资源简介

4.2 地球的转动（第3课时） 教案
一、基本信息
课题 4.2 地球的转动（3）——昼夜长短与二十四节气 课型 新授课
课时 1课时 教材 浙教版七上科学 第四章
年级 七年级 学科 科学
教法 探究式教学法、模拟实验法、讨论法 教具 多媒体课件、自制圆盘透明膜教具
核心素养 详见下方
二、核心素养目标
1.科学观念：理解昼夜长短变化的规律（北半球夏至昼最长夜最短、冬至昼最短夜最长、二分日昼夜等长），知道二十四节气的划分依据（地球在黄道上每前进15°为一个节气）。
2.科学思维：能通过分析地球公转与太阳直射点移动的关系，推理昼夜长短变化和二十四节气的成因，建立"直射点位置→昼夜长短→季节判断"的推理链条。
3.探究实践：通过模拟地球公转的实验（圆盘+透明膜观察昼半球与夜半球纬线长短），观察并总结昼夜长短变化规律。
4.态度责任：认识二十四节气作为人类非物质文化遗产的价值，感受我国古代劳动人民的智慧，培养对天文现象和传统文化的探究兴趣。
三、教学重难点
【重点】重点：昼夜长短变化的规律（北半球春分至秋分昼长于夜、二分日全球昼夜平分、夏至昼最长冬至昼最短）；二十四节气的划分依据（地球在黄道上的位置，每前进15°为一个节气，360°/24=15°）。
【难点】难点：理解地球公转导致太阳直射点移动，进而引起昼夜长短变化的内在逻辑；掌握极昼极夜现象的产生条件；将二十四节气与地球运动建立对应关系。
四、教学过程
环节一：情境导入（3分钟）
【教师活动】
提问学生："你居住的地方夏季日出时间大约是几点？冬季日出时间大约又是几点？不同季节日出的时间相同吗？你知道这是为什么吗？" 鼓励学生结合生活经验畅所欲言。
过渡："不同季节白天的长短不一样——夏天白天长、冬天白天短。这种现象与我们上节课学的地球公转和太阳直射点移动有什么关系呢？今天我们就来探究昼夜长短变化的奥秘。"
【学生活动】
回忆生活经验：夏天天黑晚（如19:00还亮着），冬天天黑早（如17:00就黑了）。有同学可能注意到夏季上学时天已大亮，冬季上学时天还没亮。讨论可能的原因。
【设计意图】
从学生最直接的生活体验入手，将"冬天白天短、夏天白天长"这一常识性问题转化为科学探究的起点，激发兴趣。
【知识点】
1. 不同季节日出日落时间不同。
2. 昼夜长短变化与地球公转和太阳直射点移动有关。
环节二：新知探究（一）——昼夜长短变化规律（12分钟）
【教师活动】
介绍探究实验——模拟地球公转观察昼夜长短变化：用纸板剪一个圆盘，画上经纬网；剪一块透明薄膜（半径与圆盘一致），画上夜半球、昼半球和太阳平行光；将薄膜覆盖在圆盘上，用线在P点处串接，使薄膜可围绕P点转动。
讲解判断方法：当某地所在纬度的纬线处于昼半球的部分比夜半球的部分长时，该地昼长于夜。反之，夜长于昼。
引导学生分三步实验并观察：
①将透明膜转到太阳直射点对准北回归线（夏至日位置）：北半球昼半球纬线长于夜半球纬线——昼长夜短；南半球反之——昼短夜长。
②将透明膜转到太阳直射点对准南回归线（冬至日位置）：北半球夜半球纬线长于昼半球纬线——昼短夜长；南半球反之——昼长夜短。
③将透明膜转到太阳直射点对准赤道（春分/秋分位置）：全球昼半球与夜半球纬线等长——昼夜平分。
总结昼夜长短变化规律（北半球）：
夏至日（直射北回归线）：昼最长、夜最短。北极圈内出现极昼现象。
冬至日（直射南回归线）：昼最短、夜最长。北极圈内出现极夜现象。
春分日、秋分日（直射赤道）：全球昼夜等长。
从春分日到秋分日：北半球昼长于夜（夏半年）；从秋分日到次年春分日：北半球夜长于昼（冬半年）。
引入极昼和极夜：有些地方有时太阳会整日不落——极昼；有时太阳会整日不出——极夜。发生于南北极圈以内，夏至日北极圈内极昼、南极圈内极夜，冬至日反之。
【学生活动】
小组合作完成模拟实验：按老师指导的步骤，依次将透明膜转到三个关键位置，记录观察到的昼夜长短情况。填写记录表。
思考与讨论：北半球什么时候昼长于夜、夜长于昼？哪一天昼最长、夜最长？什么时候昼夜平分？南半球和赤道上昼夜长短变化情况又怎样？
实际应用——南极考察季节选择：我国科学家去南极考察一般选在北半球的冬季（南半球的夏季），此时南极昼长夜短甚至有极昼现象，气温相对较高。
【设计意图】
