单元主题一“时间密码”——地球的运动-高中地理单元教学设计

1 << 单元主题 一、单元指导思想与理论依据 本单元是湘教版高中地理必修第一册第一章“宇宙中的地球”的延伸与拓展。 从内容结构上来看，地球运动及其意义对于认识自然环境中的物质运动与能量交换、 自然环境的整体性与差异性、自然环境对人类活动的影响有重要意义，是地理环境 的形成，以及地理环境各要素运动变化的基础，因而也是选择性必修 1“自然地理基 础”学习的重要基础。 《普通高中地理课程标准（2017 年版 2020 年修订）解读》指出，本节课的课程 标准要求表明该部分内容要从义务阶段的了解现象的层面上升到理解规律和成因的 层面，学生不仅要结合生活实例情境说明现象，更要说明这些现象对地理环境和人 们生产、生活的影响，注重学生人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力等 地理学科核心素养的培养。地球自转和公转是同时进行的，由此形成黄赤交角，产 生地理现象，因此在教学中应关注地球自转和公转之间的关系，避免孤立地分析某 种运动。单元学习有助于依据课程标准和教材，选择有利于培养学科核心素养的教 学内容和情境素材，制订学习目标、设计学习活动、开展课堂教学、进行学习评价。 二、单元教学背景分析 （一）教学内容分析及课时分配 1. 教学内容 本单元的课程标准要求为选择性必修 1“自然地理基础”中“结合实例，说明地 球运动的地理意义”。从课程标准的知识和能力维度上看，这条“标准”是在必修第 一册学习内容的基础上进行延伸与拓展，必修第一册的第一章主要学习地球的宇宙 环境，选择性必修 1“自然地理基础”的第一章主要学习在这样的宇宙环境下，地球 运动的特点与其地理意义。要说明地球自转和公转的地理意义，就要先认识地球的 运动规律，包括地球自转的方向、速度和周期，公转轨道、方向、速度和周期，在 “时间密码”—地球的运动 一 单元主题一  “时间密码”—地球的运动 >> 2 　高中地理单元教学设计　 此基础上才能真正理解地球自转和公转的地理意义。地球自转和公转不是孤立的， 地球在自转的同时会绕日公转，是两种运动叠加合成了地球运动。不少地理现象的 产生是地球自转和公转共同作用的结果，如地球自转和公转形成黄赤交角，导致地 球表面太阳直射点的回归运动，产生了正午太阳高度和昼夜长短的年变化，从而形 成四季和五带。因此，教师在教学中应引导学生关注地球自转与公转之间的关系， 避免孤立地分析某种地球运动及其产生的地理意义。 选择性必修 1“自然地理基础”第一章涉及的知识理论性较强，并与数学、物理、 天文等学科知识有着密切联系，教学时不应过多地引入数理知识而陷入烦琐的计算、 推理之中，应突出“地理性”，即结合实例，直观形象地把握地球运动的规律，说明 其产生的地理意义及对自然环境和人类活动的影响。通过对该单元内容进行分析整 合，发现这一单元涉及月相、地球自转周期、公转周期、二十四节气、四季等时间 概念，与生活联系较为紧密。例如：“宇宙”本身是时空概念，地球的演化是以地质 年代为线索，人们使用的阴阳历也与太阳、月球视运动有关，所以本单元教学以“时 间密码”为主题，以时间的产生、认识、测量和利用为主线，融合古代日晷、圭表、 漏刻和现代时钟等计时工具的使用，阐明地球运动特征与其产生的地理意义，建立 起学科核心内容与学科核心素养之间的关系。 2. 课时分配 本单元计划课时为 3 课时。 第 1 课时：古往今来，谈天说地—地球的运动特征。 第 2 课时：日晷为尺，丈量时间—地球自转的地理意义。 第 3 课时：寒来暑往，时序更替—地球公转的地理意义。 （二）学生情况分析 思维障碍点：知识理论性强，与数学、物理、天文等学科知识有密切联系，学 生理性思维较欠缺；内容抽象，学生空间思维能力较弱。 思维发展点：采用地理信息技术和实验动态演示，增强对地理现象的认知；结 合生活实例，提高知识的应用性。 　单元主题一 “时间密码”—地球的运动 3 << （三）单元知识体系框架 三、单元设计过程 （一）确定单元教学目标 1. 运用资料，描述地球所处的宇宙环境，说明太阳对地球的影响。 2. 结合实例，说明地球运动的地理意义。 （二）规划课时教学目标 第 1 课时：古往今来，谈天说地—地球的运动特征。 首先，帮助学生了解地球所属的宇宙环境以及天体运行的基本规律，包括天体 和天体系统的定义与判断、地球公转的基本规律、地球自转的基本规律、月球自转 的基本规律和月球公转的基本规律，调动学生的空间思维能力。其次，进一步通过 观察和实验，帮助学生把宇宙中的天体运行转换成人类视野上的天体运行，也就是 天体在天球上投影的运行，培养学生的探究精神和科学思维。最后，引导学生将天 体运行与日常生活中常见的时间单位匹配起来，形成对时间的初步感知，认识到人 与自然的息息相关，培养学生的人地协调观。 第 2 课时：日晷为尺，丈量时间—地球自转的地理意义。 首先，引导通过学生制作简易日晷仪，让他们了解日晷仪晷影指向与当地地方 时之间的关系，从而能够利用日晷仪来推算时间；通过比较不同经度上的日晷晷影 指向在同一时刻不同地区的时间差异，帮助学生理解不同经度的时差基本规律，并 >> 4 　高中地理单元教学设计　 能够计算不同经度之间的时差。其次，帮助学生了解日期变更的基本规律，包括以 国际日期变更线为界，东西两侧日期不同，以及通过跨越日期变更线的旅行和航行， 时间会先后移动一天等，从而让学生认识到不同地区之间的时间和日期差异。最后， 培养学生的观察和分析能力，让他们能够观察和记录太阳的运行轨迹，研究日晷仪 的使用方法，并能够运用所学知识解释地球运动现象和时间日期变化。 第 3 课时：寒来暑往，时序更替—地球公转的地理意义。 首先，结合二十四节气的产生和相邻两节气的时间间隔差，引出黄赤交角对地 球公转造成的影响，通过绘制太阳直射点的回归运动图，引导学生分析公转速度的 快慢，并理解地球季节变化的原理。其次，利用自制的圭表教具，观察同一地点不 同时间的日影变化，比较不同地点圭表的使用差异，推测正午太阳高度角的计算公 式，让学生理解正午太阳高度及正午太阳方向的时空变化规律，从而认识到太阳在 天空中的运动轨迹与地理位置的关系。再次，通过总结不同节气沙漏的使用时间， 让学生推断昼夜长短的时空变化规律，进一步加深他们对地球公转和自转带来的时 间变化的认识。最后，结合具体区域，说明该地处于五带中的哪一带位置（寒带、 温带或热带），并划分其四季的特点和时间，让学生了解不同纬度和地理位置带来的 气候和季节差异，拓展学生对地球环境和季节变化的认识。 （三）设计课时探究活动 第 1 课时： 活动 1 ：地球在宇宙中的位置。 活动 2 ：人类视野中的天体运行规律与时间的定义。 第 2 课时： 活动 1 ：太阳周日视运动规律。 活动 2 ：分析日晷仪晷影指向与当地地方时之间的关系。 活动 3 ：探究不同经度的时差的基本规律。 活动 4 ：探究日期变更的基本规律。 第 3 课时： 活动 1 ：探究地球公转特征。 活动 2 ：分析正午太阳高度角的时空变化。 活动 3 ：探究昼夜长短的时空变化。 活动 4 ：总结四季和五带的划分依据及形成过程。 四、单元作业设计 1. 晴天，选择校内一块较空旷的地方，用观测日影的方法，简易测量学校所在 　单元主题一 “时间密码”—地球的运动 5 << 地某日的正午太阳高度并估测学校所在地的纬度。完成活动后，说一说在活动中感 到困难的地方，对活动方案可做哪些改进及改进理由。 2. 上网搜索古代计时工具的使用方法和工作原理，自制一种计时工具，说明其 使用的优缺点，思考并演示其在不同季节和不同纬度的使用区别。 五、单元教学特色分析 本单元教学以“时间密码”为主题，创造贴近学生生活的学习情境，使抽象内 容可视化，降低对空间想象能力和数理推理能力的要求。以时间的产生、认识、测 量和利用为主线，采用问题式教学和读图分析—现象描述—规律总结—学以致用的 教学思路，由表及里、从简单到复杂、层层递进，注重知识的生成，为学生提供自 主学习、探究学习与合作学习的课堂。 在教学过程中，通过自主演示（地球仪，地理信息技术，自制日晷、圭表并演 示使用方法）和观测活动（太阳视运动），培养学生的空间想象力和地理实践力。学 生利用图像，分析与地球运动相关地理现象产生的原因，提升综合思维；学生在给 定的区域中，分析地球运动产生的地理现象的特点，以及其对其他自然要素和人类 活动的影响，提升区域认知、人地协调观。