基于素養提升的“地球儀”制作與應用探索

周紅

摘 要：地球儀在地理教學中用途廣泛、功能強大。本文從知識準備、材料、制作方法步驟等方面探討如何引導學生制作簡單的、能演示地球自轉等現象的地球儀并指導學生應用地球儀，地球儀自制實踐有助于提高學生的動手能力，培養學生的學習興趣，增強學生的成就感，更好地培養學生的地理實踐力。

關鍵詞：素養;地球儀;制作;應用

阿基米德曾經說過：“給我一個支點，我就能撬起地球”。他沒有找到這個支點，而地理教師卻是“大力士”，能夠把“地球”托起（圖1），這個“地球”就是地球儀，它是按照一定的比例縮小了的地球模型[1]。地球體積龐大，而人的視角有限，因此地球儀是學生邁向神秘地球世界的階梯。德國航海家、地理學家貝海姆發明了地球儀。將地表事物通過地球儀直觀地呈現給學生，便于學生更好地認識地球和地表事物的分布、形狀等。人教版地理教材七年級上冊第一章第一節“地球與地球儀”從靜態的角度研究地球和地球儀，為后續課程的學習創造了條件[2]。

一、認識地球儀

地球儀是一種“坐在”底座上的球體，且自轉軸傾斜、沿自轉軸能自由旋轉、按一定比例尺縮小了的地球模型。比例尺越大，縮小程度越小，球體體積（半徑）越大;比例尺越小，縮小程度越大，球體體積（半徑）越小。

地球儀按用途分為：經緯網格地球儀、政區地球儀、地形地球儀、示意性地球儀、教學地球儀、工藝禮品地球儀、大型展示地球儀等;按產品材料與功能分為：紙質地球儀、塑料地球儀、樹脂地球儀、石質地球儀、金屬地球儀、實木地球儀、磁懸浮地球儀、古典工藝地球儀、電子點讀語音地球儀、視頻地球儀等。

地球儀是學習地理的工具，在地理教學中具有重要的作用，可用來演示地球自轉方向（時針方向）、地球公轉、地轉偏向力作用方向、地軸傾斜方向和角度、認識經線和緯線、緯度和經度的劃分、讀取地理坐標、地球形狀、海陸分布、大陸的形狀和位置、半球的劃分、晝夜更替、地方時和區時、地表大尺度重要地理事物的分布、判讀地表兩點的相對位置、量算兩點間的實地距離、計算區域面積等。應用地球儀進行教學可培養學生的空間想象能力，邏輯思維能力和動手操作能力。

組織制作地球儀，不僅可以幫助學生建構地球認知，而且可以激發地理學習興趣，培養地理空間思維，提高學生的動手、動腦能力，落實地理核心素養中的地理實踐力。

二、制作經緯網格地球儀

1.制作地球儀的必備知識

“1軸2（種）線3個點?！薄?軸”是指地軸（經過南北兩極和地心的地球自轉軸）?！?（種）線”是指經線和緯線，經線，也叫子午線（圖2），連接南北兩極，指示南北方向，且與緯線垂直，是等長的半圓;過地球球心垂直于地軸的面為赤道平面，赤道平面與地表的交線為赤道。緯線（圖3）是與赤道平行、與地軸垂直的圓，周長自赤道向兩極遞減，到南北兩極縮小為一個點，即南極點和北極點，緯線指示東西方向?！?個點”是指北極點、南極點和地心（地球的球心）。

讀圖2，0°經線為本初子午線，它經過英國格林尼治天文臺舊址，為經度劃分的起始線。以0°經線為準，以西為西經度（W）、東為東經度（E），西經度向西遞增到180°，東經度向東遞增到180°;180°經線為國際日界線;一條經線圈由兩條經線組成，經度之和為180°;20°W經線和160°E經線組成的經線圈為東西半球的分界線。赤道為0°緯線，是緯度劃分的起始線，也是南北半球的分界線。以0°緯線為起點，向北遞增到90°（北極點），為北緯度（N）;向南遞增到90°（南極點），為南緯度（S）。地軸是傾斜的，且傾斜方向和角度不隨季節變化，地軸與水平面的夾角約為66.5°（圖4）。

2.制作地球儀的必備材料

準備白色泡沫球（根據自己喜好選擇體積、材質不同、能畫經緯線的球體）、鐵絲、橡皮泥、彩色水筆等。其目的是制作出能旋轉、地軸傾斜且能演示地球特性的地球儀，并運用合適的方法將“地球”擺到桌子上來研究（圖5）。

