

全面落實(shí)地理核心素養(yǎng)需要了解地理學(xué)科結(jié)構(gòu)，而學(xué)科結(jié)構(gòu)可視為學(xué)科大概念的聯(lián)結(jié)［3］。居于上位的學(xué)科大概念通過聯(lián)系下位的一般概念，揭示學(xué)科知識(shí)內(nèi)容之間的普遍聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)科的認(rèn)識(shí)與理解，形成對(duì)事物本質(zhì)、變化過程、規(guī)律方法的基本認(rèn)識(shí)，建立起學(xué)科整體觀念，形成地理思維。學(xué)科大概念強(qiáng)調(diào)教學(xué)應(yīng)以學(xué)生理解、內(nèi)化知識(shí)為目標(biāo)，重視對(duì)知識(shí)的挖掘，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建網(wǎng)狀知識(shí)體系。

二、制作教具應(yīng)遵循的原則

教具是教學(xué)活動(dòng)的組成部分，教具制作應(yīng)遵循以下原則。

（一）直觀性原則

地理學(xué)具有抽象性、區(qū)域性、綜合性的特點(diǎn)，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以完全理解復(fù)雜抽象的地理知識(shí)。在教學(xué)過程中，教師需要加強(qiáng)直觀教學(xué)，運(yùn)用自制教具再現(xiàn)地理現(xiàn)象和過程，讓多媒體教學(xué)中的平面圖像具象化，給學(xué)生帶來更好的課堂體驗(yàn)。通過自制教具，學(xué)生可從多個(gè)角度進(jìn)行觀察和實(shí)踐，培養(yǎng)地理實(shí)踐力和綜合思維。

（二）簡易性原則

自制教具一般就地取材，制作簡單、貼近生活，既可以簡單明了地揭示地理規(guī)律，又方便學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐。例如，用卡紙等材料，通過裁剪和旋轉(zhuǎn)即可模擬晝夜長短和正午太陽高度的變化。

（三）趣味性原則

自制教具寓教于樂。美國心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為，一切有成效的工作必須以某種興趣為先決條件。興趣是學(xué)習(xí)的初始動(dòng)力，是深度學(xué)習(xí)的保證。有意識(shí)地使用自制教具來創(chuàng)設(shè)情境可以活躍課堂氣氛，使教學(xué)更具趣味性，激發(fā)學(xué)生的探索欲和積極性，開拓學(xué)生的思維，讓學(xué)生樹立正確的人地協(xié)調(diào)觀，培育地理核心素養(yǎng)。

三、學(xué)科大概念視角下地理教具的制作探索

教具能加強(qiáng)地理現(xiàn)象與一般概念之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)知識(shí)架構(gòu)和內(nèi)化。以人教版高中地理選擇性必修1“地球的運(yùn)動(dòng)”為例，以空間位置影響地理特征、光照時(shí)空分異影響地理環(huán)境這兩個(gè)學(xué)科大概念，選取地球運(yùn)動(dòng)的地理意義為單元大概念，晝夜長短和正午太陽高度的時(shí)空變化為一般概念，通過自制教具，搭建地理現(xiàn)象、一般概念和多元大概念之間的橋梁，幫助學(xué)生從學(xué)科視角看待現(xiàn)實(shí)問題。

（一）以明晰位置影響特征為制作理念

宏觀天體的運(yùn)動(dòng)及其帶來的影響較為抽象，學(xué)生很難對(duì)其有清晰、具體的認(rèn)知。學(xué)生在學(xué)習(xí)該內(nèi)容時(shí)，要將其與之前學(xué)過的地球運(yùn)動(dòng)部分的知識(shí)聯(lián)系起來，進(jìn)行自我建構(gòu)。地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)產(chǎn)生赤道面與黃道面，進(jìn)而導(dǎo)致黃赤交角的產(chǎn)生；太陽直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)，引起晝夜長短和正午太陽高度的變化。通過自制的教具能夠反映太陽直射點(diǎn)在地表緯度位置的回歸運(yùn)動(dòng)、晝夜長短和正午太陽高度的變化規(guī)律。該教具材料易得、制作簡單、直觀形象，便于在教學(xué)中使用。

