资源简介

《地球运动的地理意义》（第二课时）教案
一、教学目标
（一）核心素养目标
区域认知：通过分析不同纬度（如赤道、北温带、极地）在二分二至日的昼夜长短与正午太阳高度差异，认识地球运动对不同区域自然现象的影响，建立 “纬度→季节→地理现象” 的关联认知，理解区域特征与地球公转规律的深度联系。
综合思维：结合图文资料（如昼夜长短分布图、正午太阳高度计算示意图），从 “太阳直射点移动→昼夜长短变化→正午太阳高度变化→四季五带” 的逻辑链，综合分析地球公转对地表能量分布的影响，以及四季更替、五带划分的形成机制，培养多要素、系统性分析地理问题的能力。
地理实践力：通过 “计算当地二分二至日正午太阳高度”“绘制昼夜长短年变化曲线”“分析楼间距与正午太阳高度的关系”，提升地理实践操作与问题解决能力；学会运用生活中的地理现象（如日出日落方位、影子长短变化）验证地球公转规律，掌握实用的地理计算技能。
人地协调观：通过了解二十四节气对农事活动的指导意义、人类利用正午太阳高度优化建筑设计（如楼间距、太阳能热水器安装），认识人类活动与地球公转规律的适配性，理解 “遵循自然规律、利用自然条件” 的重要性，树立 “人与自然和谐共生” 的观念。
二、教学重难点
（一）教学重点
昼夜长短的变化规律：
纬度与季节双重影响下的昼夜长短差异（如北半球夏至日北极圈极昼、赤道昼夜平分），能结合二分二至日示意图描述全球昼夜分布特征。
昼夜长短的计算方法，能根据日出日落时间或昼弧度数计算昼长，理解 “同纬度昼夜长短相同，南北半球同纬度昼夜长短互补” 的规律。
正午太阳高度的变化与应用：
变化规律：纬度分布与季节变化的对应关系（如北回归线以北地区夏至日正午太阳高度最大），能结合太阳直射点移动轨迹解释变化原因。
计算与应用：熟练运用正午太阳高度公式计算，能分析其在建筑、能源等领域的实际应用（如楼间距计算、太阳能热水器角度调整）。
四季更替与五带划分：
四季的天文与气候划分标准，理解四季更替的本质是昼夜长短与正午太阳高度的季节变化。
五带的划分依据（太阳直射与极昼极夜范围）与范围，明确五带与纬度的对应关系。
（二）教学难点
昼夜长短变化的成因分析：学生易混淆 “太阳直射点移动方向” 与 “昼夜长短变化趋势” 的关系（如太阳直射点向北移动时，北半球昼变长、南半球昼变短），需通过太阳直射点移动动画与昼夜长短分布图结合，具象化 “直射点位置→昼弧夜弧比例” 的逻辑。
正午太阳高度的计算与应用：公式中纬度差的 “同减异加” 原则（同半球相减、异半球相加）易出错，且楼间距计算需结合正午太阳高度最小值（冬至日），学生易忽略 “最不利条件”，需通过实例分步拆解计算逻辑。
四季更替与五带划分的关联性：理解 “昼夜长短与正午太阳高度的季节变化共同导致四季”“纬度差异导致五带” 的内在联系，避免孤立看待两个概念，需通过能量分布示意图（如不同纬度太阳辐射强度对比）强化认知。
三、教学方法
讲授法：系统讲解昼夜长短、正午太阳高度的变化规律与计算，梳理 “太阳直射点移动→能量分布变化→地理现象” 的逻辑框架（如直射点北移→北半球昼变长→正午太阳高度增大），构建清晰的知识体系。
直观演示法：展示课件中的昼夜长短动态分布图、正午太阳高度计算示意图、太阳直射点移动动画，结合地球仪演示二分二至日太阳直射位置与昼夜分布，将抽象的公转规律与地理现象具象化，帮助学生理解复杂概念（如极昼极夜的形成）。
小组讨论法：围绕 “计算家乡夏至日正午太阳高度”“分析二十四节气与农事的关联”“探讨极地昼夜长短变化对人类活动的影响” 等问题组织小组讨论，鼓励学生结合图表数据与生活经验发表观点，深化对知识的理解与应用。
案例分析法：以楼间距设计（结合正午太阳高度最小值）、太阳能热水器安装角度（与正午太阳高度互余）、二十四节气指导农业（如清明播种）为案例，分析地球公转规律的实际应用，将理论知识与现实问题结合，提升知识的实用性。
实践操作法：指导学生开展 “计算当地二分二至日昼长”“绘制正午太阳高度年变化曲线”“模拟太阳直射点移动与昼夜长短变化”，通过动手实践强化对知识的记忆与理解，提升地理实践能力。
四、教学过程
（一）新课导入（5 分钟）
展示课件中北纬 40° 地区二分二至日日出日落时间与正午太阳高度图：“北京夏至日 4:30 日出、19:30 日落，冬至日 7:30 日出、16:30 日落，为什么不同季节的昼夜长短与太阳高度差异如此显著？这种差异又如何影响我们的生活（如作息、农业）？”
