二、地理演示设计实例

1.天文及球知识演示例 1：寻找北极星

演示器材：投影幻灯机、画有大熊星座、北极星和仙后星座的幻灯片(图

45)

观察步骤：

将幻灯片置于投影幻灯机上，开机后将图像放映于白色银幕或教室的天

花板上，再指出寻找北极星方法：①将大熊星座中北斗一和北斗二两颗星的间距做为 1 个距离单位，在两星连线的延长线上 5 个单位距离处，即是北极星。②北极星又位于开阳与阁道三两星的连线上。

例 2：恒星日与太阳日演示

演示器材：恒星日与太阳日演示器(自制)

制作方法：按书图取一适当大小木板做底板。用一红色灯泡代替太阳，

用一半圆形球体表示地球。“地球”与“太阳”之间用三夹板长条相连，中间画一太阳光线。“地球”要求能够自转及公转。过“地球”极点画一色彩鲜明的经线圈，并画一红点。余皆照书图上恒星及光线，在恒星下方 A、B 处钻两孔以便“地球”定位。装置见图 46。

演示步骤：

先演示恒星日概念。将“北半球”上的红点对准太阳光线及其上方恒星，使红点位于上中天位置。

将地球一面逆时针方向自转，一面使其公转至 A 处，使恒星光线再次到达上中天，此即为一个恒星日。再将自转着的地球公转至 B 处，使太阳光线再次到达上中天，这就是一个太阳日。然后分析两种自转周期的不同点及产生差异的原因。

例 3：昼夜及昼夜更替的演示(1)

演示器材：平行光源(直立的碘钨灯或强力手电筒)、透明仪或废弃的圆形灯泡)及小地球仪各一个。(见图 47)

演示步骤：

用象征太阳的光线的平行光线先后照射透明地球仪及小地球仪。可得出昼夜的产生是由于地球是个不透明的球体，与地球自转无关。

然后再照射自西向东旋转的地球仪，以说明昼夜更替的原因是由于地球的自转。

例 4：地球自转与昼夜更替演示(2)

这是表演型演示。演示过程是利用简单的象征性物体作为演示道具，通过教师的形体表演而得出结论。这种演示很能活跃课堂气氛。

在讲到地球自转产生昼夜更替后，学生往往产生“没有地球自转就不会产生昼夜更替”的错误概念。为此，教师可提出以上错误概念作为问题，学生会分为两派，一派认为有，一派认为无。

此时，教师可以一指定物为“太阳”，自己为“地球”，围绕“太阳” 面向同一方向作逆时针绕转，以示“地球”并示自转。边绕转边指出朝向“太阳”的为昼，另一侧为夜。当绕转一周后，学生自然会得出“地球不自转也会产生昼夜更替，不过周期为一年而已”的结论，树立了地球自转产生以 24

小时为周期的昼夜更替这一正确概念。(图 48)

图 48

这种表演型演示还可运用到“为什么在地球上只能看到月球的同一面” 等现象上。

例 5：地方时的演示

演示器材：地球仪一个，一端粘有橡皮泥的彩色小木棒 4—5 枚，编号为A、B、C、D。

演示步骤：

以学生所坐各纵行表示太阳光线。先在面对学生方向的地球仪上粘上第一枚小木棒 A，引导学生得出该木棒所在经线为正午 12 时。再在木棒 A 的东面和西面先后粘上木棒 B 和 C，可得出 B 时间大于 12 时，C 小于 12 时。最后在与 A 同一经线上粘上木棒 D，说明同一经线上地方时相同。

与此同时，还可以引导学生计算出每隔经度 15°，地方时相差一小时。(见图 49)

图 49

这种演示，不但形象、可行，而且可避免时区、区时等概念出现，节省了教学时间。

例 6：太阳高度角概念的演示

演示器材：太阳高度角演示仪(自制)

制作方法：用一约 40 厘米的圆形木板作为地平面。过中心画一十字垂线，四端注明方向。在东、西两端装一活动的、与圆板半径相同的半圆形铁环，此环即为太阳周日视运动的路线。环上装一红色圆球以象征太阳，用一橡皮筋将圆木板中心与红色圆球连接起来，此橡皮筋代表太阳光线，木板圆心处即是观测者。(见图 50)

演示步骤：

将铁丝环倾斜，使红色球沿环自东向西方向移动。指出：地平面与太阳光线之间的角度即为太阳高度角。当角度最大时，即为正午太阳高度角。

例 7：太阳高度的测定

演示器材：太阳高度角测量仪(自制)

制作方法：先按适当尺寸做一形似量角器的半圆形刻度盘。在刻度盘直径平面右上方安装一两头透光的细圆筒。左端装一与刻度盘垂直并与圆筒成一直线的坚板。板上画一与圆筒内径相同的圆圈。再将此刻度盘固定在有支架的底座上。要求刻盘能上下活动。刻度盘圆心处吊一重垂线。装置见图 51。