在利用自制教具進(jìn)行教學(xué)的過程中，筆者選取了徐州、鄭州、悉尼、班加羅爾四個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行晝夜長短和正午太陽高度變化規(guī)律的探究。以徐州為參考點(diǎn)，鄭州與其位于同一半球、同一緯度，兩地晝夜長短和正午太陽高度相同，可實(shí)現(xiàn)晝夜長短由點(diǎn)到同一緯度的探究。悉尼與徐州位于不同半球、同一緯度，兩地晝夜長短狀況相反，而正午太陽高度卻沒有類似的直接聯(lián)系。利用自制教具來探究，可避免學(xué)生混淆晝夜長短和正午太陽高度的規(guī)律。班加羅爾與徐州兩地距北回歸線的緯度差相同，當(dāng)太陽直射北回歸線時(shí)，兩者的正午太陽高度相同。學(xué)生通過操作教具，找到正午太陽高度相同的點(diǎn)的分布位置，有利于進(jìn)一步理解并掌握正午太陽高度的緯度變化規(guī)律。

在應(yīng)用教具探究晝夜長短和正午太陽高度的變化規(guī)律時(shí)，學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)踐、觀察現(xiàn)象以及聽教師講解，利用觸覺、視覺、聽覺等多感官協(xié)同思考，形成對(duì)晝夜長短和正午太陽高度的感受和認(rèn)知，在理解并建構(gòu)知識(shí)的同時(shí)，促進(jìn)綜合思維、地理實(shí)踐力等高階思維的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)具身認(rèn)知。

（二）以探索光照時(shí)空分異為制作要求

教具制作過程：準(zhǔn)備彩色卡紙（黑色、藍(lán)色、黃色、紅色各一張）、硬紙板、記號(hào)筆、圓規(guī)、剪刀、直尺、量角器、膠水、工字釘?shù)炔牧?。用圓規(guī)在藍(lán)色卡紙上畫一個(gè)半徑為11厘米的圓，剪下后，在圓的一側(cè)用量角器按序依次標(biāo)出度數(shù)；在藍(lán)色圓無刻度標(biāo)記的一側(cè)，距離圓心兩厘米處剪下一塊區(qū)域，將裁剪后的藍(lán)色圓放在硬紙板上，并在藍(lán)色圓鏤空處下方的硬紙板上涂抹膠水；用圓規(guī)在黃色卡紙上畫一個(gè)半徑為10厘米的圓，將圓剪下后，在圓上畫出66°34′N、23°26′N，0°、23°26′S、 66°34′S五條緯線，并標(biāo)出南、北極點(diǎn)；在黃色圓的左側(cè)，用記號(hào)筆連接南、北回歸線的末端，并沿線剪下；將裁剪后的黃色圓按照圓心對(duì)齊的方式疊放在藍(lán)色圓上方，在藍(lán)色圓鏤空處將黃色卡紙與硬紙板粘貼在一起；在紅色卡紙和黃色卡紙上剪下若干箭頭，并將這些箭頭粘貼在藍(lán)色圓內(nèi)有刻度的一側(cè)；用圓規(guī)在黑色卡紙上畫出一個(gè)半徑為10厘米的半圓并剪下；將黑色半圓按照圓心對(duì)齊的方式疊放在黃色圓上方，且需擺放在藍(lán)色圓無刻度標(biāo)記的一側(cè)，并在黃色圓剪裁處將黑色半圓與藍(lán)色圓沿0°緯線粘貼在一起；把工字釘放在圓心處將藍(lán)、黃、黑三色卡紙與硬紙板固定在一起。這樣，一個(gè)簡易的教具就做好了。

四、學(xué)科大概念視角下地理教具應(yīng)用探索

晝夜長短和正午太陽高度是高中地理教學(xué)的難點(diǎn)，受限于地理空間思維能力，學(xué)生對(duì)該部分的抽象內(nèi)容難以理解。以學(xué)科大概念為指引，通過自制地理教具模擬地球運(yùn)動(dòng)，可以使學(xué)生對(duì)該知識(shí)有直觀的體驗(yàn)和感知，有利于學(xué)生探索晝夜長短和正午太陽高度的變化規(guī)律，進(jìn)而理解地球運(yùn)動(dòng)的意義，深挖各種地理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、規(guī)律，并將其運(yùn)用到生產(chǎn)、生活中。貫穿“地理位置決定地理特征”這一學(xué)科大概念，嘗試將太陽直射點(diǎn)的緯度位置與地球表面不同緯度晝夜長短和正午太陽高度的特征進(jìn)行關(guān)聯(lián)。以“地理位置決定地理特征”為視角，制作地理教具，助力學(xué)生突破空間認(rèn)知的不足，發(fā)現(xiàn)太陽直射點(diǎn)所在緯度位置的變化引發(fā)的地球不同緯度的晝夜長短和正午太陽高度變化的因果關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)由一般地理概念論證得出地理學(xué)科大概念，促進(jìn)地理核心素養(yǎng)培育［4］。

