内容正文:
第三节 地球的公转 讲义
一、教学目标
依据义务教育地理课程标准的要求,结合本节课的内容特点,从人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力四个维度制定教学目标。
(一)人地协调观
结合“天安门广场升旗时间随季节变化”“二十四节气指导农业生产”等生活实例,体会地球公转产生的昼夜长短与季节变化深刻影响着人类的生产生活。
初步树立尊重自然规律、顺应季节节律的时空观念,理解人类活动要与自然条件相适应的基本道理。
(二)综合思维
能够把“地轴倾斜—太阳直射点移动—昼夜长短变化—四季更替—五带划分”串成一条完整的因果链,说明四季和五带产生的根本原因。
通过二分二至日太阳光照图的对比,综合分析太阳直射点位置与昼夜长短、正午太阳高度之间的对应关系。
(三)区域认知
记住北回归线、南回归线、北极圈、南极圈四条特殊纬线及其度数,能在地球五带图上准确说出各温度带的范围。
理解各温度带的划分依据与气候特征,建立纬度地带性差异的空间观念。
(四)地理实践力
能使用三球仪或自制学具演示地球公转,说出公转的方向、周期,并观察二分二至日时地球的空间姿态与太阳光照情况。
能对照公转示意图判断节气位置、太阳直射点纬度和某地的昼夜长短状况,并用简图把结论表达出来。
二、教学重难点
项目
内容
突破策略
教学重点
地球公转的基本特征(方向、周期、地轴倾斜);二分二至日的日期与太阳直射点位置;四季更替与五带划分。
借助公转轨道示意图与三球仪演示,把抽象的空间运动转化为可观察的现象。
教学难点
① 理解黄赤交角与地轴空间指向不变,是太阳直射点南北移动、昼夜长短变化和四季更替的根本原因;② 由公转示意图判断节气、直射点位置及某地的昼夜长短。
① 用“倾斜的地球仪绕灯公转”实验直观呈现;② 归纳“先找夏至冬至、再按方向排春分秋分”的判读口诀,并配典型图反复训练。
易错易混点
把近日点(1月初)当夏至、远日点(7月初)当冬至;把“昼变长”与“昼长夜短”混为一谈;把季节与节气混淆。
用对比表格强化区分;强调“冷暖由直射点决定,与日地距离无关”。
三、课堂导入
【情境素材】天安门广场的国旗,每天伴着日出而升起,随着日落而降下。下表是 2023 年四个日期天安门广场的升旗时间(注:升旗时间与日出同步,可视为当日日出时刻)。
日期
升旗(日出)时间
昼夜状况(北京)
3月21日
约 6:15
昼夜接近等长
6月21日
约 4:46(一年中最早)
昼最长、夜最短
9月23日
约 6:02
昼夜接近等长
12月22日
约 7:33(一年中最晚)
昼最短、夜最长
【问题链】
观察表格:四个日期的升旗时间一样吗?哪一天最早、哪一天最晚?这反映了北京白昼长短发生了怎样的变化?
白昼的长短为什么会随日期有规律地变化?这种变化与地球的运动有什么关系?
我国古人把一年划分为“二十四节气”,农民依据节气安排播种与收获。二十四节气与地球的运动又有什么联系?
