1.2 地球运动的地理意义（第2课时）（教学设计）地理人教版选择性必修1

该高中地理教学设计聚焦地球公转的地理意义，涵盖昼夜长短变化、正午太阳高度变化及四季五带划分。通过天安门广场升降旗时间差异的实景图片与提问导入，承接地球自转意义，以昼弧夜弧概念、二分二至动画演示搭建学习支架，帮助学生构建公转与地理现象的逻辑联系。 该资料亮点突出，以综合思维为核心，通过地球公转动画、光照图分析昼夜长短和正午太阳高度的时空规律，结合楼间距、太阳能热水器等生活案例培养地理实践力，融入二十四节气歌视频深化文化认同。采用多媒体演示、小组合作等方法，助力学生提升空间想象与知识应用能力，为教师提供直观高效的教学资源。

第一章 地球的运动 第二节 地球运动的地理意义（第2课时） （教学设计） 年级 高二年级 科目 地理 课题 第2节　地球运动的地理意义 课时安排 第2课时 教材分析 本节课选自高中地理（2019人教版）选择性必修一第一章《地球的运动》第二节第二课时，关于地转公转地理意义的内容。承接第一课时地球自转的地理意义，重点阐述公转引起的昼夜长短变化、正午太阳高度变化及四季与五带三部分内容。内容抽象且计算性强，需结合图示、案例和实践活动深化理解，帮助学生构建地球公转与地理现象之间的逻辑联系。 学情分析 通过第一节课的学习，学生已经掌握地球公转基本特征，也了解黄赤交角基础知识；但学生空间动态想象薄弱，昼夜长短变化只会机械记忆，无法动态推导规律，对四季变化有感性认识，但对天文含义和五带划分缺乏系统认知。因此，在教学过程中，应充分利用动画、图表等直观教学手段，引导学生自主探究，并通过师生交流，帮助学生理解和掌握地球公转的规律。 教学目标 1. 课程标准：结合实例，说明地球运动的地理意义。 2.核心素养导向教学目标： 综合思维：结合地球公转示意图，掌握昼夜长短、正午太阳高度的时空变化规律，会进行昼长、正午太阳高度相关计算 区域认知：理解四季、五带成因，能区分不同纬度地区昼夜长短、太阳高度差异 地理实践力：可以运用正午太阳高度原理解释楼间距、太阳能热水器、房屋朝向等生活现象 人地协调观：认识地球运动对人类生产生活的影响，感悟地理和生活紧密联系 教学重难点 重点： 1.昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。 2.四季更替和五带划分的成因。 难点： 1.昼夜长短的时空变化规律及昼长的计算。 2.正午太阳高度的计算及应用。 3.太阳视运动轨迹。 教学方法 多媒体演示法、案例探究法、小组合作讨论法、讲练结合法 教学过程 教学内容 教师活动 设计思路 情境导入 展示天安门广场升降旗实景图片与升降旗时间表 【提问】为什么天安门广场每天升旗、降旗的时间不一样？ 引导学生得出：升旗对应日出，降旗对应日落；日出日落时间不断变化，本质是昼夜长短发生变化，顺势导入新课。 利用真实生活情境，激发学生好奇心，把课本知识和现实生活建立联系，快速引出本节课核心主题 —— 昼夜长短变化。 任务一：昼夜长短的变化 一、昼夜长短的变化 1. 昼弧、夜弧概念 【展示图片】展示地球昼夜弧示意图， 学生在图上指出并回答： 昼弧——纬线上位于昼半球的部分； 夜弧——纬线上位于夜半球的部分。 提示：晨昏线把每一条纬线分为昼弧和夜弧两部分，昼夜长短用昼弧和夜弧所占的比例表示。 总结关系： 昼弧 = 夜弧→昼夜等长；昼弧＞夜弧→昼长夜短；昼弧＜夜弧→昼短夜长 2.昼夜长短变化规律 【活动探究】 以小组为单位，教师播放地球公转二分二至动画，依次展示春分秋分、夏至、冬至光照图，引导学生填表。 二分二至日时，太阳直射点位于哪条纬线？北半球、赤道、南半球的昼夜长短情况如何？ 【总结归纳】 3.