在使用教具時(shí)，教師提醒學(xué)生，黃色半圓表示晝半球，黑色半圓表示夜半球，黃色箭頭表示太陽光線；藍(lán)色圓標(biāo)明角度的目的在于其可以表示任意緯度的太陽高度。教師操作模型，黃色圓保持靜止，而藍(lán)色圓和黑色圓移動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)黃色箭頭，模擬太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)，展示全球各緯度的晝夜長短和正午太陽高度隨太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)而變化的現(xiàn)象。在應(yīng)用過程中，由于所選取地點(diǎn)占據(jù)一定的地理空間，僅取其中心點(diǎn)所在位置的經(jīng)緯度坐標(biāo)作為該地的坐標(biāo)。

（一）探索直射點(diǎn)位置與晝夜長短變化特征

天安門廣場每天都進(jìn)行升降旗儀式，但升降旗的時(shí)間并不是每天都一樣：夏季的升降旗時(shí)間要早于冬季的升降旗時(shí)間。這是因?yàn)樘彀查T廣場升降旗的時(shí)間與當(dāng)天日出、日落時(shí)間一致，即每天的白晝和黑夜的時(shí)間是變化的。那為什么夏季的升降旗時(shí)間要早于冬季的升降旗時(shí)間呢？其中晝夜長短變化有什么規(guī)律嗎？

筆者在教具上確定徐州、悉尼的位置，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，利用教具模擬太陽直射點(diǎn)的來回移動(dòng)QwV7pcMxfkPyiqICFcpW+qSyp/g2Kw6e+GC8JSAX3+M=，觀察當(dāng)太陽直射不同緯線時(shí)，徐州和悉尼的晝夜變化狀況，并找出與徐州的晝夜長短變化情況相同的點(diǎn)的分布位置，完成晝夜長短變化比較。

學(xué)生在轉(zhuǎn)動(dòng)教具模擬太陽直射點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，可以直觀、清晰地觀察到當(dāng)太陽直射0°時(shí)，全球各緯度被黑色半圓遮住的部分占其緯線長的一半，即全球各地晝夜等長。隨著太陽直射點(diǎn)的南北移動(dòng)，位于同一半球、同一緯度的地方，晝夜長短相同，如徐州（34°N）和鄭州（34°N），無論太陽直射點(diǎn)如何移動(dòng)，兩地的晝夜長短始終相同。而位于不同半球、同一緯度的各點(diǎn)晝夜長短則相反，如徐州（34°N）和悉尼（34°S），當(dāng)太陽直射8°N時(shí)，徐州所在緯度的晝弧長度與悉尼所在緯度的夜弧長度相同，即徐州的晝長與悉尼的夜長相等。

通過教具演示，學(xué)生能更清晰、直觀地理解晝夜長短的緯度變化規(guī)律和季節(jié)變化規(guī)律。晝夜長短變化與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，并深刻地影響著人們的作息習(xí)慣。例如，前文提到的天安門廣場的升降旗時(shí)間，夏季時(shí)，太陽直射北半球，北半球各地晝長大于夜長；冬季時(shí)，太陽直射南半球，北半球各地晝長小于夜長，因而夏季的升降旗時(shí)間要早于冬季的升降旗時(shí)間。

（二）探索直射點(diǎn)位置與正午太陽高度特征

校園里旗桿的影長總是不斷變化的，不僅一天中不同時(shí)刻的影長不同，而且在不同日期的相同時(shí)刻影長也各不相同，影長的變化正好反映了正午太陽高度的變化。在我們的印象里，一天中旗桿的影長是先變短后變長的，正午時(shí)刻的影長最短，那在不同日期的正午時(shí)刻，旗桿的影長會(huì)發(fā)生怎樣的變化（正午太陽高度有什么變化規(guī)律呢）？

