Việc lựa chọn và thiết kế hệ thống hình chiếu bản đồ phù hợp trong sách giáo khoa địa lý là rất quan trọng. Điều này cung cấp bản đồ với cơ sở toán học chính xác, đảm bảo tính khoa học và nâng cao chất lượng sách giáo khoa địa lý.
Trang 1THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC LƯỚI CHIẾU THÍCH HỢP CHO CÁC BẢN ðỒ TRONG SÁCH GIÁO KHOA
ðỊA LÝ LỚP 6 TRUNG HỌC CƠ SỞ
LÊ HUỲNH Khoa ðịa lý, Trường ðHSP Hà Nội
I ðẶT VẤN ðỀ
Sách giáo khoa ðịa lý là tài liệu quan trọng mang tính “pháp lệnh” ñối với việc dạy và học tập môn ðịa lý ở nhà trường phổ thông Nội dung và chất lượng cuả sách giáo khoa là yếu tố cơ bản góp phần nâng cao chất lượng và ñổi mới phương pháp giảng dạy Trong nội dung sách giáo khoa ðịa lý (SGKðL), hệ thống kênh hình mà chủ yếu là các bản ñồ, lược ñồ giữ một vai trò rất quan trọng Tuy nhiên, hiện nay do yêu cầu ñổi mới chương trình, ñổi mới phương pháp giảng dạy, ñặc biệt ñổi mớí và nâng cao chất lượng hệ thống sách giáo khoa, rất nhiều vấn ñề cần phải ñược ñặt ra như: Tỷ lệ tương quan giữa kênh chữ và kênh hình, ñặc biệt về yêu cầu cơ sở toán học, tính chính xác khoa học của hệ thống bản ñồ trong sách giáo khoa ðịa lý, với mục ñích làm cho chất lượng sách giáo khoa ðịa lý phổ thông ngày càng tốt hơn
Hệ thống sách giáo khoa ðịa lý phổ thông hiện nay ñã có nhiều tiến bộ về mặt chất lượng và hình thức (ñược in màu) Tuy vậy, vẫn còn nhiều hạn chế cần ñược khắc phục Trong ñó, mặt hạn chế nhất cuả sách giáo khoa ðịa lý phổ thông là hệ thống kênh hình Các bản ñồ, lược ñồ hầu như không ñược biên tập một cách khoa học theo nguyên tắc bản ñồ, ñặc bịêt về yêu cầu của cơ sở toán học như lưới chiếu
và tỷ lệ bản ñồ ðiều ñó làm hạn chế không nhỏ tới tính khoa học, tính sư phạm cuả các bản ñồ trong sách giáo khoa ðịa lý Vì thế cần phải có quan niệm ñúng ñắn, khoa học về các bản ñồ trong sách giáo khoa ðịa lý, muốn thế phải xây dựng ñược một hệ thống lướí chiếu bản ñồ thích hợp, chuẩn ñể làm bản ñồ nền cho các bản ñồ ñịa lý trong hệ thống sách giáo khoa phổ thông
II HỆ THỐNG KIẾN THỨC BẢN ðỒ VÀ HIỆN TRẠNG CÁC BẢN ðỒ, LƯỢC ðỒ TRONG SÁCH GIÁO KHOA ðỊA LÝ LỚP 6 PHỔ THÔNG
CƠ SỞ
Chương trình kiến thức bản ñồ ñược trình bày trong sách giáo khoa ñịa lý lớp
6 bao gồm:
- Hình dạng, kích thước của Trái ðất và hệ thống kinh, vĩ tuyến
- Bản ñồ, cách vẽ bản ñồ
- Tỷ lệ bản ñồ
- Phương hướng trên bản ñồ, kinh ñộ, vĩ ñộ và toạ ñộ ñịa lý
- Kí hiệu bản ñồ, cách biểu hiện ñịa hình trên bản ñồ
