王承娜
地轉(zhuǎn)偏向力是地理教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)之一,本文重點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)分析的角度,探討地轉(zhuǎn)偏向力教學(xué)中可采用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。
地球自轉(zhuǎn)偏向力,又叫“地轉(zhuǎn)偏向力”,最早源于法國(guó)科學(xué)家科里奧利(Coriolis)以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)提出的“科里奧利力”(簡(jiǎn)稱“科氏力”),這種力產(chǎn)生于地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),即地球進(jìn)行自轉(zhuǎn)過(guò)程中,轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)物體會(huì)受到一種特殊力的作用,使地球表面物體發(fā)生不改變其本身運(yùn)動(dòng)速度但造成其水平方向的偏向的運(yùn)動(dòng)。由于地轉(zhuǎn)偏向力真實(shí)的存在性和科學(xué)性,成為地理學(xué)和氣象學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn),在教學(xué)中由于涉及深刻的數(shù)學(xué)和物理學(xué)知識(shí),一些教材上直接介紹并推出了地磚偏向里的數(shù)學(xué)表達(dá)式,或是從地貌、地概、水文、氣象等描述性內(nèi)容,缺少直觀上的體驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。本文重點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)分析的角度,探討教學(xué)中可行的地轉(zhuǎn)偏向力實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。
一、地轉(zhuǎn)偏向力實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義
實(shí)驗(yàn)教學(xué)法指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下通過(guò)動(dòng)手和實(shí)操進(jìn)行課本知識(shí)深化和驗(yàn)證的一種教學(xué)方法,是地理教學(xué)中較為常用的一種教學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)法運(yùn)用于地轉(zhuǎn)偏向力教學(xué),能夠使學(xué)生更加直觀的感受和體會(huì)地轉(zhuǎn)偏向力的概念及其應(yīng)用,不僅局限于課本上的抽象內(nèi)容,在理解知識(shí)的前提下深化知識(shí),強(qiáng)化記憶。
二、地轉(zhuǎn)偏向力實(shí)驗(yàn)教學(xué)的種類
(一)課堂演示型實(shí)驗(yàn)
課堂演示型教學(xué)強(qiáng)調(diào)教師在日常的地理教學(xué)中借用模型、道具、視頻演示等直觀的方式向?qū)W生演示有關(guān)地轉(zhuǎn)偏向力的知識(shí)一種實(shí)驗(yàn)方式。實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容可以包括證明地轉(zhuǎn)偏向力的存在、大小、偏向原因等問(wèn)題的演示。
(二)聯(lián)系實(shí)際型實(shí)驗(yàn)
聯(lián)系實(shí)際型實(shí)驗(yàn)方式需要教師熟悉日常生活中涉及地轉(zhuǎn)偏向力的例子,并生動(dòng)的傳授給學(xué)生,并通過(guò)課外活動(dòng)、社團(tuán)活動(dòng)、社區(qū)活動(dòng)等有效的形式進(jìn)行真實(shí)現(xiàn)象的演示和知識(shí)點(diǎn)提升。
(三)論證驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)
根據(jù)已有結(jié)論,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)數(shù)據(jù),讓學(xué)生在實(shí)際的動(dòng)手中論證已有的地轉(zhuǎn)偏向力知識(shí)的正確性和權(quán)威性,發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題,既有效加深學(xué)生對(duì)地轉(zhuǎn)偏向力的理解,同時(shí)激發(fā)學(xué)生自主思考的潛能。
三、地轉(zhuǎn)偏向力實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
(一)模型演示法
地球儀在地理教學(xué)中實(shí)為最常用的教學(xué)道具。對(duì)于地轉(zhuǎn)偏向力存在的證明,借助地球儀模型轉(zhuǎn)動(dòng)前后的情況對(duì)比可以較為直觀巧妙的表現(xiàn)出來(lái),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)主要如下。
1.教師可首先將地球儀北極朝上的用支架立在平穩(wěn)的桌面上,先在其北半球高緯度處滴上一至兩滴藍(lán)色墨水,觀察結(jié)果是:藍(lán)色墨水向低緯度方向流動(dòng)。
