2021-4-10 | 地理教学论文
一、数学思想
郑毓信在《数学思想、数学思想方法和数学方法论》一文中强调，数学思想是指人们解决问题时所使用到的思维方式与策略。而蔡上鹤认为，“所谓数学思想，是指现实世界的空间形式和数量关系反映到人的意识之中，经过思维活动而产生的结果，它是对数学事实与数学理论的本质认识”。由此可见，究竟什么是数学思想，并没有一个统一的答案，更需要结合实际，从不同的角度和层面来理解。结合本文主旨，我们认为数学思想是一种理性的认识，是对数学本质属性和共同规律的深刻认识。在中学地理教学过程中，即应侧重本质属性和规律的探讨。
二、案例分析
1.采用公理化思想解释日食与月食的发生
在学习日食与月食时，我们学到月球位于太阳和地球之间时为新月，地球位于太阳和月球之间时为满月。每次日食必然发生在新月时，每次月食必然发生在满月时，但是反之，每次新月（满月）时并不总是发生日食（月食）。学生对这一知识点比较难以理解。下面我们就借助几何中三点共线共面的知识来解释这一知识点。教学设计如下：教师讲解：日食（月食）发生的条件就是日、地、月在同一直线上，使得月球可以遮住太阳（地球可以遮住月球）。但是黄道平面（地球公转轨道面）与白道平面（月球公转轨道面）并不共面，它们之间存在一定的夹角。两平面相交形成一条相交线，如图1所示。所以只有日、地、月三者同时位于这一相交线附近时，才可能在新月（满月）时发生日食（月食），如图中B、D的位置。而地球位于公转轨道的其他位置，如图中A、C处时，日、地与月不在同一直线上，所以不会发生日食或是月食。
2.采用集合思想分析天体系统
天体系统中的各级，用语言表达为：地月系由地球及其卫星月球组成，是太阳系的一部分，太阳系包括太阳、八颗行星、矮行星、彗星、流星体及其他小天体，太阳系又是银河系的一部分，它与银河系外的其他恒星系共同组成银河系，银河系与河外星系共同组成总星系。看起来比较繁琐，所以可以借助数学集合知识来表达：{地月系}={地球及其卫星月球}，{太阳系}={太阳、八颗行星、矮行星、彗星、流星体及其它小天体}，{银河系}={太阳系、银河系外的其它恒星系}，{总星系}={银河系、河外星系}；从属关系：{地月系}∈{太阳系}∈{银河系}∈{总星系}
3.采用图像思想分析太阳直射点变化
图形是一个直观的东西，我们可以借助数学上的图像生动、直观地表达地理事物和地理现象的变化规律。这些可以使学生形成深刻持久的印象，也减少了学生的课业负担。图2是数学上常见的正弦曲线：横轴代表时间，周期为一年。曲线与横轴的焦点分别代表春分、秋分，最高点代表夏至，最低点代表冬至。纵轴代表太阳直射点的纬度位置。上半部分表示北半球，下半部分表示南半球，另外，上面的图像还可以用来记忆北半球正午太阳高度、获得太阳辐射多少、昼夜长短的变化规律，南半球的情况相反，这样，就将许多容易混淆的知识直观地集中在一个正弦曲线上。
4.归纳思想巧记地理数据
有些地理数据存在着数量上的相同或倍数关系相同，单独记忆比较困难，但把它们放在一起很容易记忆。如：黄赤交角、回归线的度数、热带和温带的纬度界限、太阳直射点的最高纬度位置都是23.5°；极圈度数、温带和寒带的界限、有极昼和极夜现象发生的纬度范围都是66.5°；秦岭—淮河既是0等温线通过的地方，又是800mm降水量先通过的地方；亚洲的海拔是1000m，香港的面积是1000km2，这两个数据就是1000，单位的区别学生早已知道。另外，我国南北长度和黄河长度都是5500km。现行地理教材中大部分地理数据都可以利用归纳的思想先建立数据点，再到数据线，最后形成数据网，可以大大提高教学效果。
5.逻辑思想分析地球上五带的范围
问：如果黄赤交角变大，地球上五带的范围将如何变化？解：{现在黄赤交角：23°26′；回归线纬度：23°26′；极圈纬度：66°34′}→{回归线的纬度=黄赤交角，极圈的纬度=90°-黄赤交角}→{黄赤交角变大}→{回归线纬度变高，极圈的纬度变低}→{热带和寒带将扩大，温带将缩小}。这是典型的运用逻辑推导解决问题的方式，逻辑推理与数学有密切的关系，我们关于逻辑推理的一般方法大都来自于数学。而必要的逻辑推理是解决任何地理问题都需要的，如果掌握得好，会有事半功倍的效果。
作者：周正朝 王若丹 单位：陕西师范大学旅游与环境学院 陕西省西安市铁一中