Trang 2- Thực hành sử dụng ñịa bàn và thước ño ñể vẽ sơ ñồ lớp học
Ngoài kiến thức bản ñồ ñược trình bày theo 6 bài, ở những bài tiếp theo về: sự vận ñộng của Trái ðất và các hệ quả của nó, các thành phần tự nhiên của Trái ðất: khí hậu, thủy quyển, sinh quyển ñều có phần kiến thức liên quan tới bản ñồ và các
kỹ năng bản ñồ
Các hình vẽ, các lược ñồ và bản ñồ trong sách giáo khoa ðịa lý lớp 6 tuy ñã ñược trình bày nhiều màu, ñẹp và sinh ñộng, nhưng tính chính xác khoa học còn nhiều hạn chế Có thể dẫn ra ñây một số ñiểm sau:
- Hình 6 (trang 10) vẽ châu Nam cực thành Nam Băng dương, Bắc Băng Dương lại thành ñại lục
- Hình 7 (trang 10) Bản ñồ nửa cầu có hệ kinh tuyến 1800 thì lại chia thành 2000
- Hình 21(trang 22) vẽ châu Nam cực nằm trong vùng ôn ñới Nam bán cầu vì châu Nam cực lại vẽ gần sát chí tuyến Nam?
- Hình 50 (trang 56) hình 58 (trang 67) ñai khí áp và ñới khí hậu Trái ðất thể hiện bằng ñai nằm ngang giữ diện tích Thì hình 51(trang 59) thể hiện các loại gió chính lại dùng ñai cong của lưới giữ góc ðiều ñó làm cho việc so sánh giữa các bản
ñồ cùng hệ thống sẽ khó khăn
- Các bản ñồ thế giới ñược xây dựng bằng nhiều phép chiếu rất khác nhau, trong ñó có những phép chiếu khó mà học sinh lớp 6 không thể hiểu nổi Mặt khác hầu như tất cả các bản ñồ (tên gọi trong sách giáo khoa) ñều không có tỷ lệ, ñiều ñó mâu thuẫn ngay với bài học số 3 ñược trình bày trong sách
III THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN HỆ LƯỚI CHIẾU BẢN ðỒ TRONG SÁCH GIÁO KHOA ðỊA LÝ LỚP 6
Ở lớp 6, học sinh với khái niệm Trái ðất hình cầu, tự quay quanh trục nghiêng
và chuyển ñộng xung quanh mặt trời, các ñới khí hậu, các ñới cảnh quan
ðối với học sinh, khi bước vào học môn ðịa lý, lần ñầu tiên tiếp xúc với bản
ñồ nên việc thiết kế và bố cục hệ thống bản ñồ cho lớp 6 thích hợp nhất là nêu ñược hình dáng thể cầu của Trái ðất Do ñó việc chọn lưới chiếu cho bản ñồ cần nghĩ ñến khi học sinh ñọc bản ñồ trên giấy phẳng mà vẫn nhận biết Trái ðất có dạng cầu lập thể, vì thế không nên dùng các phép chiếu xa lạ quá so với hình cầu Việc thể hiện các ñường kinh tuyến ñể có thể xác ñịnh toạ ñộ ñịa lý và hướng Bắc Nam của bản ñồ
mà còn có nhiệm vụ làm nổi lập thể mặt cong ñịa cầu và thể hiện rõ các ñới khí hậu
là những yêu cầu cần thiết ñối với bản ñồ giáo khoa lớp 6
Nội dung bài giảng ñịa lý lớp 6 là Trái ðất Nên phạm vi thể hiện bản ñồ là toàn cầu với diện tích 510 triệu km2 Do vậy, ñể phù hợp với tâm sinh lý học sinh lớp 6 bản ñồ thế giới tiện nhất là thể hiện ở dạng hai bán cầu Bản ñồ bán cầu và hai bán cầu ñược ñóng khung ñường tròn cho khái niệm hình cầu Trái ðất Bản ñồ lớp 6 rất quan tâm và nhấn mạnh thể hiện ñường xích ñạo (00), các chí tuyến (± 23027’) và
