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4.2 地球的转动（第1课时）
一、基本信息
课题 4.2 地球的转动（第1课时）——地球的自转 课型 新授课
课时 1课时 教材 浙教版七年级上册科学（2024版）
年级 七年级 学科 科学
教法 模拟实验法、演示观察法、情境分析法 教具 多媒体课件、手电筒、地球仪、时区图
核心素养 详见下方
二、核心素养目标
1. 科学观念
（1）理解地球自转的基本特征：绕转中心为地轴（北端指向北极星附近），方向为自西向东（北逆南顺），周期约24小时（精确值23时56分4秒）。
（2）理解昼夜交替现象是地球自转的结果，能区分"昼夜现象"（地球不透明不发光）与"昼夜交替"（加上自转）。
（3）理解地球自转产生时间差异：东边时刻早，西边时刻晚。认识时区的划分（全球24个时区）和区时的计算方法（东加西减）。
（4）了解傅科摆、日月星辰东升西落等现象与地球自转的因果关系。
2. 科学思维
（1）通过观察"星星绕北极星运动""太阳东升西落"等日常现象，反向推断地球自转的方向和规律，培养由现象推本因的科学推理能力。
（2）通过模拟实验（手电筒+地球仪）建立"自转导致昼夜交替"的因果链，理解模型法在科学研究中的应用。
3. 探究实践
（1）完成地球自转模拟实验，观察并记录地球仪上指定位置的明暗变化，理解昼半球与夜半球的转换过程。
（2）能运用"东加西减"原则进行简单的区时计算（如北京东八区vs伦敦中时区）。
4. 态度责任
（1）认识地球自转对人类作息规律、社会活动的深刻影响，增强"规律认识服务生活"的科学价值观。
（2）通过国际时间协调（如世界杯转播时间）的实例，体会科学知识在全球化背景下的实际价值。
三、教学重难点
【教学重点】
1. 地球自转的基本特征：地轴指向北极星、自西向东、周期约24小时。北极上空看逆时针，南极上空看顺时针。
2. 昼夜交替现象的成因：地球不透明不发光（昼夜现象） + 地球不停地自转（昼夜交替）。
3. 时间差异的原理和区时计算：东边时刻早，西边时刻晚。全球24个时区，相邻时区差1小时。东加西减。
【教学难点】
1. 区分"昼夜现象"与"昼夜交替"：昼夜现象只要不透明球体被光源照射就存在（不需要自转）；昼夜交替必须有自转的持续转动。
2. 从不同视角判断自转方向：北极上空看为逆时针，南极上空看为顺时针。学生容易混淆两个极的视角。
3. 区时计算中的"东加西减"和日期变更：涉及日界线时，向东越过日界线日期减一天，向西越过日界线日期加一天。
四、教学过程
环节一：情境导入——地球是怎样运动的？（4分钟）
【教师活动】展示两张天文照片：夜晚长时间曝光拍摄的星星绕北极星运动的同心圆弧轨迹，以及早晨太阳从地平线升起的照片。提问：星星为什么会绕北极星转圈？太阳为什么每天东升西落？这些现象暗示什么？引导学生猜想：地球在动！这些是地球自转造成的视觉效应。引出本课主题——地球的自转。
图：星星绕北极星运动轨迹
【学生活动】观察照片，思考：如果地球不动，这些现象会发生吗？尝试用自己的话解释。
【设计意图】用"星星绕北极星转圈"这个让人敬畏的画面切入，比直接讲"地球自转"更能激发认知冲突——"看上去是星星在动，但动的是我们脚下的地球"。
【知识点】
1. 地球自转是造成"太阳东升西落""星星绕北极星转圈"等现象的根本原因。
环节二：地球自转的基本特征（10分钟）
【教师活动】讲解地球自转的三大特征：
（一）绕转中心——地轴。地球绕着贯穿南北两极的地轴旋转。地轴是假想的轴，它的北端始终指向北极星附近。正因为地轴指向北极星，我们长期曝光拍到的星星轨迹都是同心圆弧——北极星在圆心。
（二）方向——自西向东。伸出右手模拟：拇指指向北极，四指弯曲方向即为自转方向（从北极上空看为逆时针）。在南极上空看为顺时针。"北逆南顺"是记忆口诀。
图：地球自转方向——北逆南顺
（三）周期——约24小时（精确值23时56分4秒）。这就是我们日常所说的"一天"。