昼长、夜长的计算 出示例题，带领学生当堂演算 搭建基础概念，为昼夜长短规律、昼长计算做铺垫，建立 “纬线晨昏线昼夜长短” 空间逻辑。 借助动画与光照图直观突破抽象难点，培养读图提取地理信息的综合思维。 通过阶梯提问，帮助学生建立"直点位置→夜分布"的 果关系认知。 落实计算能力，讲练结合，巩固知识，突破计算难点 。 任务二：正午太阳高度的变化 1.太阳高度角和正午太阳高度角 （1）定义 展示太阳高度和正午太阳高度示意图： 讲解：太阳高度是太阳光线与地平面夹角；太阳高度的取值范围是0°≤ H ≤ 90°。 晨昏线上太阳高度 0°；直射点太阳高度 90°； 正午太阳高度是一天地方时 12 点的太阳高度，是一天最大值。 西一区至西十二区。 （2）时空变化规律 【重点探究】阅读和二分二至日太阳光照示意图，结合下图正午太阳高度的变化示意图，小组合作讨论完成下列表格。 ①空间（同一时刻纬度变化） 【总结归纳】结合正午太阳高度的纬度分布规律绘制示意图。 ②季节（同一地点时间变化） 思考：读图，比较A点在二至二分日正午太阳高度角的大小。 【总结归纳】比较正午太阳高度的季节分布规律完成表格。 3.正午太阳高度角的计算 正午太阳高度角: H=90-|当地纬度±直射点的纬度| 若两点在同一半球，用较高纬度减去较低纬度； 若两点分属于南、北半球，则将两点的纬度求和。 【学生活动】 完成北京（40°N）、海口（20°N）夏至、二分、冬至正午太阳高度计算。 教师找两个学生去黑板计算。 4. 正午太阳高度角的应用 教师结合示意图逐个讲解生活实例： （1）确定地方时 当某地太阳高度达到一天中的最大值时，日影最短，此时当地的地方时恰好是12:00（正午）； （2）确定房屋的朝向 为了获得更充足的太阳光照在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，因此房屋坐北朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，因此房屋坐南朝北。 （3）判断日影长短及方向 1 日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日最短； 2 南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日最短； 3 南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北；直射时日影最短(等于0)。 （4）确定楼距、楼高 为了使楼房底层获得充足的太阳光照，以当地一年中最小的正午太阳高度来计算楼间距。一般来说，纬度较低的地区，楼距较小；纬度较高的地区，楼距较大。 例如，南楼高度为h，该地（北半球）冬至日正午太阳高度为H，为了保证北楼一楼全年有阳光照射，则最小楼间距为多少？ 两楼之间的最小楼间距应大于L＝h/tan H或h×cotH （5）太阳能热水器的倾角调整 为了更好地利用太阳能，应该怎么调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角？ 集热板夹角α与当日正午太阳高度角H互余。（α = 纬度差) 例如，北纬40°在夏至日时太阳能热水器与地面的倾角应该调整为40°－23.5°，在冬至日时倾角应该调整为40°＋23.5°。 【知识拓展——日出日落方位】 【活动探究】 教师展示北半球 40°N 太阳视运动图，小组合作讨论： 下图中所示地区二分二至日的日升日落方向。 （1）读图，二分日时太阳直射点的纬度？40°N地区日出日落方位？ （2）二至日时，太阳直射哪个半球 ？40°N地区日出日落方位？ 