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浅谈高中地理解题中的数理化思维

更新时间:2018-08-16 所属栏目:论文范文

作者:陈奕新 来源:考试周刊 2018年61期
  摘 要:本文针对当前高中地理解题中涉及的一些数理化方法进行剖析,同时辅以较典型的例题进行说明,意在尝试对某些传统思维方式的题型进行一些新思维方式的探索,也说明在地理教学及解题中将其他学科知识融合的重要性。
  关键词:高中地理解题;数理化思维;例题分析;旧题新解
  地理是一门文理融合的学科。高中阶段的地理中的“理”科知识,主要集中在自然地理部分。譬如地球运动(自转与公转)、时间的计算、太阳高度角及气候、洋流及各种等值线图等,理科特色鲜明。这部分的知识需要应用到一些理科的思维方法,如数学、物理、化学及生物等学科知识都有不同程度的体现。在解题上,相应地也会牵涉到理科思维和方法,下面结合具体一些题型来说明。
  一、 应用数学方法解题
  地图中常遇到比例尺的问题。有的学生总是很难理解这样的表述:“相同图幅的两张地图,比例尺大的表示的实际距离小,内容比较详细,比例尺小的地图表示的实际距离大,内容比较简略。”这句话通常不好理解,也不容易记住,更不用说将它应用于解题。但如果我们采用数学方法,可能会取得不一样的效果。比如我们可以尝试用数学方法来解下题:
  例題1 下列四幅图中各图等高距相同,则有关a、b、c、d处坡度大小的说法正确的是
  A. a=b=c=d
  B. a>c>d>b
  C. b>d>c>a
  D. c>b>a>d
  这是一道常见的等高线图形题目,要比较四张地形图上的坡度大小,用上述常规的方法不好解释,这时如果借助数学中的三角函数tg或ctg来理解则既直观又简单。如图所示:
  我们可以把坡度看成是图中的α角,等高距看成图中的H,比例尺的分母看成图中的L,坡度的大小即可视为tgα的大小。当
  tgα值较大的时候,则其坡度也较大,而tgα=H/L是非常容易求得的。因此,当我们比较等高线地形图坡度的时候,其实就转化成在比较四幅图的tgα值的大小。这样就将一个看似困难的问题,转化成一个简单的数学比较问题。计算结果:
  a处的坡度为H/50000
  b处的坡度为H/500000
  c处的坡度为H/100000
  d处的坡度为H/200000
  比较结果a>c>d>b,故本题的正确答案是B。
  昼夜长短与纬度的关系是一个困扰学生的老问题了,在教材上并没有特别的说明。为了解决这个问题,下面我们尝试用数学的球面三角方法加以解决。
  例题2 求北半球任意任一纬度在任意时间的昼长
  应用经过推导得出的昼夜长短与纬度的计算公式:(推导过程略)
  T(昼长)=24*(1-arccos(tgθ*tgα)
  T(夜长)=24*arccos(tgθ*tgα)
  (其中θ代表太阳直射点的纬度,α代表当地的纬度,南半球θ、α为负号)举个例子说明,例如我们要求40°N在夏至日的昼长,因夏至日太阳直射在23.5°N,故将相关数据代入计算可得该地该日的昼长为15小时1分,夜长用24小时减去即可,同理可求其他任意纬度的昼夜长短。
  二、 应用物理方法解题
  解题中经常会碰到诸如地球运动角速度与线速度、引力与合力、物态的变化等等,都会用到不少物理原理和方法。
  例如,在解释地球绕日公转时,为什么靠近日点公转速度快,而远日点公转速度慢呢?此时完全可用物理学的开普勒第二定律来解答:“任一行星和太阳之间的连线,在相等的时间内扫过的面积相等。”故离太阳远的位置,公转速度快,离太阳近的位置,公转速度慢,这样才能保证两处相同时间内扫过的面积是一样的。
  再比如,如何解释行星日与太阳日的区别?
  本题关键是应用物理学中的参照物,如果是选太阳为参照物,则地球自转一圈是24小时,如果选远处同一恒星为参照物,则时间变为23时56分4秒。
  此外,在解释南北半球的气旋与反气旋的旋转方向相反的时候,可用物理的地转偏向力来解答,北半球向右偏,南半球向左偏,结果就很清楚。由此可见,地理与物理知识在很多方面都是融合相通的。
  三、 应用化学方法解题
  比如如果来理解云贵高原地形崎岖,喀斯特地貌(石灰岩溶地貌)广布呢?可结合化学知识来解释。这种地貌之所以容易受到流水溶蚀,形成地下溶洞和裂隙,通过化学反应方程式:CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2和Ca(HCO3)2CaCO3↓十CO2↑十H2O,就能很好理解这种富含碳酸钙(CaCO3)岩石地貌的形成过程。
  又如,在环境保护中如何来消除酸雨的危害呢?现代交通工具及工业生产过程中排放的大量废气,含有大量的硫氧化物、氮氧化物以及氟氯烃,危害大气环境。如果在生产过程中,通过化学手段回收SO2,那么,可制成工业原料硫酸,既消除了污染,又将污染物回收利用,一举两得。为了方便理解这部分内容,可借助化学方程式:2SO2+O22SO3;SO3+H2OH2SO4。另外,诸如水体富营养化等一些常见环境的问题,应用化学方法也能得到很好的解答。
  综上所述,地理中应用“数理化方法”来思考解题的确是广泛存在的,,而且有时能起到意想不到的效果。因此,将各种数理化知识融合于地理的解题中,充分调动各种“理”科思维,做好“理”性分析,老题应用新方法,可改变传统的思维模式,更好地解决地理中碰到的各种问题。
  参考文献:
  [1]乔永海.高中地理和物理交叉部分的教学研究[J].物理教师,2002(9).
  [2]成锦波.“数学思维”在地理解题中的运用[J].地理教育,2006(1).
  [3]姜婉莹.文科中的理科——关于地理学习的一点感受[J].地理教育,2003(5).
  作者简介:陈奕新,福建省漳州市,福建省漳州市芗城中学。


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本文标题为:浅谈高中地理解题中的数理化思维
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