冬至日，在校园中追寻那抹光与影--《正午太阳高度角与学校经纬度测量》观测实验

黄彩雯

南宁市第四十二中学高二学生地理观测实验活动冬至日，在校园中追寻那抹光与影--《正午太阳高度角与学校经纬度测量》观测实验为了深化课堂改革，实施“新课程”“新教材”，丰富学生地理实践活动，促进教学水平和学生地理实践力的提高，近日，在我校各级领导、体育组、地理教研组和生活教官的大力支持下，高二地理组开展了“立竿测影”的观测实验,在校园中测定正午太阳高度角与学校经纬度。 一、《正午太阳高度角、学校经纬度测量》课程的开发与设计 二、观测实验前的准备（一）发放实验课程设计并对学生进行指导 2023年12月20日，天空终于放晴，根据天气预报的预测，未来一周天气晴朗，我们迎来了2023年12月以来的最佳观测时期。高二地理组准备了许久的正午太阳高度角、学校经纬度测量终于有了观察实践的机会。观测实验活动负责人黄彩雯老师给高二（6）班、（7）班、（8）班、（9）班共10个小组的学生下发了实验设计及实验数据记录表，并组织学生进行观测前的培训指导，从实验目的、实验原理、实验步骤、准备工具、注意事项等方面解读了《正午太阳高度角和学校地理经纬度的测量》实验设计，特别强调了实验步骤和测量时要注意的问题。 终于等来了期待已久的主题活动，各班的地理学习兴趣小组兴趣盎然，预先来到场地进行位置的选择和实验方法的讨论。小组合作迅速准备好指南针、卷尺、标杆等工具，进入了测量状态。 小组讨论观测实验方法 三、室外观测实验实践活动 （一）第一天尝试观测，熟悉观测实验方法与步骤12月21日十点多，各小组积极来到办公室把准备好的标杆拿到球场上放置好，并于北京时间10：16画下第一个杆影，11点多，趁着下课时间学生又来到篮球场上进行杆影的记录。放学后大部分同学迅速吃完饭就赶往球场观测日影的变化，有一部分同学甚至拿着面包就早早来到球场观测，守着杆影与正北方向重合（即地方时12点）的时刻，期间大概每间隔10分钟记录下杆影位置、长度。完成测量后进行简单数据整理与计算。 选择标杆的位置并画好第一个杆影 学生描绘杆影、记录时间 （二）第二天--冬至日观测实验经过总结前一天测量的经验和教训，小组成员都掌握了一定的测量要领，稍微调整本小组的测量计划和方法。10点多各小组拿着标杆寻找位置并固定下来，并在观测过程中，认真画好杆影，做好数据记录。正午放学之后，各小组直接带着午饭来到球场，边吃饭边观测日影，生怕错过了最佳观测时间。地理组的老师们也早早来到了篮球场对同学们的观测实验进行指导，天时地利人和，万事俱备，就等待着地方时正午十二点的到来。期间老师给同学们再次强调了根据北京时间和地图定位的我校经度差计算我校正午时刻对应的北京时间的时刻值（12时46分），提醒学生观察这个时刻被测量物体对应的影长与太阳方位，并做好记录。 黄金欧、唐丽媛、黄彩雯等老师在指导学生如何观测、测量 心之所向，行之所往。永远不要低估热爱的力量，它让同学们顶着正午的太阳光，带着饭或者啃着面包，两天时间从12：15分坚守到13：30分，没有任何同学喊累。在测量的过程中，老师们都被同学们对待实验的认真和严谨态度所折服，对于测量中出现的数据误差，他们总会第一时间找到指导老师，并一起寻找原因。 学生在测量杆影、记录数据 冬至吃汤圆，美味暖呼呼“汤圆”是我们南方地区冬至必备的食品，“圆”意味着“团圆”“圆满”。测量结束后老师和同学们一起品尝暖暖甜甜的汤圆，共同感受中华传统节日的喜庆习俗。 四、学生原始测量数据处理与计算 观测过程中，各小组同学及时记录数据，并与指导老师进行讨论探究。 部分同学的数据记录与整理 五、观测实验结果探讨与成果展示观测实验测量结束后，各小组收集整理好数据，根据影长与测量实物的高度计算出2023年12月22日的正午太阳高度角，进而根据正午太阳高度的计算公式推算出学校的纬度位置。根据地方时正午十二点与北京时间十二点的时差算出经度差，进而算出学校经度位置。本次观测实践活动在实践数据和理论数据相互验证的基础上突破了教学中的难点问题，收获了意想不到的教学效果。 黄彩雯老师公开课，各小组代表展示实验成果 六、向阳而生，追光而行关于地球公转地理意义中正午太阳高度的应用，一直是教学中很难突破的教学内容，为了突破传统教学中死记硬背和机械刷题，教师通过研读《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订版）》，发现新课程标准中强调出现最多的就是地理学科核心素养。结合本节课的内容将本节课由课堂内实验模拟拓展到学生熟悉的校园，尽最大限度地引导学生在经历相对完整、规范的研究过程，让学生在观察、记录、操作实施、数据处理分析的过程中培养动手实践能力和求真求实的科学态度。尽管测量过程中存在一些误差、使用的一些实验工具不够严谨、科学，但能在真实的地理情景中运用所学知识解决预设问题的体验过程，学生的积极性很高，兴趣也很浓，学生们都感慨原来生活无处不地理啊！由此看来，地理教学真的应该从激发学生的内在学习动力入手，让学生成为学习的主体，在密切联系生活实践中解决问题，让学生掌握对其终身发展有用的地理就是学科核心素养的落地。通过本次的“光影”观测实践活动，让我们知道了有光的地方就有影，有影的地方必有光，因为有影光才会那么灿烂、那么耀阳，光能带来温暖、力量和生命，无论在生活中遇到怎样的困难和挫折，我们都要心有暖阳，无惧影长，向阳而生，追光而行。