河北唐山地南京冬至日太阳高度角与地平线成多少度

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-05-28 21:38 标签： 济南冬至日太阳高度角
从观测实验中培养学生的学习能力；华东师范大学附属周浦中学姜文涛；在高中地理教学内容中，有许多知识与学生日常生活、；地球的宇宙环境对地理环境的形成起着决定性的作用，；1、新学年开学之初的第一节地理课，我首先介绍太阳；于天顶时，它的高度为90°，称为直射；太阳高度小；然后让学生自己测量正午太阳高度角：如上图：在正午；ctgH=Y/X；2、从9月初开始观察观测，至
从观测实验中培养学生的学习能力
华东师范大学附属周浦中学
在高中地理教学内容中，有许多知识与学生日常生活、亲身体验有着紧密的联系。在教学活动中，如何把教学内容与学生的生活体验有机地结合起来，使学生学习生活中的地理，学习对自身发展终身受益的地理知识，是每一位地理教师都要深刻思考的问题。近几年来我尝试把生活中的地理与教学内容有机地结合起来，从培养学生观察观测能力入手，以提高学生地理空间思维能力、提高学生综合素质为抓手，取得了明显的教学效果，现将具体操作过程简介如下。
地球的宇宙环境对地理环境的形成起着决定性的作用，太阳是地球的生命之源，地球公转运动是地球上许多自然现象形成的根本原因，要让学生理解并且掌握地球公转运动及其地理意义，内容比较抽象。我从引导学生观察太阳升、落的方位，观测正午太阳高度角变化入手，让学生从观察观测中得出一年四季的变化规律，从而理解掌握一年中正午太阳高度角的变化和昼夜长短的变化规律，感悟四季形成的天文原因―地球公转，感悟人们日常生活中应用太阳高度角进行生产和生活活动的具体事例。
1、新学年开学之初的第一节地理课，我首先介绍太阳高度角，引导学生观察太阳的运动轨迹，学生不难理解每日白昼太阳高度角时刻在变化，从太阳升起，至正午太阳在正南方天空时（上海是北京时间11:56）达最大，傍晚太阳落下。每周观察一次太阳升起和落下的方位、观测正午太阳高
于天顶时，它的高度为90°，称为直射；太阳高度小于90°，而大于0°时为斜射；太阳位于地平线时，它的高度为0°。在一日内，太阳位于上中天（即当地地方时为12时）时，其高度达到最大值，称为“正午太阳高度”（H）。
然后让学生自己测量正午太阳高度角：如上图：在正午大约12时用杆长X垂直立在地面，测量影长，用三角函数求出：
2、从9月初开始观察观测，至秋分日（9月23日前后）至少观察观测了三次，第四周开始学
习地球公转及其地理意义时，学生通过观察观测已经得出了日出日落方位、时间、昼夜长短、正午太阳高度的变化规律，总结出如下结论：
①日出方位、时间：由9月初开始日出时间逐渐推后，由6时之前、方位由东偏北逐渐南移；至秋分日地方时6时（北京时间为5：56）为正东升起；然后逐渐南移（东偏南）。
②日落方位、时间：由9月初开始日落时间逐渐提前，由18点之后、方位由西偏北逐渐南移；至秋分日为18时正西落下；然后逐渐南移（西偏南）、18时之前而且逐日提前落下。；
③昼夜长短的变化：9月初开始由昼长夜短、昼渐短夜渐长―秋分日昼夜等长―此后昼短夜长而且昼渐短夜渐长，直至12月22日北半球冬至日昼最短夜最长的变化过程。
④正午太阳高度角逐渐降低，而且正午太阳在头顶偏南、正午人影朝向正北。
3、在进行地球公转及其地理意义的教学活动中，学生对昼夜长短和正午太阳高度的变化规律已经有了感性认识，学习起来就直观明了，加深了理解掌握的程度。这样通过学生提前观察观测，再进行教学活动，教学效果得到了明显提高，学生的学习能力也得到了培养。
4、正午太阳高度角的具体应用问题:
（1）太阳能热水器的安装倾角问题：
① 请问上海（31°N）在夏至日太阳能热水器集热板与地面的倾角是多少度？
② 请问要保证太阳能热水器在全年都有较好的集热效果，太阳能热水器与地面（或楼顶水平面）的倾角应保持在多少度之间？
解答：当太阳能热水器集热板与太阳光线相垂直时，集热效果最好，结合太阳能热水器的安装图，可以得出太阳能热水器集热板与地面（或楼顶水平面）的倾角是（见下图）：
正午太阳高度H=90o－|φ±δ|
即正午太阳高度H=90o-（所求地与该日太阳直射点的纬度差），因为直射点正午太阳高度为90o 太阳能热水器集热板倾角ａ＝90°－∠H＝90°－正午太阳高度
＝90°－〔90o－|φ±δ|〕＝|φ±δ|
第① 题：夏至日倾角ａ＝｜31°－23.5°｜＝7.5°
第②题：要保证全年都有较好的光照，倾角须在最小倾角和最大倾角之间，最小倾角为夏至时――7.5°，最大倾角为冬至时――54.5°，所以倾角应保持在7.5°和54.5°之间。
由上图不难看出：要使正午太阳高度与集热板相垂直，a＋H=90°,由此得出结论：
正午太阳高度与集热板与水平面倾角成反比关系。
（2）楼间距的推算问题：
例：在新规划周康航大型居住区，开发商欲建两栋南北向、高为h的住宅楼，为保证新建楼底楼全年都能照射到正午太阳光，两楼间的最短距离是多少？
解答：要使新楼底楼全年都能照射到正午太阳光，必须保证正午楼影最长时正好与底楼相切。对于北半球来说，正午物体影子最长出现在冬至日，所以上海冬至日时前楼正午的楼影长就是所求的最短楼间距。
① 求算冬至日正午太阳高度：H＝90°－｜31°＋23.5°｜=35.5°；
② 利用三角函数求算冬至日的正午楼影：L正午楼影＝H2ctg35.5°；
③最小的楼间距即为H2ctg35.5°。
5、在接下来进行学习其它教学内容的时候，继续让学生每两周观察观测一次，作好记录，在二分二至日附近必须观察观测，直至北半球夏至日（6月22日前后），二分二至日前后都进行了观察观测，6月29日地理学业水平考试时这一部分内容就掌握的比较好了。
通过组织学生进行观察观测活动进行地理教学，既培养了学生了解科学研究的基本方法、培养了学生观察观测能力，又培养了学生的学习兴趣、培养了自主学习能力，对培养学生的综合素质起到了重要作用，也充分体现了“二期课改”的教育教学理念，为学生提供学习经历并获得学习经验，培养了学生的创新精神和实践能力，也培养了学生的科学精神和人文素养。
教学反思：
1、 布置学生的观察观测任务一定要有检查、有落实，每个学生都必须进行观察和观测，有
困难的同学教师要利用个别辅导的办法帮助学生完成。
2、 在学生观察观测的基础上，配合一些能力提高的练习题，以达到培养学生分析问题和解
决问题的能力。
3、 对于在期中考试中相关内容回答不好的同学进行跟踪观测，再回顾以前学过的内容，达
到巩固提高的目的。
（该论文2012、1获得浦东新区论文评选三等奖）
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