【导入意图】从学生熟知的“天安门升旗”这一真实情境切入,用一组可比较的数据引发认知冲突,再顺势引出“地球的公转”这一课题,使学生在上课之初就明确“学什么、为什么学”。
四、知识讲解(含课堂活动)
第一部分 地球公转的方向和周期
1. 公转的概念
地球在自转的同时,还围绕太阳不停地旋转,这种运动叫做地球的公转。地球公转的方向与自转方向一致,都是自西向东。从地球的北极上空看,地球沿逆时针方向绕太阳公转;从南极上空看,则呈顺时针方向。
2. 公转的周期
地球公转一周的时间约为一年,即大约 365 天。需要特别注意的是:自转的周期是一天(约 24 小时),公转的周期是一年,二者不能混淆。
3. 公转轨道的形状
地球公转的路线叫做公转轨道。地球公转的轨道是近似正圆的椭圆形,太阳位于椭圆的一个焦点上。每年 1 月初,地球距离太阳最近,这个位置叫近日点;每年 7 月初,地球距离太阳最远,这个位置叫远日点。日地平均距离约为 1.5 亿千米。
图1 地球公转轨道示意图(太阳位于椭圆的一个焦点上,含近日点与远日点)
易错提醒
季节的冷暖与日地距离的远近无关:北半球冬季地球位于近日点附近,夏季反而位于远日点附近。决定冷热的是太阳直射点的位置和昼夜长短,而不是离太阳的远近。
4. 公转的重要特征:地轴是倾斜的,而且倾斜方向保持不变
地球公转时,地轴是倾斜的(地球“斜着身子”绕太阳转)。地轴与地球公转轨道平面(黄道平面)约成 66.5° 的夹角,地轴的北端始终指向北极星附近。正是“地轴倾斜”且“倾斜方向不变”这一特征,使得地球在公转过程中,太阳直射点在地球表面做有规律的南北移动,进而产生了四季更替和五带划分等一系列地理现象。
图2 二分二至日地球在公转轨道上的位置与太阳光照示意(箭头表示公转方向)
【实践活动一】演示地球公转(教材三球仪实践)
步骤
操作要求
观察与思考
1
在教室内辨别东、西、南、北四个方向,在桌面上正确摆放三球仪。
明确“中心天体—太阳”与公转方向的关系。
2
在三球仪上指出地球的南、北两极,指出地轴和赤道。
建立地球空间结构的参照。
3
用三球仪演示地球公转,边演示边说出公转的方向和周期,重点观察公转过程中地球“倾斜的姿势”有没有变化。
体会“地轴倾斜且指向不变”这一关键特征。
4
说出春分、夏至、秋分、冬至的大致时间,指出地球在公转轨道上的对应位置,观察二分二至时太阳光照情况。
为第二部分“四季更替”的学习做准备。
结论:地轴始终倾斜约 66.5°,北极始终指向北极星附近——倾斜的“姿势”在公转一周的过程中始终不变。
第二部分 四季更替
1. 太阳直射点的南北移动
由于地球公转时地轴倾斜且倾斜方向不变,随着地球在公转轨道上位置的变化,太阳直射点在地球表面也发生有规律的移动。太阳直射的范围,最北到达北纬 23°26′,最南到达南纬 23°26′。
北纬 23°26′ 的纬线叫做北回归线,南纬 23°26′ 的纬线叫做南回归线。太阳直射点在南、北纬 23°26′ 之间的往返运动,叫做太阳直射点的回归运动,其周期为 1 个回归年(约 365 天 5 时 48 分 46 秒)。
一年中,太阳直射点在南北回归线之间的移动规律可概括为“两分两至”四个关键节点:
节气
日期(北半球)
太阳直射点位置
北半球昼夜长短
北极圈内
春分日
3月21日前后
赤道(0°)
昼夜等长
无极昼极夜
夏至日
6月22日前后
北回归线(23.5°N)
昼最长、夜最短
极昼
秋分日
9月23日前后
赤道(0°)
昼夜等长
无极昼极夜
冬至日
12月22日前后
南回归线(23.5°S)
昼最短、夜最长
极夜
图3 二分二至日太阳直射点位置示意
图4 太阳直射点在南北回归线之间的回归运动示意图
移动过程(以北半球观察):
春分日(3月21日前后)太阳直射赤道,之后直射点继续向北移动;
夏至日(6月22日前后)直射点到达最北界线——北回归线(23.5°N),此后开始向南移动;
秋分日(9月23日前后)直射点回到赤道,之后继续向南移动;
冬至日(12月22日前后)直射点到达最南界线——南回归线(23.5°S),此后又开始向北移动,如此循环往复。
2. 昼夜长短的变化
昼夜长短指的是一个地方白昼和黑夜时间的长短。由于太阳直射点在南北半球之间移动,各地的昼夜长短也会随季节发生变化。以北半球为例:
夏半年(春分日至秋分日):太阳直射北半球,北半球各地昼长夜短;纬度越高,白昼越长、黑夜越短;到北极四周出现极昼。其中夏至日这一天北半球昼最长、夜最短,北极圈及其以北地区全部为极昼。
