小議地理與物理的聯(lián)系

地理學(xué)是研究人類生存和發(fā)展的地理環(huán)境以及人類和地理環(huán)境關(guān)系的科學(xué)，在高中的分科教學(xué)中，地理屬于文科科目。但是必須看到文科科目地理與理科科目物理是兩門聯(lián)系十分密切的學(xué)科 ，天文學(xué)本來就是物理學(xué)的一門分支 ，而天體的運(yùn)行，地球的物質(zhì)運(yùn)動與變化，又往往涉及到物理學(xué)、地理、天文多學(xué)科知識。一方面，深刻理解某些天文、地理問題很大程度上依賴物理知識的運(yùn)用；另一方面，天文、地理又為某些物理規(guī)律的獲得提供大量詳實(shí)、生動的背景材料。因此打破地理與物理的學(xué)科壁壘，加強(qiáng)學(xué)科間的聯(lián)系、滲透 ，是符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律和當(dāng)今社會對人才的需求的。然而，目前高中地理與物理間的知識存在脫節(jié)現(xiàn)象，使得某些部分的教學(xué)留下知識空隙，這不利于提升學(xué)生的綜合思維能力。因此在高中地理教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)與相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系，讓學(xué)生真正把知識融匯貫通。下面就用一些具體的案例來說明高中地理與物理知識聯(lián)系的緊密性。

案例1：將物理知識“比熱”概念遷移引入到地理教學(xué)中，深入理解季風(fēng)的成因。

比熱的物理學(xué)定義為單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度降低1℃或升高1℃所放出或吸收的熱量，是物質(zhì)的物理屬性。這一概念學(xué)生在初中時就已學(xué)習(xí)過，由這一概念可知，比熱容大的物質(zhì)，吸收或放出相同的熱量溫度升高或降低的幅度都小。因此當(dāng)教師講到東亞及南亞季風(fēng)的成因時，如果能把比熱的概念引入，將會極大地降低該知識點(diǎn)的難度，幫助學(xué)生快速理解并掌握季風(fēng)的成因。下面，以東亞季風(fēng)為例來分析。

季風(fēng)中以東亞季風(fēng)之所最典型，是因?yàn)闁|亞地區(qū)背靠世界上最大的大陸——亞歐大陸，面臨世界上最大的大洋——太平洋，海陸熱力性質(zhì)差異懸殊導(dǎo)致的。

具體而言，因?yàn)楹Ｋ谋葻嵋汝懙卮螅韵陌肽?，亞洲大陸溫度上升快，形成熱低壓——印度低壓，而北太平洋溫度上升慢，形成冷高壓——夏威夷高壓，在水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用下，形成了從海洋吹向陸地的東南季風(fēng)。同樣的道理，冬半年，亞洲大陸上降溫快，形成冷高壓——蒙古西伯利亞高壓，而北太平洋上降溫慢，形成熱低壓——阿留申低壓（，在水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用下，形成了從陸地吹向海洋的西北季風(fēng)。這就是東亞冬夏季風(fēng)的成因，具體請參考課上的本圖東亞、南亞夏季風(fēng)形成示意圖

需要指出的是，南亞季風(fēng)的成因中除了海陸熱力性質(zhì)差異外，還包括氣壓帶與風(fēng)帶的季節(jié)性移動，南亞的夏季風(fēng)主要是由于東南信風(fēng)向北移動到達(dá)北半球向右偏轉(zhuǎn)形成的。

案例2：將物理中的“左右手定則”加以演變以破解地理難點(diǎn)。

在學(xué)習(xí)常見的天氣系統(tǒng)時，氣旋與反氣旋氣流的水平流動方向與氣流的垂直流動方向的關(guān)系特點(diǎn)，學(xué)生掌握起來難度較大，可將物理學(xué)習(xí)方法“左右手定則”遷移至此處，幫助學(xué)生破解難點(diǎn)（圖1）。

前提：北半球右手，南半球左手。

右手判定法則的應(yīng)用：伸出右手，拇指與其余四指垂直，然后其余四指握向水平氣流的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，大拇指的指向即為氣流的垂直運(yùn)動方向。

左手判定法則的應(yīng)用跟右手定則相同，只不過要換成左手。

案例3：風(fēng)的形成。

風(fēng)的形成是高中地理必修一第二章第三節(jié)的一個重點(diǎn)內(nèi)容，更是難點(diǎn)，如果不借助其它學(xué)科的支撐輔助進(jìn)行講解，將很難達(dá)到理想的教學(xué)效果。那么如何才能突破這一難點(diǎn)呢？答案就是借助于物理上的力的合成與力的平衡原理。具體可以分三步循序漸進(jìn)，逐步引導(dǎo)學(xué)生理解掌握風(fēng)向的兩種情況。

第一步：若僅受大氣水平氣壓梯度力的作用，風(fēng)向如何？

第二步：受水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用，風(fēng)向如何？

第三步：受地面摩擦力、水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用，風(fēng)向如何？

根據(jù)力的平衡原理，第一步，由于僅受水平氣壓梯度力的作用，故風(fēng)將沿著水平氣壓梯度力的方向加速運(yùn)動下去，但這種假設(shè)是不存在的。第二步，風(fēng)受到水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用，因?yàn)樗綒鈮禾荻攘Φ姆较蚴遣蛔兊?，所以在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下，只有當(dāng)在風(fēng)向偏轉(zhuǎn)到與水平氣壓梯度力大小相等方向相反的時候風(fēng)才能穩(wěn)定的運(yùn)行下去。這正是高空風(fēng)的受力情況，最終風(fēng)向與等壓線平行。第三步，是近地面風(fēng)的受力情況，因下墊面對風(fēng)的摩擦阻力比較大，不可忽略，所以風(fēng)最終的穩(wěn)定運(yùn)動是要達(dá)到三力平衡的時候，最終風(fēng)的方向是與等壓線斜交。

另外，需要借助物理知識來突破的地理難點(diǎn)還有很多，例如在講地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動速度規(guī)律的時候，可以借助于開普勒第二定律；在講解地球自轉(zhuǎn)的角速度與線速度時，需要提前向?qū)W生介紹物理學(xué)中角速度與線速度的概念……，總而言之引導(dǎo)學(xué)生用物理的基本知識來解決地理問題，對地理教學(xué)有著的幫助和意義。