在学习过程中融合二十四节气和古代日 晷、圭表、漏刻和现代时钟等计时工具的使用，有助于学生感悟中华民族悠久文化 内涵和历史积淀，增强文化自信。 第 1课时 教学目标： 1. 了解地球在宇宙中的位置和特征，包括地球形状、大小、自转和公转等。（区 域认知、综合思维） 2. 培养学生的探究精神和科学思维，通过观察、实验和数据分析来了解地球和 宇宙的奥秘。（地理实践力） 3. 培养学生的环保意识和责任感，认识到保护地球环境的重要性，以及如何在 日常生活中实践环保。（人地协调观） 教学重点： 学生对于不同尺度天文时间的感知。 教学难点： 月相中日、月、地三者的相对位置关系。 教学过程： 环节一：创设情境引入主题 【导入 1】“江畔何人初见月？江月何年初照人？” >> 6 　高中地理单元教学设计　 【导入 2】“子在川上曰：‘逝者如斯夫！不舍昼夜。’”故后人多用来指时间像流 水一样不停流逝，感慨人生世事变换之快，亦有惜时之意在其中。 【导入 3】“明日复明日，明日何其多。我生待明日，万事成蹉跎。世人若被明 日累，春去秋来老将至。朝看水东流，暮看日西坠。百年明日能几何？请君听我明 日歌。” 【展示】常用的时间单位。 【设问】在古代，各大文明之间交流很少，但都不约而同地采用“年”“月”“日” 三个时间单位，想想为什么？ 【学生活动】学生回忆《春江花月夜》故事中的名句，尝试回答。通过熟悉的 《论语》一书，学生对时间有了初步认识。通过熟悉的《明日歌》，感受时间流逝， 以及“春去秋来”和“朝暮”的时间尺度差异。 【活动意图】 1. 学生早已在文化典籍中获得关于时间的感受，依据学生认知特点， 从常见的时间单位的感知入手。 2. 通过设问，各大文明不约而同地采用“年”“月”“日”三个时间单 位，引起学生对天体运行规律的好奇。 环节二：自主探究学以致用 【合作探究 1】天体和天体系统。 【出示 1】天体和天体系统等基本概念。 【设问】流星体、流星现象、陨星（陨石、陨铁）是否为天体？ 【提出问题】嫦娥卫星和月球能否构成新的一级天体系统呢？ 【自主学习】阅读教材内容及学案材料。 【实践讨论】结合教材及教师提出的问题，学生分小组进行讨论。 【小组展示】组内代表发言，其他小组评价补充。 【实践讨论】流星体是天体，流星现象不是天体，陨星（陨石、陨铁）也不是 天体。 【小组展示】组内代表发言，其他小组评价补充。 【活动意图】 科学认识“天体”与“天体系统”，并能判断“天体”与“天体系统”。 【合作探究 2】宇宙视角的天体运行规律。 【出示 2】宇宙空间中天体的运行规律。 　单元主题一 “时间密码”—地球的运动 7 << 1. 太阳的运行规律。 2. 地球的运行规律。 【设问】地球公转常用的周期是恒星年还是回归年？二十四节气是以哪个地球公 转周期设置的？恒星年和回归年哪个使用时期更早一点？ 3. 月球的运行规律。 【设问】月球公转周期与月亮圆缺变化的周期是否一致？ 【自主学习】阅读教材内容及学案材料。 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【小组展示】组内代表发言，其他小组评价补充。 太阳系中八大行星距日由近到远的顺序如下：类地行星：水星、金星、地球、 火星；巨行星：木星、土星；远日行星：天王星、海王星。小行星带位于火星和木 星的轨道之间。 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【小组展示】组内代表发言，其他小组评价补充。 【得出结论】月球公转周期与月亮圆缺变化的周期基本一致。 【活动意图】 科学认识宇宙空间视角下的“日”“月”“地”三者的运行规律，并在 运行规律中总结出“年”“月”“日”三个时间单位（运行周期）。 【合作探究 3】年、月、日的由来。 【出示 3】人类视野中的天体运行规律。 【设问】 1. 人 类 视 野 中 的 天 体 运 行 规 律 与 宇 宙 空 间 的 天 体 运 行 规 律 有 何 区 别？ 有 何 关联？ 2. 如何用一组数据准确描述天体在天球上的准确位置？ 3. 