教師先在教具上確定徐州、鄭州、悉尼和班加羅爾的位置，引導(dǎo)學(xué)生使用教具觀察太陽直射不同緯線時(shí)教具上各點(diǎn)的正午太陽高度變化情況，找到當(dāng)太陽直射北回歸線時(shí)與徐州正午太陽高度相同的點(diǎn)的分布位置，根據(jù)教具上的刻度讀出各點(diǎn)的正午太陽高度數(shù)值，完成四個(gè)城市正午太陽高度變化的比較。

學(xué)生在動(dòng)手操作教具時(shí)可以觀察到：位于同一半球、同一緯度的各地的正午太陽高度相同，如徐州和鄭州，隨著太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)，兩地正午太陽高度始終相同；位于不同半球、相同緯度的各點(diǎn)正午太陽高度不同，如徐州和悉尼，隨著太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)，雖然兩地晝夜長短狀況相反，但是兩地的正午太陽高度沒有相同或相反的必然聯(lián)系；距離太陽直射緯線相同緯度差的各點(diǎn)正午太陽高度相同，如徐州和班加羅爾，當(dāng)太陽直射北回歸線時(shí)，徐州和班加羅爾距離北回歸線的緯度差相同，兩地的正午太陽高度也相同。太陽直射緯線時(shí)正午太陽高度始終為90°，正午太陽高度從直射緯線向南北兩側(cè)遞減。

此外，學(xué)生還可以觀察到：隨著太陽直射點(diǎn)在南北回歸線之間運(yùn)動(dòng)，當(dāng)太陽直射北回歸線時(shí)，北回歸線及以北地區(qū)距離太陽直射緯線的距離最近，即正午太陽高度達(dá)到一年中的最大值，南半球各地距離太陽直射緯線的距離最遠(yuǎn)，即正午太陽高度達(dá)到一年中的最小值，如徐州的正午太陽高度此時(shí)達(dá)到一年中的最大值，悉尼的正午太陽高度達(dá)到一年中的最小值。位于南北回歸線之間的地區(qū)的正午太陽高度一年中會(huì)迎來兩次最大值，且最大值為90°。例如，當(dāng)太陽直射班加羅爾時(shí)，該地的正午太陽高度達(dá)到最大值，為90°。

通過學(xué)習(xí)正午太陽高度的變化規(guī)律，學(xué)生很容易歸納影長與正午太陽高度的關(guān)系：正午太陽高度越大，影長越短。因此，距離太陽直射緯線越近的地方，其正午太陽高度越大，影長越短。以徐州為例，一年中，當(dāng)太陽直射北回歸線時(shí)，徐州所在緯線與太陽直射緯線的距離最近，正午太陽高度達(dá)到最大值，旗桿的影長最短；而當(dāng)太陽直射南回歸線時(shí)，徐州所在緯線與太陽直射緯線的距離最遠(yuǎn)，正午太陽高度達(dá)到最小值，旗桿的影長最長。

五、結(jié)語

從大概念的教學(xué)功能來看，該教具設(shè)計(jì)理念較好地體現(xiàn)了大概念的整合性，將研究問題整合為一個(gè)整體，使探究過程圍繞單元大概念進(jìn)行。從自制教具的制作實(shí)踐來看，該教具制作能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求。從自制教具的應(yīng)用實(shí)踐來看，該教具的應(yīng)用有利于學(xué)生建立空間概念，發(fā)展綜合思維，促進(jìn)地理核心素養(yǎng)的落實(shí)。由于本模型屬于演示類教具，以教師的操作演示為主，學(xué)生的參與感略低，因此可以安排學(xué)生課后自主制作教具，增強(qiáng)學(xué)生的參與感，提高學(xué)生的動(dòng)手能力與實(shí)踐能力。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

［1］ 韋志榕，朱翔.普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）解讀［M］.北京：高等教育出版社，2020.

［2］ 胡玉華.基于核心素養(yǎng)的學(xué)科大概念及其教學(xué)策略［J］.基礎(chǔ)教育課程，2021（12）：13-21.

［3］ 李剛，呂立杰.落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)：圍繞學(xué)科大概念的課程轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)［J］.教育發(fā)展研究，2020（Z2）：86-93.

［4］ 陸才穩(wěn).大概念視角的高中地理論證式教學(xué)研究［J］.中學(xué)地理教學(xué)參考，2022（23）：31-34.

（責(zé)任編輯 陳 明）