演示步骤：

将测量器圆筒一端对准太阳(注意：不要用眼睛直接看太阳)，调整角度，使光线从圆筒中通过时正好与竖板上圆圈大小相吻合，重垂线所指出的角度，即为此时太阳高度角。

例 8：四季的形成演示

演示器材：四季演示仪(自制)，晨昏圈及黄道面指示板各一块。

制作方法：取一边长为 80 厘米的正方形木板，上画一半径约为 35 厘米的正圆。以圆心为中心，画两条相互垂直的十字线，与圆交点处分别注上春分、夏至、秋分和冬至四个节气名称。圆心处竖一直杆，上装与底板上相对应的四条涂上红漆的细铁丝，代表太阳直射光线。用木条将一小地球仪(下装一小木块)与圆心连接，并使之旋转自如。装配时，应使太阳直射光线在四个节气时符合要求，即春秋分时指向赤道，夏至和冬至时分别指向北回归线和南回归线，且小地球仪上应用颜色突出赤道、南北回归线和极圈。装置见图52。

图 52

晨昏圈指示板与黄道面指示板做法相同，都是用硬纸板按小地球仪大小在中部挖洞。分别涂黑白两色的就是晨昏圈指示板；全涂黄色的为黄道面指示板。

演示步骤：

先将演示器面对学生斜放。然后按逆时针方向使地球依次公转至四个节气处，观察太阳直射点的位置，并用晨昏圈指示板演示昼夜长短变化的规律。同时亦可用另一小地球仪演示假如黄道平面与赤道平面重合，太阳直射点总是指向赤道，则无昼夜长短的变化，也无四季变化，从而表明黄赤交角是引起太阳直射点做南北周年运动的原因，也是产生昼夜长短变化和四季更替的原因。

例 9：地球形状形成原因的演示

演示器材：离心力演示器演示步骤：

图 53 中圆环为离心环，演示中代表地球。

转动离心力演示器，使离心环由西向东旋转。当达到一定转速时，由于惯性离心力，离心环逐渐变扁。

大气知识的演示例 1：对流的形成

演示器材：对流演示器，蜡烛，蚊香

该演示器亦可自制。方法是在一面装有玻璃的长方形木盒上方开两个孔，装上两个圆筒状的“烟囱”即可。见图 54。

演示步骤：图 54

将点燃的蜡烛放在盒中一个圆筒下，点燃蚊香并分别置于两个圆筒之中，可观察到盒内有蜡烛处，烟絮向上飘动，而另一圆筒的烟絮则向下流动，这说明对流运动的存在，也能证明冷热不均产生了热力环流。

例 2：大气中含有水汽的演示

这是运用物理原理设计的地理演示。此类演示很多，仅举其中一种。演示器材：大气筒，空盐水瓶及盐水瓶橡皮塞，自行车胎上的气门芯。器材的装配：将盐水瓶橡皮塞中心打孔，把自行车胎上的气门芯装上即

可。装置见图 55。演示步骤：

将改装好的盐水瓶塞塞住空盐水瓶。用打气筒将气打入瓶中，直至瓶塞耐不住瓶内的高气压而自动脱出瓶口为止。此时可看到瓶上立即冒出白色的雾状水汽。这就是瓶内空气中所含水汽形成的雾。

图 55

为安全起见，可以在打气筒打了若干次后，用手拔出瓶塞，亦可得到同样的雾气。

这个演示的原理是：当打入空气后，空盐水瓶中充满了过量的空气，使瓶内空气体积被压缩。当瓶塞脱出后，压力突然减小，空气体积在极短时间内迅速扩大而放出热量，促使空气急剧降温。在低温下，瓶内空气中的水汽很快达到过饱和状态而凝结成许多半径极小的水滴——雾，从而证明了水汽在空气中的存在。

例 3：海陆热力性质差异的演示

演示器材：250 瓦白炽灯一盏，装满同体积水和沙子的烧杯各一个，温度计 2 只。装置见图 56。

演示步骤：

演示前向学生指出：灯代表太阳辐射，烧杯中的水象征海洋，而沙子代表陆地。

演示前先测量水与沙子的温度。因为都处于室温中，温度应相同。然后将两只烧杯并列置放，上面用白炽灯照射一段时间，再用温度计测量水与沙的温度，可知沙比水的温度上升幅度大。待自然冷却数分钟后，温度测量的结果将是沙比水降温幅度大。

例 4：风及季风形成的演示

演示器材：体积较大的玻璃缸一个，装有沙及冰块的小玻璃皿二个，少

量食盐，大玻璃缸上的木盖一块，盖中心钻一小孔，蚊香一截。装置见图57。

演示步骤：

将装有沙子的玻璃皿加热至烫手程度，放入大玻璃缸的一侧；随即将装有冰块的玻璃皿放入另一侧，并在冰上撒入食盐(若在 100 克冰中加入 33 克食盐，温度可降至—21℃)。再将大玻璃缸用木盖盖好。稍停片刻合，将点燃的蚊香从盖上的中心孔送入，可见烟絮会向装有热沙的玻璃皿方向飘去。风形成的演示就成功了。

