一种专门在暗中捣鬼拉偏的自然力量
文摘
2024-10-30 21:10
内蒙古
我一直从事高级中学的地理教学工作，遇见过许多爱问问题的学生。给每届学生讲有关地球方面的知识时，都要求每个学生买一个乒乓球，在球上标注出两个相对的点当作南北极点，画出几条连接两个极点的线，表示经线，标注出0°、180°、90°E、90°W。再画出几条与经线相垂直的线充当重要纬线，标注出0°、23．5°S、23．5°N、60°S、60°N、90°S、90°N。让学生们经常摆弄观察这个简易的地球仪，以强化头脑中有关地球的概念。这个地球仪体积小，可以揣在衣兜里，随时掏出来观察琢磨。有一次，我正在办公室里看书，一位叫周贺的学生拿着他的乒乓球乐呵呵地进来了。他说：“老师，赵本山在小品《给范乡长拜年》中，有一句台词，是不是不对？”他说：“‘瞎么杵子去南极，根本找不着北’一句。”他接着说：“你给我们讲课时说过，如果站在北极点上，只要是朝前看都是南，站在南极点上朝前看都是北。那他咋说去南极找不着北呢？”我顿了顿说：“人家也没说是在南极点上啊，说的是去南极，也就是正在往南极点那走着找不着北了。我跟你说，别说是一个瞎么杵子，就是探险家去南极或北极，有的还迷路找不着北或南呢。据说，有几位探险家曾经在北极地区遇到过这种情况。他们只管照直往前走，没调整方向，结果真的蒙圈找不着北了，在原地按顺时针方向直打圈圈，硬是到不了北极点。”周贺同学稍重地吸了一口气，歪下头皱了皱眉问道：“老师，那是咋回事？”我解释道：“这个问题不是三八两句话能说清楚的，后边我要在课堂上详细讲。现在给你简要提一下，是一种专门拉偏方向的力量在捣鬼作怪。这个力就是‘科里奥利力’。”我拿起笔在纸上写出了这五个字。然后接着说：“你一定要牢牢记住，它能使地球上除了赤道以外，所有水平运动着的物体，在前进方向上发生偏离，北半球向右偏，南半球向左偏。”我又接着说：“所以那几位探险家在北极地区蒙了圈，更何况人家说的是一个瞎么杵子。”正确地教育学生和传授知识，一节课讲什么，怎样讲，是教师仅有的一点儿权力。因为以后讲到大气运动、河流和洋流等地球水运动的知识时，都会涉及到科里奥利力。我觉得有必要提前讲这方面的知识。所以，第二天的地理棵，我便上成了专题课，专门讲这个力和它的作用。我的开场白是“地球之大，无奇不有。地球上有一种力量，专门在暗中捣鬼作怪，只要是水平前行着的物体，除了在赤道上东行或西行失灵以外，其它任何地方无不受它的影响。”然后把周贺同学叫起来，问他道：“这个力叫什么？”他立刻答道：“科里奥利力。”我要求他来前面把这个力的名字写在黑板正上方，他有些自豪的样子写了出来。我就捎把他写的当成了我授课的课题，并且在后面加上一个括号，在里边写出“地偏力”三个字，变成“科里奥利力（地偏力）”。我又让他向同学们说说这个力在南北半球，使前进物体所偏离的方向，他说道：“南半球向左偏，北半球向右偏。”我表扬他说得很对。嗬，以后他不但对这部分知识掌握得很好，而且学习积极性空前高涨，更好发问问题了，最后成了学习地理课的成绩优秀生。科里奥利力是法国物理学家、工程师和科学院院士吉斯塔·加斯佩德·科里奥利发现的，简称“科氏力”，也叫地球自转偏向力，简称“地偏力”。人们为了纪念科里奥利的伟大贡献，称之为“科氏效应”。这个效应能使南北半球上一切水平运动的物体，在前进方向上发生偏离，就像周贺同学所说，南半球向左偏，北半球向右偏。对相同质量以同一速度在不同地点运动的物体，作用于其上的地偏力的大小是不同的。地偏力不同，会导致各地的偏转率有别。在赤道（0°纬线）上东行或西行，地偏力不发生作用，不偏不离。这使得偏转率为零，然后随纬度增高而加大，到了南北两个极点达到最大值。想去极点，若不及随时调整方向，必然会在原地打圈圈，怎么也到不了极点。正如赵本山在小品《拜年》中的台词所说的那样，“瞎么杵子去南极，根本找不着北。”为什么北半球水平运动的物体向右偏转，南半球向左偏转？讲一下科氏力的产生原理：绘出下面两幅草图。比如左图，在北半球沿着经线方向往北走，即由较低纬度向较高纬度前进的物体，它出发纬度地点的线速度快，向线速度慢的较高纬度地点前进，若不随时调整方向，必然朝前于纬度较高的地点，向右偏离该经线而去。