Trang 3vòng cực (ổ 66033Ỗ) ựó là những ựường xác ựịnh các ựới ựịa lý quan trọng Các ựới ựịa lý thể hiện thành các ựai thẳng song song càng dễ nhận biết Với hệ ô kinh vĩ tuyến hình múi và hình ựai, học sinh khẳng ựịnh quả ựất hình cầu, có trục quy ước hướng Bắc Nam, từ ựó suy ra hướng đông - Tây, qua ựó có cơ sở nhận thức dễ dàng các ựới của Trái đất và kinh tuyến khởi ựầu, xác ựịnh vị trắ trên bản ựồ bằng toạ ựộ ựịa lý Vì thế thể hiện mô hình quả ựịa cầu có thể sử dụng một số lưới chiếu sau ựây
1 Lưới chiếu hình phương vị vô cực
a Lưới chiếu hình phương vị vô cực ngang
để thể hiện quả ựịa cầu có hình dạng ựơn giản, chắnh xác, giáo viên vẽ hình tròn lên bảng bằng compa Kẻ nối cực Bắc và cực Nam của trục Trái đất bằng nét ựứt thẳng ựứng qua tâm o Rồi kẻ ựường xắch ựạo thẳng nằm ngang qua tâm o, chia hình tròn thành 2 nửa cầu Bắc và Nam bằng nhau
đây là hình ảnh Trái đất ựược thể hiện trên một hình tròn ựơn giản dễ vẽ đây cũng chắnh là hình ảnh Trái đất vẽ với khoảng cách nhìn từ xa vô tận và tầm nhìn ựặt ngang với mặt phẳng xắch ựạo,tức là góc nhìn α = 00 Phép chiếu này ựược gọi là phép chiếu hình phương vị vô cực ngang Nếu muốn vẽ ựầy ựủ hệ thống kinh,vĩ tuyến của nó thì theo công thức sau:
x = R.Sinϕ
y = R Sinλ Cosϕ (1) Trong ựó R là bán kắnh Trái đất, ϕ và χ là vĩ ựộ và kinh ựộ đặc ựiểm cuả lưới
chiếu này kinh tuyến là những ựường cong ựối xứng nối từ cực Bắc xuống cực Nam và càng xắt dần về phắa biên đông và biên Tây hình cầu Vĩ tuyến là những ựường thẳng song song với xắch ựạo và xắt dần về phắa cực Bắc và cực Nam
Xắch ựạo
Cực Bắc
Cực Nam
mặt phẳng xắch ựạo
B
N
Mặt phằng chiếu hình
tiếp xúc xắch ựạo
Hình 2 Lưới kinh, vĩ tuyến ựịa cầu vẽ theo tầm nhìn ựặt ngang với mặt phẳng xắch ựạo và ở xa
vô tận
Trang 4Ưu ñiểm của lưới chiếu này thể hiện ñúng như thật hình ảnh Trái ðất nhìn từ khoảng cách xa thẳm trong vũ trụ Nhược ñiểm càng ra ñến biên quả cầu, các yếu tố trên bản ñồ không thể hiện ñược Từ hình vẽ ñó,vẽ thêm giá ñỡ và ñặt quả ñịa cầu nghiêng một góc 23027’ ta có quả ñịa cầu ñể bàn Góc 23027’ là ñộ nghiêng cuả ñịa trục Trái ðất (hay 66033’ so với mặt phẳng quỹ ñạo) khi chuyển ñộng quanh Mặt Trời
Hình 3 Quả ñịa cầu ñể bàn
Nhờ có các vĩ tuyến ñều là những ñường thẳng song song với xích ñạo nên hình chiếu này tiện dùng ñể minh hoạ các hiện tượng ñịa lý do vĩ ñộ quyết ñịnh như:
- Mô hình các ñới khí hậu trên Trái ðất
- Sự thay ñổi nhiệt ñộ theo vĩ ñộ
- Minh hoạ ñộ dài ngày ñêm trên Trái ðất
Hình 4 Các ñới khí hậu trên Trái ðất Hình 5 Nhiệt ñộ thay ñổi theo vĩ ñộ trên Trái ðất
b Lưới chiếu hình phương vị vô cực nghiêng
Các hình vẽ 1,4,5 bỏ ñi các ñường kinh tuyến cong, thể hiện ñược các ñai vĩ ñộ
rõ ràng, nhưng Trái ðất ñược mô tả phẳng như cái ñĩa Có thêm các ñường kinh tuyến cong ñối xứng như hình 2,3 mặt cong Trái ðất ñược làm nổi lên một phần
ðể vẽ quả cầu lập thể, hình chiếu phương vị vô cực cần quan sát Trái ðất với tầm nhìn một góc 00<α < 900 so với mặt phẳng xích ñạo Ta có:
Với góc nhìn Trái ðất so với mặt phẳng xích ñạo α = 80, hình ảnh cuả lưới chiếu hình phương vị vô cực nghiêng có hệ kinh vĩ tuyến ñều cong nên ñạt lập thể hơn hình 1 Xem hình 6, có thể dùng ñể minh hoạ kích thước Trái ðất (hình 7) hay hình thái chuyển ñộng cuả Trái ðất (hình 8) ñạt hiệu quả hơn nhiều
ðặc ñiểm với góc nhìn α = 80, ñiểm cực Bắc và cực Nam vẫn nằm sát biên ñịa cầu ðiểm cực Bắc nằm về phía mặt trước ñịa cầu cách biên cầu 1%, bán kính R
x = R (Sinϕ Cos α - Cosϕ.Cosλ.Sin α)
Hàn ñới
Hàn ñới
Nhiệt ñới
Ôn ñới
Ôn ñới
66 0 33'
23 0 27'
0 0
23 0 27'
66 0 33'
Vòng cực
Chí tuyến bắc Xích ñạo
8 0 C
18 0 C
25 0 C
60 0
23 0 27'
0 0
23 0 27
Trang 521 0
ðiểm cực Nam nằm về phía mặt khuất ñịa cầu cũng cách biên cầu 1% Bán kính R nên việc vẽ trục Trái ðất xuyên qua cực Bắc và cực Nam trùng sát biên cầu là chấp nhận ñược và hợp lý vừa ñủ ñể vẽ ra mặt phẳng xích ñạo
Hình 6 Quả ðịa cầu với góc
nhìn α α α= 8 0 so với mặt phẳng
xích ñạo
Hình 7 Kích thước Trái ðất
Hình 8 Hướng tự quay của Trái ðất( Trái ðất ñược quan sát với góc nhìn α α α = 8 0
so với mặt phẳng xích ñạo)
ðể nhìn thấy chỏm cầu Trái ðất, góc α phải lớn hơn 80 Với α = 210 tầm nhìn Trái ðất thẳng góc với thủ ñô Hà Nội ðất nước Việt Nam ñược ñặt vào giữa quả ñịa cầu Mô hình này vừa ñủ ñể vẽ ñược rõ chỏm cầu từ vĩ tuyến 800 trở lên ñến cực Bắc nên tiện minh hoạ hệ thống kịnh vĩ tuyến trên Trái ðất và mô hình hiện tượng lệch hướng do vận ñộng tự quay của Trái ðất cả ở Bắc và Nam bán cầu
Quả ñịa cầu này còn có thể minh
hoạ rõ ràng sự vận ñộng của Trái ðất
trên quỹ ñạo quay quanh mặt trời ñúng
như nhìn từ ngoài không gian vũ trụ vẽ
theo lưới chiếu hình phương vị vô cực
nghiêng với góc nhìn α = 210 Hình 9 Quả ðịa cầu với góc nhìn αα α= 21 0
so với mặt phẳng xích ñạo
2 ðai hình tròn giữ diện tích ñới cầu