3.地球儀的制作過程（步驟）

第一步，在準備好的球體上畫出南、北兩極，赤道和0°經線;以0°經線為準，每隔30°畫出經線;以赤道為起點，每隔20°畫出緯線。①繪制緯線。一般在工廠生產時球體中間都有一個接縫，如乒乓球，將該接縫作為赤道，用彩筆畫出，并標注“赤道”和“0°”，取一根彈性系數極小的細線量出球體上赤道的周長，截取一半，找到該段線的中點，使該段線的中點與赤道相交且垂直，該段線兩端點與球面的交點為南北兩極，并用彩筆標出，其中一個點為北極點，標定90°N，另一個點為南極點，標定90°S。再取與球體上赤道等長細線的1/4，將其9等分（相鄰兩個點之間的緯度差為10°，共8個等分點，包括兩個端點在內共10個點），并標出等分點，將該段線的一點端點（看作第1個點）放在球體赤道上，另一個端點（第10個點）與北極點重合，該段線與球面相貼，沿著該段線上的8個等分點，從球體上的赤道開始找到第3、5、7、9個點，并在球體上畫出對應點，過第3、5、7、9個點平行于赤道繪制標注出20°N、40°N 、60°N和80°N緯線，同理繪制和標注20°S、40°S、60°S和80°S緯線。在此基礎上用虛線畫出南、北回歸線（23.5°S、 23.5°N）和南、北極圈（66.5°S 、66.5°N）（圖6）。②繪制經線。首先確定0°經線，取一根彈性系數極小的細線連接南北兩極，繞球體一周，用彩筆沿細線畫一個圓，確定其中一條為0°經線，另一條就是180°經線，并在球體上標出經度。0°和180°經線把赤道分成兩等份，再將這兩等份為6等份，每個等分段占30°個經度，在球體赤道上標注等分點，連接南北兩極和每個等分點，且垂直于赤道畫出經線。從0°經線起向東依次標出30°E、60°E、90°E、120°E……用同樣的方法畫出西經度的經線并標注度數（圖7）。

第二步，用圓規在南、北極各鉆一個小孔，然后將鐵絲從球體小孔中穿過（圖8）。

第三步，在貼近南、北兩極的傾斜鐵絲處，用膠布將球體固定在鐵絲上，防止球體沿鐵絲上下滑動，并確保球體能自由旋轉。將鐵絲彎曲成如圖9所示形狀（鐵絲與水平面的夾角為66.5°），然后將北極方向伸出的鐵絲彎曲成半圓，固定在南極以下，下面包裹上橡皮泥，以便地球儀能夠放置于桌上（圖10）。

三、地球儀的演示和應用

學生利用自己制作的地球儀，可以親近、觸摸“地球”，感受成功的喜悅;也可用地球儀演示地球自轉的時針方向、地轉偏向力的作用方向等，從而感受地球儀的強大用途和功能。

1.演示地球自轉的方向

地球自轉方向為自西向東，利用地球儀演示地球自轉方向，自西向東轉動地球儀，從北極上空看，地球自轉的時針方向為逆時針方向（圖11）;從南極上空看，地球自轉的時針方向為順時針方向（圖12）。由于站立的位置不同，方位不同，時針方向也不同，圖13為北極上空看的逆時針方向，圖14為南極上空看的順時針方向。

2.演示地轉偏向力的作用方向

由于地球自轉，地球表面的物體在沿水平方向運動時，其運動方向會發生一定的偏轉，促使物體水平運動方向產生偏轉的力叫地轉偏向力。假設地球不自轉，將地球儀的地軸豎直，在圖15的A點處滴一滴紅色墨水，觀察其運動方向，發現其在重力作用下，將沿經線向正南方向運動;在圖16的A點處滴一滴藍色墨水，迅速自西向東轉動地球儀，觀察其運動方向時發現，偏離經線，并向右（背對其初始運動方向，也就是圖15中的運動方向）偏轉。同理演示赤道和地球南半球表面的物體在沿水平方向運動時的偏轉方向。即北半球向右偏轉，赤道上（經線互相平行）無偏轉，南半球向左偏轉。

參考文獻：

[1] 陳國平.《地球和地球儀》教案設計[J].中學地理教學參考，1998（Z2）：15-16.

[2] 張祖強.“地球儀及其經緯線”教學設計（人教版）[J].地理教育，2011（Z2）：47-48.