冬半年(秋分日至次年春分日):太阳直射南半球,北半球各地昼短夜长;纬度越高,白昼越短、黑夜越长;到北极四周出现极夜。其中冬至日这一天北半球昼最短、夜最长,北极圈及其以北地区全部为极夜。
春分日和秋分日:太阳直射赤道,晨昏线(昼半球与夜半球的分界线)与经线圈重合,全球各地昼夜等长(各约 12 小时),两极地区无极昼、极夜现象。
图5 二分二至日全球昼夜状况对比示意图
巧记规律
① 太阳直射点在哪个半球,哪个半球就昼长夜短,且该半球纬度越高昼越长;
② 太阳直射点向北移动,北半球昼渐长、夜渐短;直射点向南移动,北半球昼渐短、夜渐长;
③ 南北半球昼夜长短状况始终相反,极昼、极夜现象也相反。
补充概念——极昼与极夜:
极昼:一天 24 小时都是白昼的现象;极夜:一天 24 小时都是黑夜的现象。
它们只出现在南北极圈及其以内的地区。极昼、极夜的范围随季节变化而扩大或缩小,其最大范围与回归线的度数(23.5°)相对应。
3. 四季的更替
地球在公转过程中,随着太阳直射点的南北移动,各地正午太阳高度和昼夜长短不断发生变化,获得太阳光热的多少也随之改变,从而产生了四季的更替。以北半球为例:
季节
月份
太阳直射情况
正午太阳高度
昼夜长短
获得光热
春季
3、4、5月
直射点由赤道向北回归线移动
由低到高
昼渐长
由少到多
夏季
6、7、8月
直射点在北半球(夏至达北回归线)
高
昼长夜短
多
秋季
9、10、11月
直射点由赤道向南回归线移动
由高到低
昼渐短
由多到少
冬季
12、1、2月
直射点在南半球(冬至达南回归线)
低
昼短夜长
少
归纳:季节变化的根本原因是太阳直射点的南北移动,直接表现为正午太阳高度和昼夜长短的季节变化,最终体现为地表获得太阳光热的多少随季节变化。南北半球的季节相反:当北半球是夏季时,南半球正是冬季;北半球是春季时,南半球是秋季。
第三部分 地球上的五带
1. 五带的划分依据
地球是个很大的球体,在同一时间里,纬度不同的地方,受到太阳照射的情况不同,冷热就有差别。人们根据各地获得太阳光热的多少,把地球表面划分为五个带:热带、北温带、南温带、北寒带、南寒带。五带的划分依据是纬度,具体分界线是南、北回归线和南、北极圈。
图6 地球上的五带划分示意图(含寒带、温带、热带)
图7 地球五带划分示意(南北回归线与南北极圈为界)
2. 五带的范围与特征
温度带
纬度范围
有无太阳直射
有无极昼极夜
气候特征
热带
南、北回归线之间(23.5°S—23.5°N)
有(一年 1~2 次)
无
终年炎热
北温带
北回归线至北极圈(23.5°N—66.5°N)
无
无
四季分明
南温带
南回归线至南极圈(23.5°S—66.5°S)
无
无
四季分明
北寒带
北极圈以北(66.5°N—90°N)
无
有
终年寒冷
南寒带
南极圈以南(66.5°S—90°S)
无
有
终年寒冷
说明:
南北回归线之间(热带):一年中有一次或两次太阳直射现象,是地球上获得太阳光热最多的地带,终年炎热。
回归线到极圈之间(南北温带):既无太阳直射,也无极昼极夜,得到的热量适中,四季变化明显。
极圈以内(南北寒带):阳光斜射得很厉害,有极昼、极夜现象,是地球上获得太阳光热最少的地带,终年寒冷。
五、课堂小结
第二章 地球的运动及其影响
第三节 地球的公转
一、公转的方向和周期
二、四季更替
三、地球上的五带
绕转中心:太阳
1. 太阳直射点南北移动
划分依据:获得太阳光热的多少
方向:自西向东
→ 两分两至、回归运动
分界线:回归线、极圈
周期:约一年(365天)
2. 昼夜长短的变化
热带(有直射、终年炎热)
轨道:近似正圆的椭圆
3. 四季的更替
南北温带(无直射无极昼极夜、四季分明)
特征:地轴倾斜66.5°
根本原因:地轴倾斜且方向不变
南北寒带(有极昼极夜、终年寒冷)
核心逻辑链:地轴倾斜且方向不变 → 太阳直射点南北移动 → 昼夜长短与正午太阳高度变化 → 四季更替;同时按纬度获得光热的多少 → 五带划分。
六、随堂练习(含答案)
1.地球公转的方向是________,公转一周的时间约为________天。地球公转时地轴与公转轨道平面的夹角约为________,其北端始终指向________附近。
2.填表:
节气
日期
太阳直射点
北半球昼夜长短
春分
夏至
秋分
冬至
参考答案:
1. 自西向东;365;66.5°;北极星。
2. 春分:3月21日前后、赤道、昼夜等长;夏至:6月22日前后、北回归线、昼长夜短;秋分:9月23日前后、赤道、昼夜等长;冬至:12月22日前后、南回归线、昼短夜长。
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