引导学生猜想（与太阳直射点移动有关），激发探索兴趣，进而引出本节课主题 —— 地球运动的地理意义（昼夜长短、正午太阳高度、四季五带）。
（二）新课讲授（35 分钟）
1. 昼夜长短的变化（12 分钟）
昼夜长短的成因：
结合课件晨昏线与纬线分割图，讲解：晨昏线将纬线分为昼弧（白昼）与夜弧（黑夜），黄赤交角导致除赤道与二分日外，全球各地昼弧≠夜弧，从而产生昼夜长短差异；昼弧＞夜弧则昼长夜短，反之则昼短夜长。
昼夜长短的变化规律：
纬度规律：
赤道：全年昼夜平分（昼长 = 12 小时），无季节变化。
北半球：太阳直射北半球（春分 - 秋分）时，昼长夜短，纬度越高昼越长（北极圈及以北夏至日极昼）；太阳直射南半球（秋分 - 春分）时，昼短夜长，纬度越高昼越短（北极圈及以北冬至日极夜）。
南半球：与北半球季节相反，太阳直射北半球时昼短夜长，直射南半球时昼长夜短。
季节规律：
北半球夏半年（春分 - 秋分）：昼长夜短，夏至日昼最长、夜最短（北极圈极昼范围最大）。
北半球冬半年（秋分 - 春分）：昼短夜长，冬至日昼最短、夜最长（北极圈极夜范围最大）。
二分日（春分、秋分）：太阳直射赤道，全球昼夜平分（昼长 = 12 小时）。
昼夜长短的计算：
公式推导：地球自转角速度 15°/h，昼长 = 昼弧度数 ÷15°/h；或根据日出日落时间，昼长 =（12 - 日出时间）×2=（日落时间 - 12）×2（如北京夏至日日出 4:30，昼长 =（12-4:30）×2=15 小时）。
特殊案例：北极圈夏至日昼长 = 24 小时（极昼），冬至日昼长 = 0 小时（极夜）；赤道任何日期昼长 = 12 小时。
知识拓展：同一日期，南北半球纬度数值相同的纬线，昼长之和 = 24 小时（如 40°N 昼长 15 小时，则 40°S 昼长 9 小时）；纬度越高，昼夜长短变化幅度越大（极地年变化 24 小时，赤道为 0）。
2. 正午太阳高度的变化（13 分钟）
基本概念：
太阳高度角：太阳光线与地平面的夹角，正午时达一天最大值（正午太阳高度H），直射点处H=90°，晨昏线上H=0°。
变化规律：
纬度分布：
夏至日：由北回归线（23.5°N）向南北两侧递减（北回归线H=90°，北极圈H=47°）。
冬至日：由南回归线（23.5°S）向南北两侧递减（南回归线H=90°，南极圈H=47°）。
二分日：由赤道向南北两侧递减（赤道H=90°，两极H=0°）。
季节变化：
北回归线以北地区：夏至日H最大，冬至日H最小（如北京 40°N，夏至H=73.5°，冬至H=26.5°）。
南回归线以南地区：冬至日H最大，夏至日H最小。
南北回归线之间地区：每年有两次太阳直射，直射时H最大（90°）。
正午太阳高度的计算：公式：H=90° ∣φ δ∣，其中φ为当地纬度（北半球取正，南半球取负），δ为太阳直射点纬度（直射北半球取正，南半球取负），纬度差计算遵循 “同减异加”（同半球相减，异半球相加）。
案例：计算广州（23.5°N）夏至日H=90°-∣23.5° 23.5°∣=90°；哈尔滨（45°N）冬至日H=90°-∣45° ( 23.5°)∣=21.5°。
实际应用：
确定地方时：正午太阳高度最大时，当地地方时为 12 时。
房屋朝向：北回归线以北房屋朝南（正午太阳在南方），南回归线以南房屋朝北。
楼间距：纬度越高，楼间距越宽（需按冬至日正午太阳高度最小值计算，避免遮挡）。
太阳能热水器：集热板与地面夹角 = 90°-H（保证太阳光线垂直照射集热板，效率最高）。
活动：绘制当地正午太阳高度年变化曲线（5 分钟）：
任务：以家乡（如北京 40°N）为例，计算二分二至日正午太阳高度（夏至 73.5°、冬至 26.5°、二分 50°），绘制横坐标为月份、纵坐标为正午太阳高度的曲线，标注直射点移动方向。
学生绘制后展示点评，强化对正午太阳高度季节变化的理解。
3. 四季更替和五带划分（10 分钟）
四季更替：
天文四季：以昼夜长短和正午太阳高度为依据，夏季为白昼最长、H最高的季节，冬季反之，春秋为过渡季（北半球夏至为夏季起点，冬至为冬季起点）。
气候四季：北半球 3-5 月为春、6-8 月为夏、9-11 月为秋、12-2 月为冬，南半球季节相反，与气温变化更契合（如我国北方 6-8 月气温最高）。
意义：四季更替影响农业生产（如春耕、夏种、秋收、冬藏）、动植物生长与人类生活（如服饰、作息）。
五带划分：
划分依据：太阳直射范围（热带）、极昼极夜范围（寒带）、既无直射也无极昼极夜范围（温带）。
五带范围：
热带：23.5°N（北回归线）-23.5°S（南回归线），有太阳直射，全年炎热。
