○ 凯里市第三中学 吴桥美

高中课堂上的实验以模拟实验为主，主要是教师现场操作、学生观看，或者是教师在课前将实验录制成视频在课堂上播放给学生观看，这种做法只能称为演示实验，而非真实的实验，地理实验的主体应是学生，应由每位学生或者小组独立进行。正午太阳高度角的相关知识难度较大，于是就以测算凯里三中正午太阳高度角为例，组织学生测量一天早、中、晚某物的影长并推测出太阳高度角，及一段时间内凯里正午影长的测量并推算出太阳高度。通过动手实验，观察现象才能使学生获得更深刻的理解，能更好地掌握其知识点，这也是新课程标准的具体体现与要求，符合素质教育与应试教育的统一。

一、高中地理实验教学难以开展的原因

高中地理课时相对较少，高一、高二每周2课时，并且高一要完成的教学任务有《必修一、二、三》，要在课堂上完成实验时间上是不允许的，自然地理部分对学生的空间思维能力要求较高，难度较大，再加上初中阶段对地理的不重视，导致高一地理教学存在较大困难，学生对空间概念、地理图表的判读能力很低，实验更是少之又少，动手能力较低，因此学生对知识的把握也存在偏差，导致成绩不理想。于是在教学过程中，尤其是难以理解的、抽象的知识点，教师应改变其教学方法，能动手实验的就不用动画视频代替，注重对学生动手能力的培养。

二、归纳高中自然地理部分中涉及的实验

高中自然地理部分涉及的实验较多，其中主要包括以下十六个实验：（1）测算某地一天中不同时刻的太阳高度角及一段时间内的正午太阳高度角；（2）证明热力环流的存在；（3）季风成因的实验；（4）实验验证海陆风的存在实验；（5）模拟大气温室效应的小实验；（6）海陆热力差异；（7）常见的天气系统；（8）低压（气旋）与高压（反气旋）；（9）大气对太阳辐射有削弱作用，对地表有保温作用；（10）演示昼半球、夜半球和昼夜交替现象；（11）风海流、密度流；（12）褶皱和断层；（13）沉积物分选的实验；（14）风的搬运作用；（15）水土流失实验；（16）地转偏向力的存在小实验。

三、以测算凯里三中某天不同时刻太阳高度角及一段时间内正午太阳高度角为例

1.实验用具

凯里三中三栋教学楼前的羽毛球场及球场上羽毛球柱，卷尺一把，电子表一块（精确度越高越好），三角函数一本（有的值查询不到，只能利用百度查询或者计算器计算），不可水洗碳素笔两支，白纸和彩色笔若干，指南针。

2.计算地方时

指导学生利用网络、查阅资料等方式查询凯里的经纬度，经查询凯里的坐标为（26.56°N，107.98°E）之后计算出当凯里正午及当地地方时为12∶00，北京时间应为12∶48。

3.测量影长并推算太阳高度角

（1）测量一天中不同时刻的影长

2021年12月1日，在凯里三中三栋教学楼前羽毛球场，利用羽毛球柱（杆子）作为测量的对象（羽毛球柱高度固定，位置固定可以避免很多误差的出现），测出杆子高度为153厘米，测出北京时间10∶10影长为276厘米，北京时间12∶48影长为178厘米，北京时间16∶40影长为289厘米。测量过程中利用不可水洗碳素笔在球场上标出杆子的影子顶点所在位置且记录上日期。之后利用三角函数tanH=杆长/影长（其中H为不同时刻的太阳高度）计算出一天中不同时刻的太阳高度。即北京时间10∶00的太阳高度为29°，北京时间12∶48的太阳高度为41°，北京时间16∶40的太阳高度为28°。由此可推测一天中太阳高度的变化是由小变大再变小，影长是由长变短再变长。

（2）测量一段时间内正午时刻的影长

分别于2021年11月25日、26日、27日、30日，12月1日、3日、21日北京时间12∶48测量出凯里三中羽毛球柱杆子影长分别为172厘米，175厘米，177厘米，178厘米，180厘米，182厘米，190厘米，之后利用三角函数tanH=杆长/影长（其中H为不同日期正午太阳高度）计算出不同日期正午太阳高度。即11月25日的正午太阳高度为41.34°，12月1日的正午太阳高度为41.27° ，12月21日的正午太阳高度为39°。由此可以得出当太阳直射南半球时，即从11月25日到12月1日这段时间内杆子的影长变长，且正午太阳高度角是变小的。我们可以得出结论，太阳直射点向南移动时，太阳直射点距离凯里市越来越远时，正午太阳高度是变小的；又由于在测量的过程中，每一次测量都用不可水洗碳素笔在羽毛球场上标记了杆子影长顶点的位置，标记的位置在一条直线上延伸，几乎没有偏离，由此可以看出凯里三中羽毛球柱在一段时间内正午影子是在一个方向上延伸，利用指南针测出影子所在方向为正北方，即可以推测连续这段时间凯里26.56°N当地正午时太阳位于正南方向。

4.本次实验的收获

通过本次实验，我们收获较大，主要有以下几个方面：第一，激发学生的学习兴趣；第二，提高学生的动手能力及培养了学生的团队协作精神；第三，课堂上难以攻破的难点，通过实验能很好地得到解决。具体涉及的知识点有：（1）学生不清楚地方时的计算，原来老师不管怎么讲，他们都是模糊的；（2）太阳与影子的关系：太阳方向与影子方向始终是相反的，这一点学生是清楚的，但是太阳高度与影子长短的关系弄不清楚，通过实验，知道太阳高度与影子成反比，即太阳高度越大，影子越短，反之则反；（3）23°26′N以北地区正午太阳始终位于该地的正南方，这一知识点，学生之前始终不能理解，通过实验，看了他们标注的凯里正午12时连续一段时间影子位置均在一条线上延伸后，便一目了然，该知识点也不攻自破了；（4）一天中太阳高度是由小到大再到小；（5）太阳直射南半球时，且距离凯里三中越来越远，正午太阳高度角是越来越小的，反之则反；（6）根据一天早、中、晚太阳高度的测量可以推测出当天太阳的日出日落方位。

5.实验存在的问题

本次实验看似简单实则有较大难度，主要表现在以下几个方面：

（1）为了减小误差，我们活动选取的地点不变，为凯里三中三栋教学楼前的羽毛球场，以及羽毛球柱作为测量的物体，该物体的高度、位置均是固定不变的，为我们的实验提供了稳固性且大大地减小误差。但是该位置离教学楼较近，在对一天太阳高度的测量时早晚的测量受限——教学楼遮挡了阳光。

（2）该实验受天气的影响，只能在晴天才可以顺利进行，因此导致在一段时间内的测量上有间断的现象。