学生回答： （1） 二分日：太阳直射赤道，均为日出正东，日落正西 （2） 夏至日：太阳直射北半球， 日出东北，日落西北。冬至日：太阳直射南半球， 日出东南，日落西南。 【展示地图】太阳视运动轨迹 ①未出现极昼或极夜现象的地区日出日落示意图 讲解：太阳直射北半球时，日出、日落都偏北（太阳从东北升起、西北落下）； 太阳直射南半球时，日出、日落都偏南（太阳从东南升起、西南落下）； 太阳直射赤道时，日出正东、日落正西。 ②出现极昼极夜的地区（除极点）示意图 讲解：一天内太阳不落，正午太阳高度最大，0点（24点）太阳高度最小，因此若该地区位于北半球，太阳升落方位均为正北； 若该地区位于南半球，太阳升落方位均为正南。 4 出现极昼的南北极点 讲解：极昼期间的极点，不升不落，一天内太阳高度不变，只有方位变化。 北极点上一天中看太阳方向位于正南（沿纬线自东向西水平移动，即顺时针方向移动）。 南极点上位于正北（沿纬线自东向西水平移动，即逆时针方向移动）。 通过示意图的对比分析，培养学生从空间维度理解太阳高度空间变化规律的地理思维能力。 通过学生观察，区分空间、季节两个维度，构建完整正午太阳高度知识体系。 通过实际生活中的案例，培养学生将地理理论知识转化为解决实际问题的应用能力。 通过动手绘图，将教师讲解的抽象规律（日出日落方向与直射点关系）转化为直观的空间图像。 通过示意图讲解，加强学生对知识的理解与应用，并拓展视野，提升空间想象。 任务三：四季更替和五带划分 1. 四季更替 （1）根本原因：黄赤交角存在，地球公转，太阳直射点南北移动，太阳辐射的时空分布变化。 （2）四季的划分 提问：读图回答什么是天文四季？什么是气候四季？ 1 从天文含义看四季，夏季就是一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节；冬季就是一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节；春季和秋季是冬、夏季节的过渡季节。 2 气候四季：北温带的许多国家在气候统计上把3、4、5三个月份划分为春季，6、7、8三个月份划分为夏季，9、10、11三个月份划分为秋季，12、1、2三个月份划分为冬季。 【注意】天文四季看太阳位置，气候四季看实际温度。 ③我国传统四季 中国传统上，以“四立”作为四季的起点，即立春作为春季的开始，立夏作为夏季的开始，立秋作为秋季的开始，立冬作为冬季的开始。 ④欧美国家四季 欧美国家一般以二分二至作为四季的划分。春分作为春季的开始，夏至作为夏季的开始，秋分作为秋季的开始，冬至作为冬季的开始。 【播放视频】二十四节气歌 2.五带划分 【提问】初中的时候我们学过五带，谁还记得地球上有哪五带？具体是怎么划分的？ 学生回答：以南北回归线和南北极圈为界，可以把地球表面粗略地划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带。 【展示五带图】 【提问】思考分析五带的纬度范围及光照特征。 热带——纬度：23°26′N至 23°26′S；有太阳直射现象； 北温带——纬度：23°26′N至 66°34′N；既无太阳直射又无极昼极夜现象； 南温带——纬度：23°26′S至 66°34′S；既无太阳直射又无极昼极夜现象； 北寒带——纬度：66°34′N至 90°N；有极昼极夜现象，终年严寒； 南寒带——纬度：66°34′S至 90°S；有极昼极夜现象，终年严寒； 从科学规律升华到文化认同，理解二十四节气的天文内涵； 体现地理学科的育人价值。 通过对比五带的光照特征差异，形成从现象到本质的地理推理链条。 板书设计 课堂演练 知识点01 昼夜长短的变化 如图为我国某地某天的部分气象信息。