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数轴法进行地方时计算的应用研究

王瑞

内容摘要：

高中地理关于地方时的计算是重点，也是难点。如何突破这个难点？本文把数轴法和传统计算方法进行对比，从计算步骤和教学实验两个方面入手进行研究，得出结论。

正文：

高中地理人教版必修一第一章第三节《地球的运动》关于地方时的教学目标是：熟练掌握地方时的计算。传统的计算方法计算过程繁琐，思维过程抽象，对学生的能力要求比较高。而此时学生刚刚进入高一，知识基础比较薄弱，在进行本课的学习时，遇到的困难比较多。数轴法是本人在教学实践中研究出的一种计算地方时的新方法。为了对比两种计算方法哪种更易被高一学生掌握，本文从计算步骤、教学实验两个方面入手来进行研究，并将研究结果阐述如下：

一、计算步骤对比

（一）传统计算方法的一般步骤：

 1．计算两地的经度差：

（1）如果已知地和所求地同在东经或同在西经，则经度差=经度大的度数—经度小的度数

（2）如果已知地和所求地不同在东经或西经，则经度差=两地经度度数和（值小于180°时），或经度差=360°—两地经度和。（两地经度度数和大于180°时）

2．根据经度差计算地方时差。即：地方时差=经度差÷15°/H

3．根据所求地在已知地的东西位置关系，加减地方时差。即：所求点在已知点的东方，加地方时差；如所求点在已知点西方，则减地方时差。（学生要能准确判断两点的东西位置关系）

4．日期的变更：两地跨越了国际日期变更线，则日期要在自然变更的基础上减去或者加上一天。

下面以一道例题来说明：已知A点的经度为110°E，地方时是2015年12月28日10点，B地的经度为100°W，地方时是多少？

计算步骤：

1．计算经度差：A地在东经，B地在西经，经度数相加大于180°，则经度差的计算方法为360°-（110+100）=150°

2. 计算时间差：150°÷15°=10小时

3．判断两地的东西位置关系：两地一个在东经、一个在西经，且经度数之和为210°>180°，则位于东经的点在西，位于西经的点在东。所以B地在A地的东侧。

4. 计算时刻：因为B地在A地的东侧，所以时刻为10点+10小时=20点

5.  日期的变更：B地的时刻为20点，不超过24点，没有日期的自然变更。但从A到B地自西向东跨越了国际日期变更线，故日期应减去1天，所以最后结果为B地的地方时为2015年12月27日20点。

在计算过程中，难度较大的知识点有：（1）经度差的计算。（2）所求地和已知地的东西位置关系判断。（3）跨越了国际日期变更线的日期变更。

（二） 用数轴法进行地方时的计算时，一般步骤为：

1.画出一条数轴，数轴中心为0° ，两侧为180°（相当于展开的一条纬线），数轴左侧为西经度，右侧为东经度。在数轴上标出所求两地的经度位置。

2.根据数轴上两地的位置关系，计算两地的经度差。

3.根据两地经度差，计算时间差。根据两地在数轴中的位置，所求地在已知地的右侧，加时间差；所求地在已知地左侧，则减去时间差。

4．日期的变更：只需计算日期的自然变更，无需考虑国际日期变更线的日期变更。

仍以上题为例说明：

计算步骤：

1．画出数轴，标出AB两点的位置。

2．根据数轴，计算两地的经度差值为100+110=210°。

3．算出两地的时间差为210÷15°=14小时

4．B地在A地的左侧，应为A地时间减去14小时，值为负数，则日期自然变更为前一天，故B地的时间为2015年11月27日20时。

从实例中可看出，数轴法比传统计算法更直观具体，学生可直接在既定的数轴上进行经度差的计算，地方时差的加减。避免了传统计算法抽象的想象。有效减低了传统计算法中三个难点的难度。 具体来说：（1）经度差的计算。传统计算方法要根据两地所处的经度，进行加与减的计算。同为东经或西经时还较为简单，直接相减即可。不同在东经或西经时，较为复杂。这个步骤的计算要求学生有较强的空间思维能力。采用数轴法，直接在数轴上进行计算，直观具体。（2）东西位置关系的判断。在数轴上直接把两地标出，根据左右关系加或减经度差，无需进行东西位置关系的判断。（3）国际日期变更线导致的日期变更。数轴法所画的数轴相当于一条纬线，上面可标出两地的经度位置，180°（国际日期变更线）在两端。所以避免跨域日期变更线，只需计算日期的自然变更。

（二）教学实验对比

在教学实践中，本人采用了对比试验法。把学习基础基本相同、数量相同（30人）的两组学生作为实验对象。第一组学生讲授传统计算法。第二组学生讲授数轴法。讲授后，用相同的练习题进行检测。实验结果表明：第一组学生的平均正答率为63.75%，第二组学生的平均正答率为87.93%。并对两组学生进行跟踪实验：一个月后，第一组学生进行地方时计算时，正答率为36.27%；第二组学生正答率为74.15%。四个月后，第一组学生正答率19.76%，第二组学生正答率52.61%。一年后，第一组学生正答率17.63%，第二组学生正答率44.39%。

从教学时间成本投入来看，讲授传统计算法和例题的讲解共用时约40分钟。讲授数轴法和例题的讲解共用时约25分钟，比传统计算法讲解节约了15分钟。原因是讲授传统计算法时在经度差的计算、两点东西位置判断、国际日期变更线三个难点所花费时间较多。

本人对第三组学生同时教授了传统计算法和数轴法。在进行相关练习题计算时可自主选择计算方法。课后，对学生进行了调查问卷。内容为：你进行地方时计算时所选的方法为          ，原因是             。统计数据表明：100%的学生选用了数轴法，原因有：更简单、不容易出错、更好用、计算时间短等。

通过对数轴法的应用研究，得出结论：数轴法相较于传统的计算方法，对教师来说：更节省教学时间、降低教学难度。对学生来说：更容易被掌握，且遗忘率较低。所以，这种计算方法，更适合于初学地方时计算的高一学生。