1.2 太阳对地球的影响（第 1 课时 太阳辐射与地球）教学设计-2026-2027学年高一上学期湘教版地理必修第一册

1.2 太阳对地球的影响（第 1 课时 太阳辐射与地球）教案-2026-2027学年上学期湘教版高一地理必修第一册 课题 1.2 太阳对地球的影响（第 1 课时 太阳辐射与地球·青海塔拉滩光伏基地情境） 教材版本 湘教版（2019）高中地理 必修第一册 第一章 宇宙中的地球 第二节 太阳对地球的影响 课时 本节共 2 课时，本教案为第 1 课时 授课年级 高一上 课型 新授课 授课时间 授课教师 授课班级 课标解读 课标原文：课程标准（2017 年版 2025 年修订）必修课程 · 地理 1，内容要求 1.1：“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。” 行为动词解构：本课时承担条目后半句“说明太阳对地球的影响”中“太阳辐射对地球的影响”部分。“运用资料”落实为三组资料：教材图 1-12（太阳辐射能量随波长的分布）、教材活动“大气上界水平面太阳辐射的分布”数据表（纬度 0°—90° 的年总辐射量）、塔拉滩光伏园区的真实发展数据；“说明”要求讲清三层因果——太阳辐射的实质是什么、它如何驱动自然地理过程、人类如何把它转化为可利用的能源。“描述地球所处的宇宙环境”已由第一节完成，本课时从“太阳是地球生命条件的来源”切入，把视角从宇宙尺度收束到日地关系尺度。 学情适配解读：学生在第一节已确认“稳定的太阳光照”是地球存在生命的条件之一，对太阳能热水器、光伏发电、太阳能路灯有充足的生活经验，但对“太阳辐射”缺乏科学定义——普遍把它等同于“太阳光”或“温度”，说不清电磁波、波长与能量分布；对“煤炭是远古储存的太阳能”“大气运动与水循环的能源也来自太阳辐射”这两条间接影响几乎没有认知储备。考核上，本部分常以“说明太阳辐射对地球的影响”“归纳大气上界太阳辐射的分布规律并分析原因”设问，学生易只答“提供光热”而漏答“维持地表温度、驱动大气运动与水循环、为生产生活提供能源”的完整链条。 教材分析 本节地位：本节是湘教版必修第一册“宇宙中的地球”一章从“宇宙环境”走向“日地关系”的关键一节，分“太阳辐射与地球”“太阳活动与地球”两目，分别对应太阳对地球的“稳定馈赠”与“扰动冲击”。第一目是全节的基石：太阳辐射既是地理环境中最根本的能量来源，也是后续第二章（大气受热过程）、第三章（水循环、洋流）的能量总开关，本课时为整册自然地理的学习埋下“能量来自太阳”的总伏笔。 承上启下知识逻辑：向上承接第一节——地球“特殊性”的外部条件之一就是“适宜的太阳光照和温度范围”，本课时把这句结论展开为完整的因果论证；向下开启两路：本节第二课时讲太阳释放能量的不稳定一面（太阳活动），第二章大气的受热过程则从机制上回答“太阳辐射的热量如何被大气和地面分配”。 教材内容结构：第一目包含三层内容——其一，太阳辐射的概念与强度：太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射能量，到达地球的太阳辐射约占总量的二十二亿分之一，波长范围为 0.15～4 微米，分为紫外光、可见光和红外光三部分，能量主要集中在波长较短的可见光波段（约占总能量的 50%）（图 1-12）；其二，太阳辐射对地球的影响：经植物的生物化学作用转化为有机物中的生物化学能，煤炭、石油等化石燃料是地质时期生物固定以后积累下来的太阳能，太阳辐射是地球大气运动、水循环的主要能源，太阳辐射本身以及大气运动、水循环等为人类源源不断地提供能源；其三，活动栏目两题：根据“大气上界水平面太阳辐射的分布”数据表绘制统计图并归纳分布规律、讨论其与天文气候带的相关性；利用太阳常数 8.24 焦/（厘米²·分）估算地球表面获得的太阳辐射能量。 素养落点：综合思维落点在“能量来源—转化路径—地理效应”的链条推理（太阳辐射→生物化学能→化石燃料；太阳辐射→大气运动、水循环）与纬度分布规律的形成分析；区域认知落点在运用纬度—辐射数据表认识太阳辐射的空间差异，并解释青藏高原（塔拉滩）成为我国太阳能富集区的区域原因；地理实践力由绘制统计图与太阳常数估算任务承载；人地协调观通过塔拉滩“板上发电、板下牧羊”的生态修复案例，体认清洁能源利用与生态治理、民生改善的协同共赢。 学情分析 学生已有知识：第一节已建立“太阳是太阳系中心天体”“稳定的太阳光照是地球生命条件”的认知；初中物理知道光的色散与光谱概念，生活中见过光伏板、太阳能热水器；对“青海光照强”“高原晒得黑”有常识性印象。 认知优势：学生具备数据表提取与简单坐标绘图能力，能完成“按纬度描点连线”的作图任务；光伏发电是学生身边可见可感的事物，情境代入快、提问意愿强。 