若将两玻璃皿位置对调，烟絮流动方向则相反，这就是由于高低气压中心转换后形成的季风。

当然，在演示前，教师必须讲清冷热不均产生高低气压中心，及海陆热力性质差异而造成海陆在冬夏季节中高低气压中心转换的基础知识。

例 5：大气中氧气的存在及比例

这是运用化学原理进行的地理实验。

演示器材：玻璃水槽，上下直径相同的玻璃杯，蜡烛，水。装置见图 58。图 58

演示步骤：先将小截蜡烛用烛泪粘在水槽中央，再向水槽注入约 3—4 厘米。将玻璃杯倒扣在蜡烛上，量出水面在杯上的高度。取出后，将玻璃杯水面以上高度分为 5 等分。将蜡烛点燃后，迅速再将玻璃杯倒扣在蜡烛上，当杯内助燃的氧气烧光后，烛光熄灭，生成的二氧化碳逐渐溶于水中。不久，水在玻璃杯中因受大气压强作用而升高到原水面的五分之一处。从而可知大气中有氧，约占大气容积的五分之一。

水文知识的演示

例 1：承压地下水及自流井演示

演示器材：玻璃连通器。见图 59。演示步骤：演示前应讲解连通器中稍高处的漏斗为补给区，另一端为排泄区。注水前，将最低处尖嘴玻管用橡皮塞住。注入蓝色水时，使水位正好与排泄区管口相平。让学生观察承压地下水的埋藏条件及承压水位，再继续向补给区灌水，排泄区源源出水，此即为泉水。在继续灌水的同时，将位于承压水位以下尖嘴玻管的橡皮拔去，水即喷出而成为自流井。若在补给区注入少量红色水，则玻管中的水色变浑，说明补给区被污染后，会影响整个地下水的水质。若将连通器固定在画有相应地层剖面图的木板上，该演示将更加形象。例 2：风海流的形成演示器材：投影幻灯机，风海流演示器(自制)，碎花生皮。装置见图 60。演示器用透明的有机玻璃制成。图中 4 根尖嘴玻管及橡皮管与洗耳球分别组成南北半球“信风”及“西风”的发生器。图中横线是用红玻璃纸贴上的“赤道”。腰形容器外侧全部涂黑，防止漏光。演示步骤：

图 60

先将水放入容器中，水面上放一些细碎的花生皮(也可用一些剪碎的蜡纸屑代替。一般纸屑因无油性，流动时会因与有机玻璃摩擦产生静电而被吸引，影响演示效果)。置演示器于投影幻灯上。开机后，用手挤压洗耳球以产生风力，促使水体流动。花生皮随水漂流，可以指示水流方向，从而在银幕上显示出与洋流模式图相似的反气旋型环流。

例 3：密度流与补偿流的演示

演示器材：煤油，水，密度流与补偿流演示器(自制)。

制作方法：取一长约 40 厘米、宽约 20 厘米的长方形乳白色有机玻璃，两侧用透明有机玻璃各做一扁长形容器。容器上方最好在相同高度处粘一红色线条，以指示液体的高度。

两扁长形容器上方用玻管相通；下方用玻管及防酸皮管相连，皮管中间装一铁夹开关。装置见图 61。

演示步骤：

将两容器分别装上相同质量的煤油和水，据红色线条可知，比重小的煤油水位较比重大的水的水位高，以证明同样质量下密度小的液体水位比密度大的水位高。
开启铁夹开关，此时即可观察到煤油从上方玻管中流向密度大的装水容器中，这就是密度流的产生。
随着装水容器中煤油的增加，水则逐渐下降形成下降补偿流。下降补偿流则使深处液体压强增大而流向装煤油的容器中，形成水平补偿流，从而导致装煤油容器中产生上升补偿流。

该演示不仅说明了密度流的产生，也同时演示了补偿流的产生和种类。演示还帮助学生复习了帕斯卡关于液体压强与深度关系的原理，有利于知识的横向联系。

例 4：影响海水盐度大小因素的演示

这是联想型演示。该法仅利用某些象征性演示器材，利用学生已有的知识，在演示中启发学生的联想而得出正确的结论。

演示过程中，可以向一大杯加有蓝色的所谓“海水”中倒入淡水，随着蓝色变淡，说明这其实是一种使盐度减少的稀释作用。同时启发学生产生联想：产生对海水稀释作用有几种方式？结论是降水与河水。用一灯泡表示太阳辐射，则可得出太阳辐射可使海水温度升高，增加了蒸发量，可增加海水的盐度。再将热水代表暖流注入“海水”，亦可联想到暖流也使水温增高，加大了蒸发量，也可增加海水的盐度。

可以看出，以上演示仅是利用一些象征性事物表演一下过程，通过演示启发学生联想而已，实质上属于一种假定演示。