【学生活动】起立模仿：站直身体，以自身为地球，头顶为北极，右手向西左手向东。从头顶往下看（北极视角），逆时针转一圈，体会"北逆"。
【设计意图】"北逆南顺"是高频考点。用身体动作+可视化图片+口诀三重强化记忆。地轴指向北极星解释了导入环节的星轨现象——形成闭环。
【知识点】
1. 地球自转的绕转中心：地轴（北端指向北极星附近）。
2. 地球自转的方向：自西向东。北极上空看为逆时针，南极上空看为顺时针（北逆南顺）。
3. 地球自转的周期：约24小时（23时56分4秒）。
【易错提示】地轴不是真实存在的轴，是假想的。极点是地轴与地球表面的交点，北极在地轴指向北极星的那一端。常见错误：把地轴等同于经线——地轴是假想轴，经线是地球仪上的半圆弧线，虽然方向一致但不是同一概念。
【判断技巧】给你一幅从极点上方拍摄的地球俯视图，怎么判断这是北极还是南极？看自转方向：逆时针→北极；顺时针→南极。或者看大陆轮廓——能看清楚北美洲、亚欧大陆→北极；能看清南极洲→南极。
环节三：模拟实验——地球自转与昼夜交替（12分钟）
【教师活动】组织学生分组完成模拟实验。器材：手电筒（模拟太阳）、地球仪（模拟地球）、暗室环境。
步骤一：关闭教室灯光，将手电筒放在桌子中央固定。地球仪放在距手电筒约1m处。打开手电筒，观察地球仪上哪些部分被照亮（朝向灯泡的一面即"白昼"），哪些部分没有被照亮（背向灯泡的一面即"黑夜"）。结论：地球是一个不透明、不发光的球体，阳光只能照亮面对太阳的一面——这是"昼夜现象"的成因。
图：模拟实验——手电筒照地球仪形成昼夜
步骤二：在地球仪上标注自己所在的位置（如北京）。保持手电筒不动，缓慢自西向东转动地球仪（模拟自转），观察标注点何时进入光亮区域（白天来临——日出），何时进入黑暗区域（夜幕降临——日落）。转动一圈（模拟一天），记录明暗交替的次数。结论：地球自转使同一个地方交替经历白天和黑夜——这是"昼夜交替"的成因。
核心辨析：昼夜现象 ≠ 昼夜交替。如果地球不自转，面对太阳的一面永远是白天、背向的一面永远是黑夜——只有昼夜现象，没有交替。"交替"的关键是地球的持续转动。
图：昼夜交替成因——不透明球体 + 自转
【学生活动】完成模拟实验，将观察结果记录在学案探究表格中。回答：①手电筒不动时会看到什么？（一半亮一半暗——昼夜现象）②转动地球仪后会发生什么？（标注点交替经过亮区和暗区——昼夜交替）③如果只转动灯泡而不转动地球仪，结果一样吗？（不一样，转动灯泡改变的是光源方向不是自转，不是地球上实际的昼夜交替。）
【设计意图】"不透明＋自转＝昼夜交替"这个因果链必须在实验中亲身体验才能形成深度理解。特别是区分"昼夜现象"和"昼夜交替"这个易混淆点，只有动手转才能领悟。
【知识点】
1. 昼夜现象的成因：地球是一个不透明、不发光的球体，阳光只能照亮面向太阳的一面。
2. 昼夜交替的成因：地球不停地自转，使同一个地方交替经历白天和黑夜。昼夜交替的周期约24小时。
3. 核心区分：昼夜现象只需不透明球体+光源；昼夜交替还需要地球自转。
【理解要点】昼夜交替的周期为什么是约24小时？因为地球自转一圈就是约24小时。地球上任意一个地方，在这24小时里，有一半时间面向太阳（白天，约12小时），一半时间背向太阳（黑夜，约12小时）。当然，不同季节的昼夜长度不一样，这是公转的结果，后面的课时会学到。
环节四：时间差异与时区（10分钟）
【教师活动】过渡：地球自转不仅带来昼夜交替，还带来全球的时间差异。
展示地球赤道上A、B、C、D四个位置图。D位置为正午12点（太阳直射），B位置为午夜0点。A位置即将进入黑夜（黄昏），C位置即将进入白天（黎明）。总结规律：东边的地方先看到日出，时刻更早——"东早西晚"。
图：A/B/C/D四地的时刻与昼夜状况
引出时区概念：全球按经度划分成24个时区，每个时区跨越15°经度。同一时区内使用统一的区时。相邻两个时区的区时相差1小时。以本初子午线（0°经线）所在的时区为中时区（零时区），向东依次为东一区至东十二区，向西依次为西一区至西十二区。东十二区和西十二区合用一个时区。