西历放弃使用月亮的变化，而人为规定每个月的日期数量，有何优缺点？ 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【小组展示】组内代表发言，其他小组评价补充。 【活动意图】 科学认识人类视角下的“日”“月”“地”三者的运行规律，并在运行 规律中总结出“年”“月”“日”三个时间单位（运行周期）。 >> 8 　高中地理单元教学设计　 环节三：综合展评生生互动 【 评 价 讲 授 】 各 国 先 民 通 过 对 天 体 运 行 规 律 的 总 结， 不 约 而 同 地 建 立 了 “年”“月”“日”的时间体系。 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【小组展示】组内代表发言，其他小组评价补充。 【活动意图】 引导学生运用所学知识认识、分析和解决问题，说明时间的定义。 环节四：思而后行小结小测 【出示 4】课程标准要求和学习目标。 【绘制导图】课后将优质导图进行展评，学生完善知识点框架。 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【小组展示】组内代表发言，其他小组评价补充。 【提出问题】用思维导图总结本节课学习内容。 【活动意图】 理顺思路，重现思维和课堂学习过程，掌握从时空维度视角把握天体 运行规律。 第 2课时 教学目标： 1. 能够结合实际解释产生地方时差的成因。（综合思维） 2. 结合相关图文资料，了解时区的划分及世界时区分布，能够说出某一时刻不 同日期的范围。（区域认知） 3. 能够联系实际进行时间计算和日期换算。（地理实践力） 4. 结合实际说明实行分区计时和划分国际日界线的意义。（人地协调观） 教学重点： 太阳周日视运动基本规律、日晷读数基本规律、有关时间计算、国际日期变 更线。 教学难点： 国际日期变更线。 　单元主题一 “时间密码”—地球的运动 9 << 教学过程： 环节一：创设情境引入主题 【导入】“读书不觉已春深，一寸光阴一寸金。” 【设问】古人为什么用“寸”这个长度单位来丈量时间呢？ 【学生活动】查找资料，了解相关信息，动手制作、展示成果、学会欣赏，小组 为单位展示课前制作的简易日晷仪。 【活动意图】 营造情境，树立科学的人地协调观，培育地理学科素养。让学生大胆 展示自我，在合作探究中提升地理实践力。 环节二：自主探究学以致用 【合作探究 1】太阳视运动。 【设问】日常生活中看到的太阳视运动的基本规律是怎样的？ 【自主学习】太阳周日视运动规律，为认知后续考点奠定基础。 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【小组展示】由于地球的自转，位于地球上的人觉得太阳每天都是从东方升起， 又在西方落下，从而认为是太阳在绕地球运动。它是以观测者为参考系（假定观测 者保持相对静止）观察到的太阳的相对运动。 【活动意图】 学生交流、发言，举一反三，拓展思维，培养语言表达能力。 【合作探究 2】日晷的使用原理。 【设问】赤道日晷晷盘正面的东西方向是如何确定的？ 【教师活动】动手演示模拟日晷仪随地球自转，引导学生观察思考。 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【小组展示】组内代表发言，其他小组做补充说明。 【评价讲授】略。 【活动意图】 培养学生的读图分析能力、空间思维能力及语言表达能力。 【合作探究 3】时差的计算。 >> 10 　高中地理单元教学设计　 【展示】当晷针影恰好在晷针的正下方时，当地地方时为 12 时。 【设问】为什么同一时刻同一纬度不同经度地区的日晷影子指向晷盘上不同 位置？ 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【总结归纳】地方时变化规律：东早西晚。经度相差 15°，地方时相差 1 小时； 经度相差 1°，地方时相差 4 分钟。 ° 【过渡】地方时因经度不同而不同，使用地方时会给交通、通信带来不便，为克 服时间上的混乱，1884 年召开了国际经度会议，创立了标准时制度，实行分区计时， 每个时区跨经度 15°。 