Lưới chiếu hình ống giả giữ diện tích thể cầu
Muốn minh hoạ rõ ràng nội dung bản ñồ ở biên cầu vùng cực Bắc và cực Nam
và ñể có thể so sánh diện tích giữa các ñai vĩ ñộ thì phải nới rộng khoảng cách song song của lưới chiếu hình phương vị vô cực ngang sang ñiều kiện giữ diện tích
Hình 10 Diện tích ñai hình tròn Hình 11 Diện tích ñới cầu
6370km
Xích ñạo 40076km Cực Bắc
Cực Nam
Mặt phẳng xích ñạo
Cực Bắc
Cực Nam
8 0
0 0
ϕ t
00
ϕ c
Trang 6Tức là làm cho: diện tích ñai hình tròn 4 R2(sinϕtcosϕt + Πϕt/ 1800)
ứng với diện tích ñới cầu; 2ΠR2sinϕc
Từ ñó ta có tọa ñộ x cuả ñai trên hình tròn ứng với vĩ tuyến ϕc trên hình cầu là:
X = 2 R sinϕt
Với 2/Π (sinϕtcosϕt + Πϕ/1800)
ðể vẽ các múi kinh tuyến ta có: Y = 2R sin( λ/2) cosϕt (3)
Mô hình Trái ðất vẽ theo công thức lưới chiếu hình ống giả diện tích thể cầu này (3) ta có thể dùng ñể minh họa các hiện tượng ñịa lý sau;
- Tỷ lệ diện tích ñai lục ñịa và ñại dương của Trái ðất phân bố theo vĩ ñộ
- Các ñai khí áp trên Trái ðất
- Các loại gió vùng cực, vùng vĩ ñộ trung bình và vùng xích ñạo
- Minh họa các ñới khí hậu
3 Một số lưới chiếu minh hoạ cách biểu hiện bề mặt ðịa cầu
ðể minh họa cách dàn mặt cong ñịa cầu thành mặt phẳng bản ñồ, có thể dùng một số lưới chiếu sau;
a Lưới chiếu hình nón nhiều tầng giữ chiều dài kinh tuyến giữa
Lưới chiếu có ñặc ñiểm hình mũi cầu ðịa cầu ñược phân làm 12 múi, kinh tuyến giữa là ñường thẳng có tỷ lệ m = 1, vĩ tuyến là cung tròn có bán kính
r = Rcotgϕ,có tỷ lệ n = 1 và giao với kinh tuyến giữa vuông góc Kinh tuyến biên mỗi múi cầu là λ = ± 150, cong ñối xứng và chụm lại ở cực Bắc và cực Nam Lưới chiếu có toạ ñộ x, y như sau:
x = ΠRϕ/1800 + R cotgϕ 1- cos(λ sin ϕ)
Y = R cotgϕ sin(λ sin ϕ) (4)
b Lưới chiếu hình ống giản ñơn
ðặc ñiểm của mạng lưới kinh vĩ tuyến là ñường kẻ ô vuông chiều cao của lưới chiếu là ΠR Tất cả các kinh tuyến có tỷ lệ m = 1
Chiều ngang cuả lưới chiếu là 2Π R Tất cả các vĩ tuyến ñều dài bằng xích ñạo lưới chiếu có toạ ñộ X, Y như sau:
x = ΠR ϕ/1800
y = ΠRλ/1800
Lưới chiếu này tiện dùng ñể làm bản ñồ khu vực giờ quốc tế cho ñịa lý lớp 6 lưới chiếu này còn có thể dùng làm bài tập cho học sinh tập vẽ bản ñồ thế giới 5 châu 9 không bao gồm vùng cực)
c Lưới chiếu hình ống giả giữ diện tích Sanson
ðặc ñiểm cuả lưới chiếu này là; kinh tuyến giữa là ñường thẳng ΠR, các kinh tuyến bên là ñường cong hình sin ñối xứng chụm lại tại ñiểm cực
(5)
Trang 7Vĩ tuyến là những ựường thẳng song song, cách ựều nhau, giao vuông góc với kinh tuyến giữa và có ựộ dài 2ΠR cosϕ ngắn dần về phắa cực Kinh tuyến và các vĩ tuyến