北京位于东八区，我国统一使用北京时间（东八区区时）。
区时计算公式：乙时区的区时 = 甲时区的区时 ± 时区差。"东加西减"——求东边时区用加法，求西边时区用减法。
例题：杭州（东八区）亚运会开幕式2023年9月23日20:00举行。英国伦敦（中时区）的观众应什么时间观看？北京东八区，伦敦中时区（0时区），时区差=8。伦敦在北京的西边，用减法。伦敦时间=20:00-8=12:00。所以伦敦观众应在9月23日中午12:00观看。
拓展——日界线：国际日期变更线大致沿180°经线。自东向西越过日界线，日期加一天；自西向东越过日界线，日期减一天。这就是"一年过两个生日"的操作原理：在东十二区过完生日，再向西越过日界线到西十二区，日期倒退一天，又可以再过一次生日。
【学生活动】区时计算练习：①当北京（东八区）9:00时，东京（东九区）几点？（10:00，东面加1小时。）②纽约（西五区）几点？（前一天20:00，向西减13小时或加11小时跨午夜。）③2022年卡塔尔世界杯决赛于当地时间12月18日12:00举行，中国球迷在什么时间观看？（卡塔尔东三区，北京时间东八区，相差5小时，北京在东，加5小时→17:00。）
【设计意图】时区计算是这节的"硬核"内容。"东加西减"看似简单，但一旦跨越日界线就极易出错。三个练习由易到难——相邻时区→跨多个时区→跨日界线，逐步加难度。
【知识点】
1. 地球自转导致时间差异：东边时刻早，西边时刻晚。
2. 全球划分24个时区，每15°经度为一个时区。相邻时区区时相差1小时。
3. 区时计算：乙区时 = 甲区时 ± 时区差（东加西减）。
4. 北京时间 = 东八区区时。中时区（零时区）以本初子午线为中心。
5. 日界线（约180°经线）：自西向东越过，日期减一天；自东向西越过，日期加一天。
【易错提示】"东加西减"口诀容易记反。关键：东边的地方更早看到太阳，所以时刻更大（更晚的时间数字）。想象一下：东京（东九区）比北京（东八区）早1小时见到日出，所以当北京8:00时，东京已经9:00了——这个"9:00"的时刻数字，是比"8:00"更"大"的数字。所以求东边时区用+，求西边时区用-。
环节五：其他证明地球自转的现象（4分钟）
【教师活动】提问：除了昼夜交替，还有哪些现象可以证明地球在自转？
1. 日月星辰的东升西落——这是地球自西向东自转的结果。以地球为参照物，太阳、月亮、星星看起来都在从东向西运动。
2. 傅科摆——法国科学家傅科于1851年用67米长的钢丝悬挂28kg重的铁球做成的单摆。摆动平面在北半球顺时针偏转，在南半球逆时针偏转。这是因为地球在摆的下方自转。这是第一个直接证明了地球自转的物理实验。
【学生活动】回忆：之前学过参照物。以地球为参照物，太阳看起来东升西落。但如果以太阳为参照物呢？（地球自西向东自转。）
【设计意图】傅科摆是经典物理实验，也是地转偏向力的直观证据。这个环节不仅是知识补充，更是科学方法教育——如何用实验"直接证明"一个不可见的运动。
【知识点】
1. 日月星辰东升西落：地球自西向东自转的结果（以地球为参照物的视觉效应）。
2. 傅科摆：摆动平面在北半球顺时针偏转，证明了地球自转的存在。
环节六：课堂练习（8分钟）
练习1
题目：同学们在暗室用灯泡和地球仪演示地球运动，下列演示活动正确的是（ ）。A.演示自转时应自东向西转动球体 B.演示公转时应随时变换地轴方向 C.演示公转时让灯泡绕着地球转动 D.演示自转时应保持灯泡位置不变
【答案】D。演示自转时应保持灯泡（太阳）位置固定，自西向东转动地球仪。A自转方向应为自西向东。B地轴指向应保持不变（始终指向北极星附近）。C演示公转时应地球绕灯泡转，不是灯泡绕地球。
练习2