据此完成下面小题。 1.图示气象信息可能是哪一天（ ） A.11月18日 　　B.9月23日 C.8月28日 　　D.3月28日 2.图示气象信息当天，以下四地昼最长的是（ ） A.重庆 B.广州 C.北京 D.哈尔滨 【答案】1．A 2．B 【解析】 1.首先根据日出、日落时间计算当日昼长，昼长计算公式为：昼长=日落时间−日出时间昼长=日落时间−日出时间。 代入图中数据计算： 昼长=17时54分−7时34分=10小时20分 昼长小于12小时，说明该地当日昼短夜长，处于北半球冬半年（秋分日至次年春分日之间）。故本题应选A。 2.本题通过图示气象信息考察昼夜长短与地理纬度的关系。昼长最长的是广州（B选项），因为北半球冬半年时，纬度越低白昼时间越长，广州位于四地中最南端 ，符合此规律。关键需掌握昼夜长短变化与太阳直射点位置的关联性。故本题应选B。 下图是“北半球冬至日四地纬线昼弧、夜弧分布状况示意图”。据此完成下面小题。 3．四地中位于南半球的是（ ） A．甲、乙 B．乙、丙 C．丙、丁 D．甲、丁 4．图中乙和丁的周长相等，但昼弧和夜弧的长度相反，则两地（ ） A．处于同一纬线 B．处于同一半球 C．日出、日落的地方时相同 D．昼夜长短相反 5．下列关于四地的叙述，正确的是（ ） A．甲位于南极圈 B．乙可能位于赤道 C．丁不可能位于赤道 D．丙位于回归线 【答案】3．B 4．D 5.C 【解析】 3.北半球冬至日时，太阳直射南回归线，南半球昼长夜短，南极圈及其以南有极昼现象。据图可知，四地中甲地有极夜现象，乙地昼长夜短，丙地有极昼现象，丁地昼短夜长，可知乙、丙位于南半球，甲、丁位于北半球，B正确，A、C、D错误。 4. 乙、丁的周长相等但昼夜长短不同，说明两地的纬度相同，但不在同一半球。根据所学可知，纬度相同、半球不同的两地昼夜长短正好相反，即北半球该纬度的昼长与南半球同一纬度的夜长相等，北半球该纬度的夜长与南半球同一纬度的昼长相等，所以两地昼夜长短相反，D正确；两地不在同一纬线，纬度相同，处在不同半球，A、B错误；日出时间=12-(昼长/2)，日落时间=12时+(昼长/2)，昼长不同，日出、日落时间不同，C错误。 5.北半球冬至日时，南极圈有极昼现象，而甲为极夜，可知甲不是位于南极圈，A错误。赤道上总是昼夜平分，乙、丁昼夜不平分，故乙、丁不可能位于赤道，B错误，C正确；丙地此时出现极昼，可知丙地可能为南极圈及其以南的任一纬度，不可能位于回归线，D错误。 知识点02 正午太阳高度角的变化 下图为我国北京市（40°N，116°E）某小区楼顶太阳能景观图，其中∠α表示太阳能集热管与楼面的夹角。据此完成下面小题。 1．下列节日中，图中∠α最大的是（ ） A．清明节 B．劳动节 C．儿童节 D．国庆节 2．图中∠α一年中的最小值为（ ） A．0° B．16°34' C．23°26' D．46°52' 【答案】1．D 2．B 【解析】1.太阳能集热管需要与正午太阳光线垂直才能最大化接收太阳辐射，因此集热管与楼面的夹角∠α和当地正午太阳高度角互余，即∠α=90∘−正午太阳高度角,∠α最大时对应北京正午太阳高度角最小的日期，北半球正午太阳高度最小值出现在冬至日（12月22日前后）。四个选项中，清明节为4月5日前后、劳动节为5月1日、儿童节为6月1日，均靠近夏至日，正午太阳高度较大，∠α偏小；国庆节为10月1日，距离冬至日最近，正午太阳高度最小，因此∠α最大。故本题应选D。 2.∠α最小时对应北京正午太阳高度角最大的日期，即夏至日，此时太阳直射北回归线（23.5°N）。根据正午太阳高度角计算公式：H=90∘−|当地纬度−太阳直射点纬度|，代入北京纬度40°N，可得夏至日北京正午太阳高度H=90∘−(40∘−23.5∘)=73.5∘，因此∠α的最小值为90∘−73.5∘=16.5∘，故答案选B。 