怎样引导学生真正深入探究?

一、教师故弄悬虚，学生尝试设计

必修I第一章第三节“地球运动”中的“活动”设计了测当地经纬度的实验步骤，但考虑到学生会按部就班照做，依然不能深入领会其原理，因而故弄悬虚地说课本中的设计需改进，布置各活动小组自行设计最简单可行的方案并在秋分日实践操作。

第1小组活动设计方案如下。

实验原理：经度与时间相关，纬度与正午太阳高度相关。

实验材料：长度2m的直杆一根、卷尺一把、手表一块、粉笔、函数计算器（或三角函数表）。

实验步骤：①记录日影最短出现的时间（t）

②测出一天中的最短日影长度（l影）

计算公式：经度=120°E-（12-t）×15°

纬度=arctan■

第2小组实验设计方案在原理、材料、步骤与第1小组相同，只是第2小组设计了记录表格如表1。

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第3、4两小组直接照抄课本“活动”设计步骤。

二、适时适度点拨，引导深入探究

检查各小组设计方案后，估计第1、2小组会有问题不断出现，计划操作时应多关注。第1小组秋分日实践活动时首先出现问题：当小组成员将杆立在操场上，看到时刻在变的影子就傻了眼，茫然不知所措。“何时才会出现最短影子？”“怎么确定某时刻测得的影长为当日最短日影？”看到操场上仍在有条不紊操作的第2小组，教师决定带第1小组加入第2小组，请第2小组组长讲解他们如何找最短影子及出现时间。第2小组通过11：30后每隔15分钟测量一次影长并记录时间（见表2），再根据表格数据及变化规律找出最短影长及出现时间，最后通过计算公式求出结果为（34°N、116°15′E）。

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教师点拨：告诉学生用手机定位该地为（30°40′N、107°45′E），分析其差值产生的原因，并向学生提出问题引导探究。

（1）为什么确定11：30后所测到一天中影长最短？

（2）11：30后每隔15分钟测一次测到的8次中影子较短是否就是当日最短日影？

（3）能否据一天中日影长度和方位的变化规律快速找到最短日影？

两小组同学开展讨论：

关于问题（1）

·位于北京西侧的点在北京时间12时后出现日影最短。

·位于北京东侧的点在北京时间12时前出现日影最短。

·如果相距北京很远怎么定时间？

结论：此方案关于实验具体时间段在任意地区不能确定，不可行。

关于问题（2）

·每隔15分钟测一次测的8次中影子较短的第4次也很难确定是最短日影。

·从表中数据看出一天中日影长度关于正午对称相等。

结论：此方案由于影长只能是很接近一天中最短，测到的纬度也只能是一个大概数。

关于问题（3）

·据一天中日影长度和方位关于正午对称相等，利用对称性，确定正午影子方位（正南/正北）。

·第二天实测中当影子方位变到与昨日正午影子方位重合时，即为当日影子最短，记录影长。

改进实验步骤：

（1）在空旷地上，立杆O点，用粉笔画出以O为圆心，半径分别为1、2、3、4、5、6、7、8m的同心圆。

（2）当杆影端点落在任一圆上时，描点A；等杆影再次出现在该圆上时描点B。

（3）将OA、OB连线，作∠AOB的角平分线OC。（如图1）

（4）第二天，观测日影与OC重合时，记录影长（l）和北京时间（t）。

三、归纳总结原理，逐步引申拓展

实验结束，引导学生总结实验运用了哪些地理原理。

实验总结：经度与时间相关，纬度与正午太阳高度相关；上午、下午日影长短及方位关于正午对称相等；一天中正午日影最短，影长与太阳高度负相关。

引申拓展：借助实验绘制的日影日变化图，分析古人“立竿见影”的妙用。

拓展练习：图2为某日我校旗杆日影变化图，OP为旗杆，OA、OB为杆影，∠AOC与∠BOC相等。

（1）该日为 季（冬、夏）。

（2） 为日出影长。

（3）该日昼长为 小时。

教师反思：第1、2小组学生通过实验践行自己的推断，即使失败，但不服输的探究兴趣被调动起来，经历挫折的成功更使他们兴奋不已。与直接按照书上设计步骤验证操作的第3、4小组学生相比，他们不仅知道该如何测当地经纬度，还清楚每步实验运用的地理原理，更重要的是可培养细致观察地理现象、发现地理问题等能力，激发探究热情和学习兴趣，掌握地理研究的方法和策略。