题目：太阳从东边升起西边落下，在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象，这些条件是（ ）。A.时间必须是在清晨，飞机由东向西飞行，速度较大 B.时间必须是在清晨，飞机由西向东飞行，速度较大 C.时间必须是在傍晚，飞机由东向西飞行，速度较大 D.时间必须是在傍晚，飞机由西向东飞行，速度不能太大
【答案】C。要看到太阳从西边升起，飞机必须以大于地球自转线速度的速度向西飞行（"追"上正在落下的太阳）。时间必须是在傍晚（太阳正在西方落下），飞机向西飞得比地球自转还快，太阳就在飞机看来从西方"升"起来了。
练习3
题目：第22届世界杯足球赛于当地时间2022年12月18日12:00在卡塔尔举行，届时中国球迷观看时已经午夜时分。造成这种时间差异的原因是（ ）。A.地球的形状 B.地球的大小 C.地球的自转 D.地球的公转
【答案】C。时间差异（时差）是地球自转的直接结果。
环节七：提升训练（5分钟）
练习4
题目：某游客是9月9日的生日，他想在一年内连续过两个生日，下列做法能实现的是（ ）。A.在东12区过完9月9日后，再越过日界线到西12区 B.在西12区过完9月9日后，再越过日界线到东12区 C.在西12区过完9月8日后，再越过日界线到东12区 D.在东12区过完9月8日后，再越过日界线到西12区
【答案】A。在东十二区过完9月9日生日，向西越过日界线进入西十二区，日期从9月9日变成9月8日（退一天），再等一天又是9月9日——一年过了两个生日。
练习5
题目：如图为地球自转的极上空俯视图，下列说法中正确的是（ ）。A.甲位于中纬度地区 B.乙在丁的东北方 C.丙在丁的正东方 D.丁位于西半球
【答案】B。图中为北极上空俯视图（自转方向逆时针），经度从0°向东增大。乙（60°N/135°E）在丁（30°N/45°E）的东北方。A甲（0°/90°W）在低纬度。C丙（0°/60°N）在丁的正西。D丁（45°E）在东半球。
环节八：课堂小结（2分钟）
带领回顾：地球自转三大特征——绕地轴（指向北极星）、自西向东（北逆南顺）、约24小时。昼夜交替因果链：不透明球体→昼夜现象→加上自转→昼夜交替。时间差异：东早西晚→划24时区→"东加西减"。证据：日月星辰东升西落、傅科摆。
五、板书设计
4.2 地球的转动（第1课时）——地球的自转 一、自转基本特征 绕转中心：地轴（假想轴，北端指向北极星附近） 方向：自西向东。北极上空看→逆时针；南极上空看→顺时针（北逆南顺） 周期：约24小时（23时56分4秒） 二、自转产生的现象 昼夜交替：不透明球体（昼夜现象）+ 自转 → 昼夜交替 时间差异：东早西晚 → 24时区 → 区时 = 已知区时 ± 时区差（东加西减） 日月星辰东升西落：以地球为参照物 傅科摆：摆动平面偏转，直接证明自转 三、时区计算 北京：东八区。伦敦：中时区（0时区）。 乙区时 = 甲区时 ± 时区差（东+西-） 日界线（约180°）：向东越过→日期减1天；向西越过→日期加1天
六、教学反思
1. 模拟实验（手电筒+地球仪）是否能让学生真正理解"昼夜现象"与"昼夜交替"的区别？学生动手转地球仪后，是否能清晰表达"不转时只有昼夜现象，转了才有交替"？
2. "北逆南顺"——从北极和南极上空看自转方向，学生是否容易混淆？用身体模仿（头顶=北极，逆时针转）是否比单纯记忆口诀更有效？
3. 区时计算中"东加西减"是否被学生正确理解？是否有人把"东加"误解为"加上时区数字"而忽略了跨越日界线时的日期变更？
4. 区时计算的教学难易梯度是否合适？三个练习（东京/纽约/卡塔尔）依次增加难度，学生反馈如何？
5. 傅科摆作为证明自转的经典实验，是否需要补充视频或动画展示来加强理解？单纯文字描述是否能让学生理解"摆动平面偏转"这一抽象概念？
6. 本课内容与生活联系紧密（作息规律、国际转播、旅行时差等），学生是否表现出较高的兴趣和参与度？是否可以布置"查找不同城市当前时间"的课后小调查来延伸？

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