通过亲手操作圆盘-透明膜模型，将抽象的"昼夜长短变化"转化为可视的纬线段长短比较，降低认知难度。配合四个关键节气固定位置观察，再推广到全年连续变化的规律。
【理解要点】核心因果关系：太阳直射点在北半球 → 北半球昼长夜短且越往北昼越长；直射点在南半球 → 北半球昼短夜长且越往北昼越短。昼夜长短变化与太阳直射点的位置和纬度位置直接相关。
【易错提示】易错点：学生常混淆"昼最长"和"太阳高度最大"这两个概念。夏至日北半球昼最长，而且正午太阳高度也最大——两者同时在夏至日达到峰值。但极值原因不同：太阳高度最大与直射纬度最有关，昼最长与直射点达到最北位置有关。
【判断技巧】极昼极夜范围口诀：夏至北极极昼南极极夜，冬至北极极夜南极极昼。记忆技巧：太阳直射北回归线时，北极圈内一直能被照亮——极昼；南极圈内一直照不到——极夜。
【知识点】
1. 夏至日（直射北回归线）：北半球昼最长夜最短，北极圈内极昼；南半球昼最短夜最长，南极圈内极夜。
2. 冬至日（直射南回归线）：北半球昼最短夜最长，北极圈内极夜；南半球昼最长夜最短，南极圈内极昼。
3. 春分日、秋分日（直射赤道）：全球昼夜等长。
4. 北半球从春分到秋分昼长于夜，从秋分到次年春分夜长于昼。
5. 极昼/极夜发生于南北极圈以内；夏至北极极昼南极极夜；冬至反之。
环节二：新知探究（二）——二十四节气（8分钟）
【教师活动】
联系上节课的四分位置（春分、夏至、秋分、冬至），过渡提问："除了这四个最重要的节气，古人还划分了哪些节气？它们是怎么划分的？"
讲解：2016年，中国申报的"二十四节气——中国人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系及其实践"被正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。
二十四节气的划分依据：根据地球在黄道（地球绕太阳公转的轨道）上的位置来划分。视地球从春分点（黄经0°，太阳直射赤道）出发，每前进15°为一个节气；运行一周回到春分点为一回归年，合360°。共24个节气：360°÷15°=24。
列出二十四节气顺序：立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。
强调：节日与节气的区别——春分、夏至、秋分、冬至是节气（天文意义上的节点），立春、立夏等八"立"是季节节点的标志。二十四节气反映了一年中季节的更替、气温的变化、降水的规律和物候的特征。
课堂演示：展示杭州不同纬度昼夜长短数据表，说明纬度越高夏至昼越长、冬至昼越短。北纬70°出现极昼65天/极夜65天；北纬90°极昼186天/极夜179天。让学生查找当地（如杭州30°N）的昼夜长短数据：夏至约13h56min，冬至约10h4min。
【学生活动】
①阅读数据表，比较不同纬度的昼长差异，体会"纬度越高，昼夜长短变化越剧烈"。
②讨论：二十四节气与我们日常生活的联系。例如：清明扫墓、立夏吃蛋、冬至吃饺子等习俗。
③思考：杭州（北纬30°）夏至日昼长约14小时，冬至日约10小时。同一天北纬40°的地方夏至昼长约14h51min，冬至约9h9min，昼夜长短相差更大。为什么？
【设计意图】
将"二十四节气"作为文化传承的载体呈现，让学生感受到地理科学不只是公式和图表，也与中华传统文化、农耕文明密切关联。同时通过数据比较加深对纬度与昼夜长短关系规律的理解。
【判断技巧】二十四节气记忆小技巧：春雨惊春清谷天（春），夏满芒夏暑相连（夏），秋处露秋寒霜降（秋），冬雪雪冬小大寒（冬）。每句对应6个节气，分别包含"立春夏秋""春分夏至秋分冬至"等关键节点。
【重点强调】圭表原理：古代用圭表（圭=水平尺，表=垂直杆）测定节气——通过测量正午杆影长度确定太阳高度，进而推算出太阳直射点位置和节气。冬至日正午杆影最长，夏至日最短。
【知识点】
1. 二十四节气是根据地球在黄道上的位置来划分的，每前进15°为一个节气。共360°，24个节气。
2. 二十四节气2016年被列入联合国人类非物质文化遗产。
3. 纬度越高，昼夜长短变化越剧烈。极圈以内可出现极昼极夜。
环节三：课堂练习（8分钟）
练习1
题目：如图是太阳直射点运动示意图，其中a、b、c分别表示三条纬线。据图判断正确的是（ ）
①纬线c是南回归线
②当直射点在纬线b时，杭州市昼夜平分
