资源简介

4.2 地球的转动（第2课时） 教案
一、基本信息
课题 4.2 地球的转动（2）——地球的公转 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、手电筒、地球仪
核心素养 详见下方
二、核心素养目标
1.科学观念：理解地球公转的基本特征（轨道、方向、周期、姿态），以及公转产生的四季变化、太阳直射点移动、正午太阳高度变化和杆影变化等现象。
2.科学思维：能分析地球公转姿态（地轴倾斜）与太阳直射点移动、正午太阳高度变化等现象的关联，形成"地轴倾斜→直射点移动→四季和高度变化"的因果推理链。
3.探究实践：通过模拟实验观察杆影变化，理解其与太阳高度、公转的关系；能用正午太阳高度变化规律解释生活中的实际现象。
4.态度责任：培养对地球运动现象的系统性探究兴趣，树立科学认知自然的态度，认识地球运动的规律性对人类生产生活的重要意义。
三、教学重难点
【重点】重点：地球公转的基本特征（自西向东、周期约365天、轨道为接近正圆的椭圆、地轴倾斜且北端指向北极星附近）；公转产生的四季变化、太阳直射点移动、正午太阳高度及杆影变化规律。
【难点】难点：地球公转时地轴倾斜的姿态与太阳直射点移动、四季形成、正午太阳高度变化之间的内在联系。
四、教学过程
环节一：情境导入（3分钟）
【教师活动】
展示一组四季风景变化的图片（春花、夏荷、秋叶、冬雪）。提问："是什么引起了这些美妙的变化？"引导学生回忆已学的地球自转知识，思考地球是否还有其他运动形式。
（图片：四季变化的景象）
【学生活动】
观察四季图片，结合生活经验思考。部分学生可能回答"是地球公转引起的"，部分学生可能想到"太阳照射角度不同"。
【设计意图】
以四季美景切入，唤起学生生活体验，自然过渡到地球公转的学习，激发探究兴趣。
【知识点】
1. 一年有春、夏、秋、冬四个季节。
2. 四季变化与地球的运动有关，不仅是自转，还有公转。
环节二：新知探究（一）——地球公转的基本特征（8分钟）
【教师活动】
出示地球公转轨道示意图，指出：地球沿近似圆形的轨道不停地绕着太阳转动，这种运动称为公转。公转轨道的形状是一个接近正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
强调公转四项基本特征，逐项板书：①方向：与自转方向一致，即自西向东；②周期：约为365天（一年）；③轨道：接近正圆的椭圆，太阳在焦点上；④姿态：地轴呈倾斜状态，北端始终指向北极星附近，地轴与公转轨道面夹角为66.5°。
（图片：地球公转示意图）
【学生活动】
观察公转示意图，动手模拟：伸出一只手握拳代表太阳，另一只手用笔倾斜代表地轴绕太阳运动。在模拟中体会"地轴倾斜且方向不变"这一关键姿态特征。
【设计意图】
用体感模拟帮助学生建立公转的空间概念，尤其是"地轴倾斜且指向不变"这一核心认知，为后续理解四季成因和太阳直射点移动奠定基础。
【重点强调】地轴与公转轨道面的夹角为66.5°，不是垂直（90°），也不是水平（0°）。这个倾斜角度的"不变"（始终指向北极星）是产生四季的关键。
【知识点】
1. 公转定义：地球沿近似圆形的轨道绕着太阳转动。
2. 轨道形状：接近正圆的椭圆，太阳位于一个焦点上。
3. 公转方向：自西向东（与自转方向一致）。
4. 公转周期：约365天（一年）。
5. 公转姿态：地轴倾斜，与公转轨道面夹角66.5°，北端始终指向北极星附近。
环节二：新知探究（二）——四季的变化与太阳直射点移动（10分钟）
【教师活动】
过渡提问："地球的公转会带来什么现象？"引出四季变化。展示地球在公转轨道上的四个特殊位置图（春分、夏至、秋分、冬至），标注每个位置的太阳直射点。
逐一讲解四个节气：
①春分日（约3月21日）：太阳直射赤道。北半球各地昼夜等长，此后太阳直射点北移，北半球温度回升。
②夏至日（约6月22日）：太阳直射北回归线（23.5°N）。北半球昼最长、夜最短，正午太阳高度最大，温度最高。之后太阳直射点开始南移。
③秋分日（约9月23日）：太阳直射赤道。北半球各地昼夜等长，此后太阳直射点继续南移，北半球温度下降。
④冬至日（约12月22日）：太阳直射南回归线（23.5°S）。北半球昼最短、夜最长，正午太阳高度最小，温度最低。之后太阳直射点开始北移。