我给同学们作了示范，从过道走到教室后墙下说：“假如我不是人，是一个死物，譬如一股风或其它什么物体，要直奔正前方黑板，因不会随时调整方向，最后却向右偏着走出教室去了，没能到黑板前。”学生们都笑翻了天，直点头表示已经理解了。反过来由较高纬度向较低纬度前进的物体，也是同样结果。南半球向左偏也是这个道理。我不讲右图，由学生们讨论理解定论。从地偏力发表以后，人们很留心这个力的影响，发现了许多有趣现象。我介绍了以下内容。在北纬30°与某一条经线的直交点上，一个人以每小时60公里的速度向南步行，每前行1公里会向西南方向偏出22厘米；骑自行车每小时跑20公里，每公里会偏出7米。但是实际上，人在前行时具有随时矫正方向的本能，不会产生偏离现象。而无生命的物体就不行了，前行时不会调整方向，必然要受到地偏力的影响。南北极点区域，偏转率比30°纬线处快146﹪左右，难怪不随时调整方向就会原地打磨游，怎么也到不了极点。打靶时，如果枪子初始速度为250公里∕秒，当射到靶子时，会偏离6毫米。远程炮弹每32公里会偏离60厘米。第二次世界大战时，德国使用112公里射程的大炮，三分钟射到目标时，偏离了1．6公里，这还能打中目标吗？飞机从北极点飞往纽约，时速960公里，途中驾驶员若不随时调整方向，就会偏飞到芝加哥去，芝加哥与纽约相距1200公里，差哪去了！我说：“假如，人造卫星返回时，想让它落到人烟稀少的沙漠或戈壁上，结果没考虑到地偏力的作用，落到一座人口稠密的城市里，咋办？再假如，某国往太平洋某海区发射导弹，也没考虑到地偏力的影响，结果给一个岛国中上了，咋算？”学生们听得特别开心，又大笑了起来。我强调地偏力的重要性，后面学习大气和地球水运动等知识时都要涉及到它。如果有的同学对地偏力产生原理的理解还不够透彻，就请你首先强行记住12个字：南半球向左偏，北半球向右偏。然后提出两点要求。下课后，一是同学们随时随地用你那个乒乓球琢磨地偏力产生的原理。二是在校园或什么地方，在地上画一条长线充当经线，再画两条短一点儿的线，充当0°纬线和任意一条纬线与经线相直交。学我在教室里作示范的样子，或从南半球顺着经线往南走，不调整方向，地偏力必然发挥作用向左偏转成东南方向；或往北走……。北半球也这样试走，来体会地偏力专门拉偏方向的现象。看吧，下课后，学生们仨一群俩一伙地或端详乒乓球，或画线试走，成了两种课间活动的主要形式。我在旁边看着，有争论的，就上前比划着帮助他们分析解决。教学效果好极了，彻底解决了地偏力产生原理这个抽象问题。我所工作过的几所高级中学都距离辽河上游老哈河很近，有很多学生的家就住在沿河的村子里。所以，老哈河成了我的天然教学工具。我在黑板上绘出辽河简式图，师生共同分析老哈河河水在地偏力作用下对两岸的冲刷状况。学生们知道辽河是我国流程长占第九位的大河。此图在前面讲凌汛时，以其为例已经在黑板上画过，学生们并不陌生。图中A、B两处为分析点。A点位于老哈河西（左）岸，我工作过的几所高级中学都在其附近。B点位于辽河西（右）岸，谁也没去过。经过师生的热烈讨论确定，在地偏力作用下，A点处老哈河西（左）岸被冲刷较轻，而辽宁省那边的东（右）岸冲刷严重；B点处西（右）岸被冲刷严重，东（左）岸较轻。过后，学生们利用假期自发地去老哈河观察，家离老哈河远的学生被离着近的学生邀去一起看，不但对知识有了深刻理解，还增强了同学之间的友谊。同学们说，过去没少去过老哈河，也看见过河岸边摆放的石笼子，并知道是用来保护河堤的。但是，从来没注意东西两岸受地偏力影响，哪边被冲刷得厉害，哪边较轻的问题。我们经过实地观察才发现，靠着辽宁那边的河岸，就是河东岸比咱内蒙古这边的河西岸被冲刷得厉害得多，石笼子特别多。我体会到了“寓教于乐”的真正意义，这样讲抽象的知识，会起到很好的教学效果。高中地理课，是文科班的必修和高考必考课程，也是学生感到难学的课程。不十分讲求教学方法和学生的学习方法，很难提高教学质量。对于抽象的知识点，研究使用好的讲授方法，教给学生有效的学习方法，提高分析和解决问题的能力，要比起传授知识更重要。于是，我在长期的教学过程中，总是千方百计地探求教学方法，帮助学生寻找有效的学习方法，使同学们的学习兴趣和劲头逐渐高涨，最后成绩都是满不错的。“教学生怎样吃蛋糕，不如教学生怎样做蛋糕”，“授之以鱼，不如授之以渔”。