右图示意我国台湾省嘉义市（120．4°E，23．5°N）的观察者绘制的当地夏至日太阳视运动轨迹，天顶（Z）是观察者正上方的天空点。据此完成下面小题。 3．该日观察者观测到的日出日落方位分别是（    ） A．东北，西北 B．东南，西南 C．正东，正西 D．正北，正北 4．该日观察者观测到的当地正午太阳高度为（     ） A．0° B．28．5° C．66．5° D．90° 【答案】3．A 4．D 【解析】 本题考查夏至日全球日出日落方位和正午太阳高度的计算，掌握太阳直射点移动规律和正午太阳高度公式是解题关键。 3.判断日出日落方位,夏至日太阳直射北回归线，北半球夏半年全球除极昼极夜区域外，日出日落方位规律为：东北日出，西北日落。结合题图可知，该日太阳视运动轨迹与地平圈的交点，日出在东北方位、日落在西北方位，对应选项A。 4.计算正午太阳高度角,本题已知：该日为夏至日，太阳直射23.5∘N，当地纬度也为23.5∘N，根据正午太阳高度角计算公式：H=90∘−|φ−δ|.其中φ为当地纬度，δ为太阳直射点纬度，代入数据得：H=90∘−|23.5∘−23.5∘|=90∘, 太阳直射当地，正午太阳正好位于观察者的天顶位置，对应选项D。 知识点03 四季更替和五带划分 二十四节气是农耕文明的产物，蕴含了中华民族悠久的文化内涵和历史积淀。2023年7月23日是大暑。下图示意二十四节气与地球在公转轨道上的位置关系。据此完成下面小题。 1．图中代表冬至日的是（    ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 2．大暑这一天（    ） A．太阳直射北半球，向北移动 B．地球公转速度逐渐加快 C．北半球昼短夜长，昼长变长 D．上海正午太阳高度最大 【答案】1．C 2． B 【解析】1.结合二十四节气的顺序和二分二至的位置分析：甲位于芒种和小暑之间，处于北半球夏季，太阳直射北回归线附近，对应夏至，因此A选项错误；乙位于白露和寒露之间，处于北半球秋季，太阳直射赤道，对应秋分，因此B选项错误；丙位于小寒和大雪之间，处于北半球冬季，太阳直射南回归线附近，对应冬至，因此C选项正确；丁位于惊蛰和清明之间，处于北半球春季，太阳直射赤道，对应春分，因此D选项错误。本题选C。 2. 大暑为二十四节气之一，时间在7月22日前后，结合地球公转规律逐一分析选项：A选项‌：夏至日（6月22日前后）太阳直射北回归线，为直射点北移的终点，此后直射点持续向南移动。大暑在夏至之后，此时太阳直射北半球但向南移动，A错误。B选项‌：地球公转速度在7月初的远日点达到最慢，大暑（7月22日前后）位于远日点之后，地球公转速度逐渐加快，B正确。C选项‌：夏至日北半球昼长达到一年中最大值，此后昼长逐渐缩短。大暑时北半球昼长夜短，但昼长逐渐变短，C错误。D选项‌：上海位于北回归线以北，正午太阳高度最大值出现在夏至日，大暑日太阳直射点已南移，上海正午太阳高度小于夏至日，D错误,本题选B。 本环节主要设置较为经典的题型进行当堂检测，检验学生对知识的掌握和运用能力 教学反思 优点：充分利用三维动态演示实现抽象概念直观化，结合生活案例设计小组探究活动，有效激发学生地理实践力。 不足：部分学生空间转换能力薄弱，课堂活动参与度分层明显；计算部分学生容易出错且耗时长。 改进措施：强化读图训练，通过高频定向训练，攻克空间认知薄弱点；增加“计算闯关”小程序游戏，实现公式应用的趣味化训练 公司13 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $