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“天气系统”图表利用建议

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大气运动是高中地理教学的核心内容,而天气系统是大气运动的主要教学内容之一。“运用简易天气图,简要分析锋面、低压、高压等天气系统的特点”是高中地理课程标准对“天气系统”知识点的教学要求。百度百科将“简易天气图”定义为“气象站进行天气预报的一种辅助工具,依据气象台的天气广播,将某一时间的天气形势和主要天气系统及天气实况用规定的符号填绘在特制的地图上而形成的一种图表”。笔者尝试以“简易天气图”为课堂教学内容的载体,并辅以其它图像和表格的镶嵌,广泛采取联系和比较的手法,探求实现“天气系统”的图表法高效教学。

一、利用“海平面气压场图”,实现课题导入

天气系统是学生全新的研究课题,教师可依据“中国天气网(http://.cn)”提供的公共服务“即时”产品“海平面气压场分布”,利用课件展示“北太平洋最近日期的海平面气压场分布图”(图1),引导学生观察“海平面等压线”、“高压中心”、“低压中心”、“冷锋”、“暖锋”、“天气系统中心及移动”和“台风或热带风暴”等图例。明确告诉学生,通过本节课学习,能初步看懂这一类“简易天气图”。这种出示“简易天气图”方式,既能准确体现课标,帮助学生初步了解“简易天气图”的形式和内容,又可作为简洁有效的新知导入方式。同时,还可继续依据该图,调整教材编排的教学顺序,先安排“高压中心”和“低压中心”教学,再完成锋面系统教学。

二、利用“海平面气压分布图”,实现新旧衔接

从学科知识基础来看,学生已经了解海陆分布对气压带、风带的影响,知道1月亚洲低压将副热带高气压带切断,7月亚洲高压将副极地低气压带切断,根据最近发展区理论,教师可先提示学生回忆在何处曾经接触过气压中心,再出示“全球海平面气压分布图”,利用旧知“全球海平面气压分布”来衔接新知天气系统中“低高压系统”的教学。以7月为例,引导学生绘制此时“亚洲低压”和“夏威夷高压”周围附近各四个地点(图2)的风向,最后自主或合作完成基于表格的气旋和反气旋的知识建构(表1)。

三、利用“台风卫星云图”,实现直观比较

展示影响我国和澳大利亚的台风(飓风)卫星图片,引导学生观察并设问:图3和图4卫星图片上的天气系统分别是气旋还是反气旋?给出判别的理由;两张卫星图片上天气系统的气流水平运动状况有何不同?分析产生的原因。

通过直观的图像观察和互动交流,学生自主、合作来认知气旋运动的共同特征:水平方向辐合,垂直方向上升。并再次强化地转偏向力、南北半球偏转方向的差别。

四、利用“台风移动图”,实现动静相宜

学生很容易混淆台风的运动路径、台风影响区气流的运动方向以及台风影响区某地点的风向,不少学生认为台风向哪边运动,风就向哪边吹。教师若能提供动态的台风移动路径及台风水平方向气流运动图,可有效帮助学生积极主动、直观形象、完整清晰地辨别上述三个地理名词。打开中国台风天气网,进入专业查询栏目,选取2010―2014年某一具有代表性的台风作为研究学习案例,如选取201311号超强台风“尤特”,使用“录屏软件”录下用于为学生提供探究情境的片段。也可使用截屏软件,截取某个时段台风运行抵达的空间。以使用“截屏软件”为例,如图5,引导学生利用图像分组探究:指出超强台风“尤特”移动路径,并描述其从生成到登陆我国的运动方向;当其中心位于马尼拉东侧时,马尼拉的风向如何?受其控制区域,近地面气流水平运动特征如何?气流垂直运动特征如何?受其控制区域,气流水平运动呈逆时针还是顺时针?气流水平运动方向与各地点的风向之间有何关系等。

五、利用“锋面气旋图”,实现异型转换

教师提供“北半球近地面等压线分布图”,明确图中等压线数值由内向外递增,引导学生在图6自主或合作绘出A、B、C、D处风向,并判断AB间、CD间气团的冷暖性质和气团的移动方向如图7。引导学生自主或合作归纳,两处的分界面(锋面)各以何种性质的气团命名较为合适,并分析原因,实现从低高压系统到锋面系统的天气系统的异型转换。教师依据学情来确定是否提出“锋面气旋”概念。引导学生结合课本,达成基于表格的冷锋和暖锋的知识建构(表2)。

学生完成后,教师补充提问:若冷暖气团势力相当,则锋面移动的方向如何?又该如何为该锋面命名?引导学生自学教材,探究讨论准静止锋的结构、识别、过境天气及在我国的时空分布。

六、利用“简易天气图”,实现知识迁移

考虑学生的基础和能力差异,教师可为学生提供不同层次、不同设问难度的“简易天气图”,考查区域可以是中国,也可以是国外。

例如,图8为“某日近地面天气形势简图”,较为简单,可以设问甲、乙、丙、丁四地的气压排序,风力最大的地点,甲处的风向;也可设问图示锋面系统过境后,北京的天气变化;还可设问图中气压最低值的数值范围及中心气流垂直运动和四周气流水平运动的特征。

例如,图9(a)为某日08时海平面气压分布图(单位:百帕),(b)显示④地24小时内风的变化,图中包含气压分布和某地风的变化,较为复杂,可以设问①和②的风速比较,①和③的云量比较,②和③的气压比较,②和④的气温比较;也可根据(b)显示④地24小时内风的变化,设问锋面通过④地的时间、可能的时段等。

再如,图10为“2013 年5 月15 日14:00 欧洲部分地区海平面等压线分布图”,考查背景为国外区域,可以设问图中天气系统的名称,描述甲、乙、丙、丁四地天气状况及其成因。

七、利用“我国东部雨带纬度分布图”,实现能力提升

天气系统控制或影响产生的天气跟人类生活密切相关,是学生每天都要接触的生活知识。课堂上引入对生活中天气实例分布的剖析,有利于提高学生的学习兴趣,也有利于学科知识的巩固和能力的提升。

例如,图11为“我国东部锋面雨带正常年份位置变化图”,可以设问:雨带位于“e、f”时,导致长江中下游缺水而影响农作物生长的常见天气系统名称及天气特征;雨带位于30°N时,“清明时节雨纷纷,黄梅时节家家雨,雨滴梧桐秋夜长,清风细雨湿梅花”等诗句描述的降水与其相关的有哪些等。

再如,图12为“我国夏季某月雨区分布图”,可以设问:该月份长江中下游的天气主要特征怎样,在该地区控制的天气系统常被称作什么天气,其与图11锋面雨带的位置有怎样的关系等。

八、利用“长江流域梅雨演变图”,实现价值观升华

长江中下游地区的梅雨天气,是我国长江流域重要的天气现象,学生依据雨带分布规律,往往形成每年一到6月中下旬都会出现梅雨天气的相对僵化的观念。教师可以此为切入点,利用1950年后“长江中下游梅雨开始和结束日期演变系列图”(源自“中国兴农网”) 如图13,引导学生合作探究,描述2009―2012年长江中下游梅雨开始和结束日期的差异,试用“早梅”、“迟梅”、“短梅”和“空梅”来一一对应。

教师进一步引导学生分析这一现象产生的原因,帮助学生建立我国季风的不稳定性、我国东部季风区水旱灾害频繁、我国农业水利工程量大等自然和人文知识点之间的联系,理解地理的“综合性”和“地域性”两大特点,学会在特定的时间和空间维度思考地理问题,形成“用发展变化的观点看世界”的科学价值观。