【设问】通过读时区和国际日界线分布图，思考问题：全球共划分了多少个时 区？相邻两个时区的时间相差几小时？每一时区中央经线有何特点？ 某地时区数 = 某地经度 /15°。（余数大于 7.5，商进 1，余数小于 7.5，舍掉） 某时区中央经线度数 = 时区数 ×15°。 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【小组展示】组内代表发言，其他小组做补充说明。 【活动意图】 学生交流、发言，举一反三，提升思维能力、计算能力，落实核心 考点。 【合作探究 4】日期变更线。 【过渡】为避免日期的紊乱，1884 年国际经度会议规定原则上以 180° 经线作为 “国际日界线”。 【设问】自西向东、自东向西过国际日界线时，日期会怎样变化？ 【实践讨论】画图理解日界线的基本规律。地球上的日期分界线有 2 条：国际日 界线（大致与 180° 经线重合），固定不变；0 时所在经线，自东向西移动。 【活动意图】 通过画图让学生直观感受日界线的基本规律，化抽象为具体，加强与 所学知识的联系。 　单元主题一 “时间密码”—地球的运动 11 << 环节三：综合展评生生互动 在教师指导下，学生互动，最终归纳得出结论： 1. 北半球夏半年（3 月 21 日—9 月 23 日），太阳照射在日晷仪正面，晷针影子 顺时针方向移动；北半球冬半年（9 月 23 日—次年 3 月 21 日），太阳照射在日晷仪 背面，晷针影子逆时针方向移动。 2. 一天中，正午时日影最短，日出日落时（即晨昏线上）日影最长。 3. 正午日影方向：太阳直射点以南的地区—向南；太阳直射点以北的地区— 向北。 【活动意图】 通过实践活动，增强合作意识、探究意识，培养学生的读图分析能 力、空间思维能力及语言表达能力。 环节四：思而后行小结小测 【出示】课程标准要求和学习目标。 【提出要求】用思维导图总结本节课学习内容。 【绘制导图】课后将优质导图进行展评，学生完善知识点框架。 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【小组展示】组内代表发言，其他小组做补充说明。 【活动意图】 理顺思路，重现思维和课堂学习过程，从时空维度视角把握地理现象 和问题。 第 3课时 教学目标： 1. 运用信息技术和其他地理工具，认识地球绕日公转的特征，提高地理实践力。 （地理实践力） 2. 通过图像、实验和给定的区域，计算正午太阳高度角，分析太阳直射点的移 动规律、昼夜长短的变化、四季的更替以及产生的原因，提高区域认知和综合思维 的能力。（区域认知、综合思维） 3. 能够联系二十四节气、圭表、漏刻等中华传统文化，分析地球运动对其他要 素和人类活动的影响，培养地理实践力，树立人地协调观。（人地协调观） >> 12 　高中地理单元教学设计　 教学重点： 正午太阳高度角的时空变化规律、昼夜长短的时空变化规律、四季和五带的 划分。 教学难点： 正午太阳高度角的时空变化规律。 教学过程： 【导入】出示惊蛰、小满、谷雨、白露等图片，请同学们猜节气并说出判断 依据。 【设问】二十四节气是指导农耕生产的时间体系，准确地反映了自然节律变化， 它是如何制定的呢？ 【实践讨论】学生根据图片中的地理事象进行判断推理并回答问题。 【自主学习】阅读教材第 19 页“二十四节气与四季”内容，思考并回答问题， 引入太阳直射点的回归运动。 【活动意图】 学 习 二 十 四 节 气 感 悟 中 华 民 族 悠 久 的 文 化 和 历 史 积 淀， 增 强 文 化 自信。 环节一：创设情境引入主题 【合作探究 1】地球公转的特征。 【设问与交流】 1. 黄赤交角和南北回归线、南北极圈的数值关系？ 2. 在公转图中判断二分二至点，并说出判断方法。 3. 用平滑的曲线接起来表示太阳直射点的移动轨迹。 4. 在绘制的太阳直射点移动示意图中，标出元旦时太阳直射点所在的大致位置， 并说明其移动的方向。 5. 结合 2024 年节气时间表，说明两个相邻节气的间隔时间冬季稍短、夏季稍长 的原因。 【自主学习】阅读教材第 12 ～ 13 页“地球公转”和“黄赤交角及其影响”部分 内容，思考并提出疑惑。 