2.模擬地球自轉(zhuǎn):開(kāi)始自西向東的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)地球儀,并在剛剛藍(lán)色墨水的初始緯度處不同經(jīng)度的位置滴上一至兩滴黑色墨水,觀察黑色墨水的流動(dòng)方向,并與藍(lán)色墨水的流動(dòng)方向進(jìn)行對(duì)比。運(yùn)動(dòng)結(jié)果:兩種顏色的墨水在地表流動(dòng)方向存在一定的夾角,黑色墨水的流動(dòng)方向與原藍(lán)色墨水流動(dòng)方向比較發(fā)生了向右的改變。
(二)實(shí)操驗(yàn)證法
實(shí)操驗(yàn)證即將實(shí)驗(yàn)的實(shí)施權(quán)轉(zhuǎn)讓給學(xué)生,鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn),對(duì)地轉(zhuǎn)偏向力進(jìn)行探索與發(fā)現(xiàn),是實(shí)驗(yàn)課堂常用的手段與方式。運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析、推導(dǎo)并深化的過(guò)程是學(xué)生創(chuàng)新與創(chuàng)造能力培養(yǎng)的關(guān)鍵,因此在地轉(zhuǎn)偏向力實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程,可根據(jù)已有的研究成果和知識(shí)結(jié)論設(shè)計(jì)相應(yīng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。如要證明地轉(zhuǎn)偏向力的存在,可以設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。
1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:圓盤、小球、轉(zhuǎn)盤。
2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程:如圖1所示,取一個(gè)圓盤放置于靜止的轉(zhuǎn)盤底座上,同時(shí)在圓盤內(nèi)部讓小球從盤子中心O點(diǎn)向邊緣B點(diǎn)方向滾動(dòng)。轉(zhuǎn)盤靜止情況下,小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為線段OA,在A處做上標(biāo)記。此時(shí)如果逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)底盤并在此過(guò)程中重復(fù)剛剛的動(dòng)作,將小球從中心O點(diǎn)向邊緣B點(diǎn)滾動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間滾動(dòng),我們發(fā)現(xiàn)小球最終落點(diǎn)到了A1處,及不難發(fā)現(xiàn),由于圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)影響和改變了小球原有的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)軌跡。
(三)現(xiàn)象解釋法
現(xiàn)象解釋的實(shí)驗(yàn)方法強(qiáng)調(diào)教師運(yùn)用日常生活的具體現(xiàn)象進(jìn)行理論與實(shí)踐知識(shí)的融合并鼓勵(lì)學(xué)生在課余和生活中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。如由于地轉(zhuǎn)偏向力,許多沿地表水平面運(yùn)動(dòng)的物體都會(huì)受到其影響而產(chǎn)生非直線的方向偏移運(yùn)動(dòng),這種偏移體現(xiàn)在具體的生活中有很多現(xiàn)象待學(xué)生發(fā)現(xiàn)與驗(yàn)證。如以北半球?yàn)槔?,?dāng)打開(kāi)水龍頭向瓶中倒水時(shí),會(huì)看見(jiàn)水面形成漩渦,而漩渦的旋轉(zhuǎn)方向卻很少有學(xué)生關(guān)注,作為教師可以引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)操,并觀察漩渦旋轉(zhuǎn)方向,得到相應(yīng)的結(jié)論:由于北半球地轉(zhuǎn)偏向力的作用向右偏,因此漩渦由于受到該力的作用向順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。又如鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用地轉(zhuǎn)偏向力來(lái)觀察和分析車輛行人靠右行駛的規(guī)章制度的合理性問(wèn)題,通過(guò)分析,得到相比于其他北半球國(guó)家,我國(guó)采用靠右行駛的規(guī)定緩解一定的地轉(zhuǎn)偏向力上來(lái)說(shuō)具有一定的可行性等實(shí)用而發(fā)散性的結(jié)論。
四、結(jié)論
一個(gè)概念的提出,需要有強(qiáng)有力的事實(shí)作為依據(jù)。因此,在地轉(zhuǎn)偏向力教學(xué)中,對(duì)于地轉(zhuǎn)偏向力存在的驗(yàn)證是教學(xué)的基礎(chǔ)和第一步,然后才考慮到對(duì)地轉(zhuǎn)偏向力方向、大小及應(yīng)用的教學(xué),事實(shí)證明,整個(gè)教學(xué)過(guò)程通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式更加的直觀和易于學(xué)生接受,具有很強(qiáng)的可操性。
(作者單位:海南師范大學(xué))