一、研究背景

　　高中《地理(选择性必修1)》中指出：“选定的参照物不同，1日的时间长度略有差别，名称也不同。”[1]以太阳和恒星为参考，“1日”的长度为何不同?如果地球自转和公转方向发生变化，“1日”又有何变化?

　　对于该教学内容，学生难以理解，其原因大致有三点：一是作为参照物的太阳和恒星，距离地球都极其遥远，学生不明白为什么将恒星视为相对地球的空间位置不变，却认为太阳相对地球位置有移动;二是地球运动是自转和公转的叠加，运动状态复杂，学生难以理解不同运动状态对自转周期的影响;三是天体运动尺度大、视域宽，学生受空间思维能力所限，很难将如此宏观的宇宙事物和现象“尽收眼底”。

　　对此，笔者曾经采用展示图讲解、多媒体视频播放、学生模拟演示等方法尝试突破该教学难点，结果都收效甚微，学生依然似懂非懂。经过多年摸索、实践、研究，笔者自制了太阳日与恒星日演示仪，通过巧妙放置恒星模型、利用电机正反转控制“自转”运动状态，形象直观地模拟演示出了自转周期的形成，分析了太阳日和恒星日的差异，成功突破了教学难点。该教具对培养学生的逆向思维、发散性思维等高阶思维能力具有积极作用，教学因此取得了非常好的效果。

　　二、设计意图

　　三、原理和材料

　　四、制作方法

　　五、创新点分析

　　六、在地理教学中的应用

　　本演示仪可以通过调节控制开关，演示地球不同运动状态下太阳日和恒星日的形成及差异，下面以演示地球自西向东自转和公转为例，说明其在地理教学中的应用。

　　教师将地心、P点和太阳位置复位到如图3所示的位置，将开关⑥拨到0档，开关⑤拨到1档，演示仪开始模拟地球自西向东自转和公转。

　　当地心、P点、恒星位于同一直线时(见图4)，关上开关，引导学生观察地心、P点、恒星、太阳是否在同一直线上。

　　得出结论：地球自转一周360°，地心、P点、恒星位于同一直线上，此时P点相对于恒星旋转360°，实际时间为23时56分4秒，即恒星日。但P点、恒星、太阳未在同一直线上。

　　教师继续将开关⑤拨到1档，当地心、P点、太阳位于同一直线上时(见图5)，关上开关，引导学生观察P点转过的角度。

　　得出结论：以太阳作为参照物，P点需要多转一定角度(实际为59′)，因此太阳日比恒星日长(约3′56″)。

　　此外，教师还可引导学生利用演示仪自主拨动开关，探究不同自转与公转情况下(如自转和公转方向都是自东向西、自转和公转方向不同、有自转无公转或者有公转无自转等)，太阳日和恒星日的形成及差异，以此启发学生变换视角、运用逆向思维等解决问题，培养其创新思维和地理实践能力。

　　参考文献

　　[1] 普通高中教科书地理(选择性必修1)[M].北京:人民教育出版社,2019:2.

吴济廉　深圳市龙华高级中学教育集团高中部