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【小组展示】 1. 黄赤交角 = 回归线的度数 =90°- 极圈度数。 2. 根据公转方向，判断地球公转图为北极俯视图。用地心与太阳连线表示直射 　单元主题一 “时间密码”—地球的运动 13 << 光线，直射北回归线，则为夏至日；直射南回归线，则为冬至日；直射赤道，按公 转方向判断秋分日和春分日。 3. 地球公转轨道为接近正圆的椭圆，太阳位于其中的一个焦点上；随着地球公 转，日地距离不断变化，1 月初在近日点，运动速度快，7 月初在远日点，公转速 度慢。因此，运动相同的纬度差，夏季用时较长，冬季用时较短。 【出示】二十四节气图及其制定依据。 【活动意图】 依据学生认知特点，从二十四节气的划分入手，引导学生探究黄赤交 角及太阳直射点的移动规律；又以二十四节气中相邻两节气的时间间隔不 同，引发学生对地球公转的速度的深度学习，培养地理综合思维。 【合作探究 2】圭表的使用原理。 【过渡】在没有日历的时候，人们是如何定节气的呢？ 【出示】 1. 材料：汉时期，学者采用圭表日影长度确定二十四节气，采用圭表测影法定 出黄河流域的日短至（白昼最短）这天作为冬至日，以冬至日为二十四节气的起点， 将冬至到下一个冬至之间的时间段分割为 24 段（每段 15 日），每两个节气之间的天 数平均。先测出冬至日因为冬至时影子最长，其相邻几天的影长变化最为明显，更 利于观测记录。这样，圭表就可以排出二十四个节气的日期，作为指导汉族劳动人 民农事活动的重要依据。 2. 实物：卡纸自制圭表，圭面上有刻度，不同的刻度代表不同的节气。 【讨论与交流】 1. 利用正午太阳高度角公式，计算北京、石家庄二分二至日正午太阳高度。 2. 结合正午太阳高度计算公式，依据教材第 14 页图 1-16、图 1-17 中的相关数 据，在教材第 14 页图 1-18 中分别绘出夏至日、冬至日正午太阳高度的纬度分布。 3. 总结正午太阳高度角的分布规律。 4. 结合太阳视运动图，总结不同地点正午太阳方位有何不同。 【实验演示】圭表一位同学观察并记录二分二至日的日影位置，另一位同学手拿 手电筒模拟太阳，两人确定“春分、秋分、冬至、夏至”的太阳位置。 【设问】圭表放置在北京、石家庄以及南半球的悉尼，如果表的位置和高度不变 化，圭需要进行什么样的调整？ 【自主学习】阅读教材第 14 ～ 15 页“正午的太阳高度变化”部分内容，思考并 提出疑惑。 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 >> 14 　高中地理单元教学设计　 【模拟实验】汇报、分析实验结果，并进行小组研讨，得出日影四季变化规律的 结论。 【实践讨论】圭的位置随正午太阳高度角和正午太阳方位而变化，掌握圭表使用 方法。 【小组展示】 1. 利 用“ 两 直 线 平 行， 同 位 角 相 等 ” 这 个 几 何 知 识 点， 可 得 公 式 H ＝ 90°- | φ-δ |。式中 φ 取正值；当地夏半年 δ 取正值，冬半年取负值。计算可得北京、石家 庄二分二至日的正午太阳高度。 2. 正午太阳高度由直射点所在纬度向南北两侧递减。 3. 当太阳直射点位于观测者以南时，该地正午太阳位于正南方向；当太阳直射 点位于观测者以北时，该地正午太阳位于正北方向。 【活动意图】 采用圭表测影法进行二十四节气的划分，并基于实验帮助学生理解正 午太阳高度角的概念，测量数据并进行分析，得出日影的四季变化规律， 即正午太阳高度角的变化规律，提升学生的地理核心素养。 【合作探究 3】昼夜长短的变化。 【过渡】日晷和圭表作为古代计时工具，它们的使用有没有限制性？如何解决这 一问题呢？ 【学生回答】在阴雨天气和夜晚没有太阳时无法使用。可以采用沙漏、刻漏、燃 香等工具。 【出示】白居易有诗云：“夏至一阴生，稍稍夕漏迟。”（《思归·时初为校书郎》） 结合教材内容，说说对该诗句的理解。 【精讲点拨】出示漏刻图片，讲解漏刻的使用方法，再次解析白居易的诗词：夏 至过后阴气萌动，渐渐夜晚开始变长。 