北温带：23.5°N-66.5°N（北极圈），南温带：23.5°S-66.5°S（南极圈），四季分明，无直射与极昼极夜。
北寒带：66.5°N-90°N，南寒带：66.5°S-90°S，有极昼极夜，全年寒冷。
关联性：五带划分体现了地球表面太阳辐射的纬度差异，是气候类型划分的基础（如热带气候、温带气候）。
自学窗：二十四节气：
起源与意义：我国古代先民根据太阳直射点移动（黄道 360° 每隔 15° 一个节气）制定，反映四季更替与物候变化，指导农事（如清明播种、芒种收割），2016 年列入人类非物质文化遗产。
节气与公转：春分（3 月 21 日前后，直射赤道）、夏至（6 月 22 日前后，直射北回归线）、秋分（9 月 23 日前后，直射赤道）、冬至（12 月 22 日前后，直射南回归线）为四大关键节气，其余节气为过渡。
（三）课堂小结（5 分钟）
结合课件 “课堂小结” 框架，以 “太阳直射点移动→地理现象” 为线索，带领学生回顾：
昼夜长短：直射点北移→北半球昼变长，夏至日最长；直射点南移→北半球昼变短，冬至日最短；赤道全年平分。
正午太阳高度：直射点所在纬线H=90°，向两侧递减；北回归线以北夏至日最大，冬至日最小。
四季五带：昼夜长短与H的季节变化→四季；纬度差异→五带；二十四节气是公转规律的体现。
强调：地球公转导致太阳直射点回归运动，进而引发昼夜长短与正午太阳高度的时空变化，最终形成四季更替与五带，人类活动需适应这些规律（如农业、建筑），实现人与自然协调。
（四）课堂小练（10 分钟）
展示课件中的 8 道课堂小练题目，涵盖昼夜长短判断、正午太阳高度计算、四季五带划分等核心知识点。
学生独立完成（7 分钟），教师巡视，标记学生普遍困惑的题目（如正午太阳高度应用、昼夜长短互补规律）。
逐题解析答案：
第 1-2 题（东固庙会）：3 月 8-17 日太阳直射南半球北移，东固正午太阳高度变大（C 正确）；特色商品为红薯干、竹编制品（A 正确）。
第 3-4 题（江苏教学楼日影）：江苏正午太阳在正南，柱影朝北，教学楼走向为西北 - 东南（B 正确）；与 3 月 7 日直射纬度相同的日期为 10 月 8 日（C 正确）。
第 5-6 题（晨昏线移动）：CD 位置直射南回归线，赤道昼夜平分（A 正确）；CD→EF 直射点北移，北半球昼变长（A 正确）。
第 7-8 题（黄赤交角变化）：黄赤交角 24.24° 时，热带、寒带扩大，温带缩小（B 正确）；太阳直射点随季节在回归线间移动（C 正确）。
（五）布置作业（5 分钟）
计算家乡（如上海 31°N）二分二至日的正午太阳高度与昼长，撰写 100 字左右的分析报告，说明其季节变化对当地农业种植（如作物熟制）的影响。
观察家乡某栋住宅楼（记录纬度），根据冬至日正午太阳高度，计算其合理楼间距（假设前楼高度 20 米），并与实际楼间距对比，分析是否存在遮挡问题。
收集当地二十四节气对应的农事活动（如华北 “清明前后，种瓜点豆”），绘制 “节气 - 农事” 对照表，体会节气的实用价值。
预习 “地球运动的综合应用”，思考 “如何利用地球运动规律判断两地的时差与昼夜长短差异”。
五、板书设计
地球运动的地理意义（第二课时）
一、昼夜长短的变化
成因：晨昏线分割纬线为昼弧 / 夜弧，黄赤交角导致昼弧≠夜弧
规律：
纬度：赤道平分，直射半球昼长，纬度越高昼越长
季节：北半球夏半年昼长（夏至最长），冬半年昼短（冬至最短）
计算：昼长 = 昼弧 ÷15°/h=（12 - 日出）×2
拓展：同纬度昼长相同，南北半球同纬度昼长互补
二、正午太阳高度的变化
概念：正午时太阳高度（一天最大），直射点H=90°
规律：
纬度：由直射点向南北递减（夏至北回归线、冬至南回归线、二分赤道）
季节：北回归线以北夏至最大、冬至最小
计算：H=90° ∣φ δ∣（同减异加）
应用：定地方时、房屋朝向、楼间距、太阳能角度
三、四季更替和五带划分
四季：
天文四季：昼夜长短 + 正午太阳高度（夏长最高、冬短最低）
气候四季：北半球 3-5 春、6-8 夏、9-11 秋、12-2 冬
五带：
热带（23.5°N-S，直射）、温带（23.5°-66.5°，四季）、寒带（66.5°-90°，极昼极夜）
二十四节气：黄道 360° 分 24 段，指导农事（如清明播种）
四、作业：正午太阳高度计算 + 楼间距分析 + 节气农事表

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