（图片：地球公转四分位置图）
归纳太阳直射点移动规律：一年中，太阳直射点在南、北回归线之间往返移动。最北只能到北回归线，最南只能到南回归线。回归线之间的地区一年有两次直射，回归线上一年有一次直射。
【学生活动】
小组讨论：①在地球仪上用激光笔（模拟太阳光）照射，观察直射点位置变化与地轴倾斜的关系。②在"公转四分位置图"上标注四个节气的日期、直射点位置和北半球昼夜长短情况。③总结"太阳直射点移动→北半球热量变化→四季更替"的因果链。
【设计意图】
通过四分位置图+学生标注+因果推理，帮助学生在空间模型中理解四季成因。四季的形成不是简单的"离太阳远近"，而是"直射点南北移动→各纬度受到的热量不同→温度变化→四季"。
【理解要点】四季成因的核心逻辑链：地轴倾斜（66.5°）且方向不变 → 公转过程中太阳直射点在南、北回归线之间往返移动 → 同一地点不同季节接受的太阳辐射量不同 → 温度变化形成四季。注意：不是"地球离太阳远近不同"造成的——地球近日点在1月初，那时北半球反而是冬天。
【易错提示】易错点：有学生认为"夏天热是因为地球离太阳近"。用1月初（近日点）是北半球冬季这一事实来反驳。距离差仅约3%，远小于太阳直射点移动带来的辐射量差异。
【知识点】
1. 四季变化是地球公转的结果。
2. 春分日（3月21日前后）：直射赤道。
3. 夏至日（6月22日前后）：直射北回归线（23.5°N）。
4. 秋分日（9月23日前后）：直射赤道。
5. 冬至日（12月22日前后）：直射南回归线（23.5°S）。
6. 太阳直射点在南北回归线之间往返移动。
环节二：新知探究（三）——太阳高度与杆影变化（10分钟）
【教师活动】
提问："操场上的旗杆，一天中影子长短变化的原因是什么？一年四季中正午杆影又有怎样的变化规律？"
引入两个概念——太阳高度和正午太阳高度。太阳高度角是指太阳光线与地面的夹角。同一地点一天内太阳高度不断变化，日出日落时为0°，正午时最大。当太阳位于正南或正北方向时，太阳光线与地面夹角最大，称为正午太阳高度。
展示日常生活中杆影的照片，引导学生总结杆影长度与太阳高度的关系：太阳高度越大，影子越短；太阳高度越小，影子越长。
讲解一天中杆影的变化规律：早上影子朝西，长；正午影子朝正北（北半球），最短；傍晚影子朝东，长。讲解一年中正午杆影变化：北半球中、高纬度，夏季正午杆影短，冬季正午杆影长。
总结正午太阳高度的纬度分布规律：夏至日由北回归线向南北两侧递减；冬至日由南回归线向南北两侧递减；春分秋分由赤道向南北两侧递减。
中、高纬度正午太阳高度的季节规律：北半球夏至日最大，冬至日最小。如北纬30°，夏至约83.5°，冬至约36.5°。
【学生活动】
实验探究——模拟杆影变化：①用透明半球形塑料盖、手电筒和牙签进行模拟实验；②观察"夏至日"轨迹下的杆影长度变化，记录最短杆影对应的时刻和方向；③讨论：如何判断哪张杆影记录图对应夏至日、哪张对应冬至日？
【设计意图】
从学生最熟悉的"影子长短变化"入手，上升为太阳高度角的概念，再回到公转与太阳直射点移动的因果链中，完成"现象→概念→原理→应用"的完整认知闭环。
【判断技巧】判断技巧：北回归线以北地区，正午杆影永远朝北；南回归线以南地区，正午杆影永远朝南。回归线之间地区，正午杆影方向随直射点移动而变化——直射点在当地以北时杆影朝南，以南时朝北。
【重点强调】杆影长度规律归纳：一天中，正午杆影最短（太阳高度最大）；一年中，北半球夏至日正午杆影最短（太阳高度最大），冬至日正午杆影最长（太阳高度最小）。
【知识点】
1. 太阳高度角：太阳光线与地面的夹角，简称太阳高度。
2. 正午太阳高度：太阳位于正南或正北方向时，太阳高度最大。
3. 杆影长度与太阳高度的关系：太阳高度越大，影子越短；太阳高度越小，影子越长。
4. 一天中杆影变化：早晚长、正午最短（与自转有关）。
5. 一年中正午杆影变化：夏季短、冬季长（与公转有关）。
6. 正午太阳高度纬度分布：夏至由北回归线向两侧递减，冬至由南回归线向两侧递减。
7. 北半球中高纬度：正午太阳高度夏至日最大、冬至日最小。
环节三：课堂练习（10分钟）
练习1
题目：2024年5月12日是第16个全国防灾减灾日，这一天地球位置处于图中的（ ）