【自主学习】阅读教材第 16 页“昼夜长短的变化”部分内容，思考质疑。 【讨论与交流】 1. 说出昼夜长短的计算方法。 2. 结合教材关于昼夜长短变化的描述，依据图 1-15、图 1-17 中的相关数据， 在图 1-21 中分别绘出冬至日、二分日昼夜长短的纬度分布。 3. 归纳昼夜长短的变化规律。 4. 指出太阳直射点位置与极昼、极夜范围的关系。 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 　单元主题一 “时间密码”—地球的运动 15 << 【小组展示】 1. 可分为两种方法。 方法 1 ：昼（夜）长时数＝昼（夜）弧度数 /15°。 （1）昼弧 = 夜弧， 则昼夜等长； （2）昼弧＞夜弧，则昼长夜短； （3）昼弧＜夜弧，则昼短夜长。 方法 2 ：根据日出或日落时间进行计算。 昼长时数＝（12- 日出时间）×2 ＝（日落时间 -12）×2。 2. 可分为以下三点。 （1）太阳直射哪个半球，哪个半球昼长夜短，而且纬度越高昼越长。 （2）同纬度地区昼夜长短相同。 （3）南北半球纬度数相同的地点，昼夜长短相反。 3. 出现极昼、极夜的最低纬度＝ 90° - 太阳直射点所在纬度。 【活动意图】 从日晷和圭表使用的限制性入手，引入漏刻的使用，通过白居易的诗 词，得到昼夜长短变化对漏刻使用的影响。沿用情境，层层递进，指导学 生发现问题、分析问题，提升地理绘图能力、观察能力、总结规律能力等 地理实践力和综合思维。 【合作探究 4】四季和五带的划分。 【过渡】古代的计时工具是在所有地区都适用吗？需要进行调整吗？ 【出示】五带的划分和季节划分图。 【讨论与交流】 1. 阅读教材第 18 ～ 19 页“四季的更替”部分内容，说出四季和五带的划分依据。 2. 绘制四季和五带形成过程的思维导图。 【自主学习】阅读教材第 18 ～ 19 页“四季的更替”部分内容，思考并解决问题。 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【小组展示】组内代表发言，其他组做补充说明。 【认真聆听】由于太阳直射点的移动，地球表面不同纬度地区接受的太阳辐射 能量不同，产生了五带；各地点昼夜长短和正午太阳高度角随时间而变化，产生了 四季。 >> 16 　高中地理单元教学设计　 【活动意图】 四季和五带是正午太阳高度和昼夜长短时空变化的体现，贴近生活实 际，学生容易理解、掌握，绘制思维导图有助于学生厘清本节知识之间的 联系，二十四节气在划分季节时也有应用，是对知识前后联系的总结，也 是时间情境的延续。 环节二：综合展评生生互动 【过渡】黄赤交角是产生正午太阳高度和昼夜长短变化的根本原因，实际上，黄 赤交角在较长时间尺度会有小幅度变化，因此基于不变的黄赤交角下发明的古代计 时系统也会存在一定误差。 【设问】黄赤交角的变化会产生哪些影响？完成表格。 影 响 黄赤交角的变化 黄赤交角变大（小） 黄赤交角等于 0° 太阳直射点的范围 出现极昼和极夜现象的范围 五带的范围 正午太阳高度的年变化 昼夜长短的年变化 季节的变化 【实践讨论】分组讨论，教师进行个性化指导。 【小组展示】学生做补充说明。 影 响 黄赤交角的变化 黄赤交角变大（小） 黄赤交角等于 0° 太阳直射点的范围 扩大（缩小） 直射赤道 出现极昼和极夜现象的范围 扩大（缩小） 无极昼、 极夜现象 五带的范围 热带和寒带的范围扩大（缩小）；温带的范 围缩小（扩大） 无五带划分 正午太阳高度的年变化 年变化幅度增大（减小） 无变化 昼夜长短的年变化 年变化幅度增大（减小）（赤道与寒带除外） 始终昼夜平分 季节的变化 变化明显（不明显） 无季节变化 　单元主题一 “时间密码”—地球的运动 17 << 【活动意图】 创设计时系统误差的情境收尾，设计完整的情境，引导学生应用所学 知识认识、分析和解决现实问题，体现教学首尾呼应的完整性。 环节三：思而后行小结小测 【出示】课程标准要求和学习目标。 【提出要求】用思维导图总结本节课学习内容。 【绘制导图】课后将优质导图进行展评，学生完善知识点框架。 【活动意图】 理顺思路，重现思维和课堂学习过程，从时空维度视角把握地理现象 和问题。