có tỷ lệ m = n = 1 lưới chiếu có tọa ựộ x, y như sau:
x = ΠRϕ/1800
y = ΠR cosϕ.λ/1800 (6)
d Lưới chiếu hình ống giả giữ diện tắch bán cầu
Thực chất lưới chiếu này là từ lưới chiếu hình ống giả giữ diện tắch thể cầu mà
ra, có cùng dạng công thức (4)
Lưới chiếu có ựặc ựiểm: các vỹ tuyến là những ựường thẳng song song với ựường xắch ựạo, hình thành các ựai vĩ ựộ Các kinh tuyến là những ựường cong chia ựều các vĩ tuyến ựối xứng qua kinh tuyến giữa của mỗi bán cầu
Lưới chiếu này có nhiều ưu ựiểm ựáp ứng ựược những yêu cầu kỹ thuật bản ựồ lớp 6 Nên nó rất phù hợp ựể thiết kế bản ựồ địa lý thế giới đông, Tây bán cầu ựặc trưng cho lớp 6 Mặt khác bản ựồ thế giới đông, Tây bán cầu vẽ theo lưới chiếu này rất tiện ựể thiết kế một xêri các trang bản ựồ trong tập atlas ựịa lý lớp 6 ựể minh họa
có hệ thống các hiện tượng ựịa lý của thạch quyển, thủy quyển, khắ quyển và sinh quyển Trái đất, ựể học sinh dễ dàng so sánh, ựối chiếu, thay thế cho các nội dung địa lý ựược thể hiện trên vài lưới chiếu khác nhau như trong sách giáo khoa địa lý lớp 6 vẫn thường làm
Việc lựa chọn và thiết kế hệ thống lưới chiếu này giúp cho các cuốn sách giáo khoa địa lý có ựược những mô hình chuẩn, số liệu chuẩn, các nền bản ựồ chuẩn Từ
ựó giúp người biên tập có cơ sở biên vẽ, trang trắ, trình bày và bố cục các bản ựồ trong sách theo ựúng ý nghĩa giáo khoa
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tập lưới chiếu bản ựồ Việt Nam và bản ựồ đông Dương Cục ựo ựạc Bản ựồ, 1977 [2] Nguyễn Thế Hiệp Phép chiếu thể hiện Việt Nam ở trung tâm bản ựồ thế giới phép chiếu Phương vị ngang cải tiến Cục ựo ựạc Bản ựồ, năm 1972
[3] Triệu Hiến Nghiên cứu ứng dụng phương pháp kết hợp ựể tìm phép chiếu bản
ựồ đề tài cấp Bộ, mã số B94-18-6E-43
B
N
Hình 12 Bản ựồ thế giới hai bán cầu
Trang 8[4] Lê Huỳnh Một số ý kiến về các bản ñồ - lược ñồ trong các sách giáo khoaðịa
lý phổ thông Hội nghị khoa học khoa ðịa lý, năm 2001
[5] Lê Huỳnh Xây dựng atlas giáo khoa ñịa lý Việt Nam phục vụ giảng dạy và học tập ở trường phổ thông ðề tài cấp Bộ, mã số B2002-75-30
SUMMARY DESIGNING AND CHOOSING APPROPRIATE MAP PROJECTS
FOR THE TEXTBOOK OF GEOGRAPHY GRADE 6
JUNIOR HIGH SCHOOL
LE HUYNH
It is important to choose and design the appropriate map projection system in the textbook of geography This provides maps with the accurate mathematical base ensure scientology and improves the quality of textbook of geography