A.甲乙之间 B.乙丙之间 C.丙丁之间 D.丁甲之间
【答案】A
【解析】5月12日处于春分日（3月21日前后）和夏至日（6月22日前后）之间，对应图中甲（春分）和乙（夏至）之间的位置。
练习2
题目：如图所示，地球在公转轨道上沿①→②→③→④绕着太阳公转。下列说法正确的是（ ）
A.地球公转的方向为自东向西
B.地球公转产生了昼夜交替现象
C.6月21日这天地球位置最接近图中的④
D.地球从①处运行到②处，太阳直射点在地球表面向北移动
【答案】D
【解析】A错，公转方向为自西向东。B错，昼夜交替是自转的结果而非公转。C错，6月21日接近夏至日，对应图中的②而非④。D正确，①→②即春分（直射赤道）到夏至（直射北回归线），太阳直射点向北移动，北半球昼渐长夜渐短。
练习3
题目：我国广东汕头市有座北回归线塔，刚好坐落在北回归线上。夏至日，北回归线塔一天之内影长变化的图像为（ ）
【答案】A（早晨长，正午影子为零（直射北回归线），傍晚长）
【解析】夏至日太阳直射北回归线，正午时刻北回归线塔的影子为零（杆影长度=0）。早晨影子长，正午为零，傍晚影子又变长。
练习4
题目：如图是杭州某小区两幢南北分列的高层公寓，前面一幢楼（A楼）往往把后面的（B楼）部分楼层的正午阳光遮挡住。若天气晴朗，B楼被遮挡阳光最多的一天是（ ）
A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日
【答案】D
【解析】北半球冬至日正午太阳高度最小，A楼的影子最长，B楼被遮挡的楼层最多。因此，楼间距的计算应依据冬至日的正午楼影长度，以确保全年都有阳光照射。
环节四：课堂小结（4分钟）
【教师活动】
带领学生回顾公转知识框架，引导学生填写：地球公转基本特征（方向、周期、轨道、姿态）→产生两大现象（四季变化 + 正午太阳高度和杆影变化）→太阳直射点在南北回归线之间往返移动→正午太阳高度夏季大冬季小→杆影夏季短冬季长。
强调逻辑链：地轴倾斜66.5°→公转时直射点在回归线间移动→热量季节分配不均→四季。
【易错提示】关键区分：一天中的杆影变化 ← 自转；一年中正午杆影变化 ← 公转。两个现象的原因不同，不可混淆。
【知识点】
1. 公转基本特征：方向自西向东、周期约365天、轨道接近正圆的椭圆、地轴倾斜66.5°。
2. 四季成因：地轴倾斜+公转 → 直射点在回归线间移动 → 热量季节差异 → 四季。
3. 杆影变化：一天变化（自转）、一年变化（公转）；太阳高度大则影子短。
五、板书设计
4.2 地球的转动（2）——地球的公转
一、公转基本特征
轨道：接近正圆的椭圆（太阳在焦点上）
方向：自西向东（与自转一致）
周期：约365天（一年）
姿态：地轴倾斜66.5°，北端指向北极星
二、公转产生的主要现象
1. 四季更替
春分（3.21）→直射赤道
夏至（6.22）→直射北回归线（23.5°N）
秋分（9.23）→直射赤道
冬至（12.22）→直射南回归线（23.5°S）
2. 太阳高度与杆影变化
太阳高度大 → 影子短
太阳高度小 → 影子长
一天变化 ← 自转
一年变化 ← 公转
三、核心逻辑链：地轴倾斜 → 直射点移动 → 热量差异 → 四季
六、教学反思
1. 学生能否准确说出地球公转的四个基本特征（方向、周期、轨道、姿态）？对"地轴倾斜66.5°且指向北极星不变"这一关键点是否真正理解？
2. 学生能否从"地轴倾斜且方向不变"出发，推理出太阳直射点在回归线间移动的规律？能否将直射点移动与北半球的四季温度变化建立因果关联？
3. 模拟杆影实验的器材准备是否充分？学生在实验中能否准确记录不同"节气"下的杆影长度，并与理论规律对应？
4. 学生能否区分"一天中杆影变化由自转引起"和"一年中正午杆影变化由公转引起"这两个不同时间尺度的现象？易混淆的还有"四季成因不是距日远近"。
5. 课堂练习四道题的难度梯度是否合理？学生对"楼间距计算依据冬至日"这一实际应用的理解程度如何？能否用太阳高度知识解释日常生活中的类似现象？
6. 板书设计的"三板块"结构（基本特征→两大现象→核心逻辑链）是否帮助学生建立起系统的知识框架？学生能否自主画出知识结构图？

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