③当直射点在①时，杭州市的节气是夏至
④造成直射点在纬线a、c之间移动的主要原因是地球的自转
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
【答案】A
【解析】a北回归线、b赤道、c南回归线（①√）。直射赤道时全球昼夜平分（②√）。直射北回归线时北半球夏至（③√）。直射点在南北回归线间移动的原因是公转而非自转（④×）。
练习2
题目：宋代翁卷《乡村四月》描述了这样的场景："绿遍山原白满川，子规声里雨如烟。乡村四月闲人少，才了蚕桑又插田"。诗中描述的场景出现时，地球位于（ ）
A.①②之间 B.②③之间 C.③④之间 D.①④之间
【答案】A
【解析】农历四月对应公历5月前后，处于春分（3月21日）到夏至（6月22日）之间，即①②之间的位置。此时是北半球的春季。
练习3
题目：关于"二十四节气观测仪"（圭表），以下使用说明不合理的是（ ）
A.必须在观测日的正午使用
B.适用温州及与温州同一纬度地区
C.圭表南北放置，圭在表的南侧
D.圭放置在水平面，表与圭垂直
【答案】C
【解析】圭表北半球的正确摆放是：表在南端，圭向北延伸。影子朝北，刻在圭上。C说"圭在表的南侧"恰好说反了。A正午杆影最短且方向为正北/正南，可准确读数。B纬度不同正午太阳高度不同，需同一纬度。D正确。
环节四：课堂小结（4分钟）
【教师活动】
引导学生回顾本课知识框架：地球公转 + 地轴倾斜 → 太阳直射点南北移动 → 昼夜长短变化 → 四季更替、二十四节气划分。
最终建立完整的知识链：自转（昼夜交替+一天杆影变化+日月星辰东升西落+时间差异）→ 公转（四季变化+正午太阳高度变化+一年杆影变化+昼夜长短变化+二十四节气）。
【重点强调】地球转动总结口诀：自转一日昼夜替，时刻东早西晚齐。公转一年四季移，正午太阳有高低。南北两极极昼夜，二十四节黄经记。
【知识点】
1. 昼夜长短变化规律（四节气）：夏至北半球昼最长、冬至昼最短、二分日昼夜平分。
2. 极昼极夜：极圈以内夏至日出现，冬至日反之。
3. 二十四节气：地球在黄道上每前进15°为一个节气，共24个。
五、板书设计
4.2 地球的转动（3）——昼夜长短与二十四节气
一、昼夜长短变化规律（北半球）
夏至（直射北回归线）：昼最长、夜最短，北极圈内极昼
冬至（直射南回归线）：昼最短、夜最长，北极圈内极夜
春分/秋分（直射赤道）：全球昼夜等长
夏半年（春分→秋分）：昼长于夜
冬半年（秋分→次年春分）：夜长于昼
二、极昼与极夜
极昼：太阳整日不落（极圈以内）
极夜：太阳整日不出（极圈以内）
夏至：北极极昼，南极极夜
冬至：北极极夜，南极极昼
三、二十四节气
划分依据：黄道上每前进15°为一个节气
共24个节气（360°÷15°=24）
2016年列入人类非物质文化遗产
四、自转与公转现象整合
自转→昼夜交替/时间差异/一天杆影变/日月星辰东升西落
公转→四季/正午太阳高度/一年杆影变/昼夜长短变/二十四节气
六、教学反思
1. 学生能通过模拟实验（圆盘+透明膜）观察出直射北回归线时北半球昼长夜短、直射赤道时昼夜平分、直射南回归线时北半球昼短夜长的基本规律吗？是否理解了"纬线在昼半球部分长度>夜半球部分 → 昼长于夜"的判断原理？
2. 学生对极昼极夜的理解是否到位？能否准确说出"夏至北极极昼南极极夜、冬至反之"这一规律？能否意识到极昼极夜只发生在极圈以内？
3. 从"太阳直射点位置"到"昼夜长短"的因果推理链（直射点在哪个半球→那个半球昼长夜短→纬度越高昼越长）学生是否真正建立了？能否用此链反过来从昼夜长短推断直射点位置和大致季节？
4. 二十四节气的教学内容是否激发了学生的文化自豪感？学生对"每前进15°为一个节气"的划分原理理解程度如何？能否说出四个以上节气名称及其对应的天文位置？
5. 课堂练习三道题的难度梯度和覆盖面是否合理？尤其是练习2（古诗文+地球运动）这类跨学科题目，能否帮助学生建立文理融合的思维？练习3（圭表方位）对学生空间思维的挑战是否过大？
6. 自转和公转的现象汇总表（课堂小结部分）能否帮助学生理清两大运动各自产生的现象，避免混淆？学生能否自主完成这份归纳表？

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