学习难点：一是把“太阳辐射”从日常语感提升为科学概念——理解它是以电磁波形式放射的能量、可见光只是其中能量最集中的波段；二是间接影响的推理——“煤炭是远古的太阳能”需要跨越“光合固定→埋藏变质→开采燃烧”的漫长转化链，学生易停留在“煤是挖出来的矿”的直观认识；三是分布规律背后的归因——只能说得出“低纬多、高纬少”，说不清“纬度→太阳高度→单位面积获得能量”的传导环节。 常见易错点：①把太阳辐射答成“太阳活动”，两概念混写；②答“太阳辐射对地球的影响”漏写“维持地表温度”“驱动大气运动和水循环”，只写“提供能源”；③认为可见光是太阳辐射的全部；④把“大气上界太阳辐射由低纬向高纬递减”误归因于“距太阳远近不同”；⑤以为太阳常数是地表实际得到的能量，忽略大气削弱。 能力短板：从统计表中自主归纳规律并转化为规范统计图的能力不均衡；用能量转化链条（辐射能→化学能→电能）作解释性表达时语序混乱、环节缺失。 教学目标 区域认知：能运用大气上界水平面太阳辐射分布数据表，说出其由低纬向高纬递减的分布规律；能从海拔、天气、日照时数等要素解释青藏高原塔拉滩成为优质光伏基地的区域原因。 综合思维：能说出太阳辐射的概念（以电磁波形式向宇宙空间放射能量）与波长分布特征（0.15～4 微米，可见光约占 50%）；能沿“太阳辐射→生物化学能→化石燃料”“太阳辐射→大气运动、水循环→人类能源”两条链条，完整说明太阳辐射对自然环境和人类活动的影响。 地理实践力：能根据纬度—年总辐射量数据表绘制统计图，并据图归纳分布规律；能完成太阳常数的估算任务，规范书写“焦—瓦·秒—千瓦·时—度”的单位换算过程。 人地协调观：结合塔拉滩光伏园区“板上发电、板下牧羊”、风速降低 41.2%、土壤增湿 32% 的真实数据，说明太阳能开发与荒漠化治理、牧民增收可以协同共赢，形成支持清洁能源利用的态度。 教学重难点 教学重点：太阳辐射的概念与波长分布；太阳辐射对地球的三大影响（为生物生长与化石燃料形成提供能量、作为大气运动和水循环的主要能源、为人类生产生活提供能源）；大气上界太阳辐射由低纬向高纬递减的分布规律。这是课标 1.1“说明太阳对地球的影响”的直接落点，也是本章后续大气、水两章的能量总前提。 教学难点：一是间接影响的能量转化推理——“化石燃料是地质时期固定的太阳能”与“大气运动、水循环的能源是太阳辐射”两条链需要多步推理；二是分布规律的归因——从“纬度差异”到“太阳高度角差异”再到“单位面积能量差异”的传导链。 区分依据：重点是“教材原文直接陈述、考试高频作答框架”的主干知识，属于必须夯实的内容清单；难点是“学生认知结构难以一次跨越”的推理环节，属于思维加工问题，两者来源不同，故分列。 教法与学法 教法：情境教学法——以塔拉滩“荒滩变蓝海、板上发电板下牧羊”为主线贯穿导入、探究二、探究四与课堂小结；图表导学法——图 1-12 波长分布图与活动数据表的判读、绘图，用于探究一、探究三；链条推理法——两条能量转化链分步设问、板书串写，用于探究二；数据实证法——塔拉滩风速、土壤湿度、发电量等真实数据支撑结论，用于探究二、探究四。 学法：绘图归纳——独立完成纬度—辐射统计图并互评；因果链填空——在学案上补全两条能量转化链的缺失环节；对比列表——重庆与青海日照条件的对比迁移讨论；合作探究——小组讨论“板下为什么长草”与“光伏羊模式能不能复制”。 教学过程 情境主线：青海塔拉滩光伏基地。塔拉滩位于青海省海南藏族自治州共和县，原是风沙肆虐的荒漠化草场；如今这里建成全国首个千万千瓦级太阳能生态发电园，规划占地 609.6 平方公里，获吉尼斯世界纪录“最大装机容量的光伏发电园区”认证。园区内光伏板一眼望不到边，板下却绿草如茵、羊群成群——“光伏羊”在板间悠闲吃草，成为“板上发电、板下牧羊”的标志性画面；园区平均风速降低 41.2%，20 厘米深度土壤湿度增加 32%。与龙羊峡水电站“打配合”的 850 兆瓦水光互补电站 2015 年建成并网，年均发电 14.94 亿千瓦时。一块块蓝色的光伏板，把阳光变成电、把荒滩变成草场、把羊群变成牧民的收入——这背后的总开关，就是本课的主角：太阳辐射。 问题链：L1 塔拉滩为什么能“种太阳”？太阳辐射究竟是什么（事实性）→ L2 太阳送来的能量以什么形式到达地球、集中在哪个波段（概念性）→ L3 太阳辐射如何一步步变成草、变成羊、变成煤、变成风与河流的动力（原理性）→ L4 为什么塔拉滩的太阳辐射资源如此丰富？这套“光伏＋生态＋牧业”模式能否搬到重庆（迁移性）→ L5 荒滩、绿草、羊群、清洁电力共赢的塔拉滩，给我们怎样的能源与生态启示（价值性）。 教学内容（环节·时长） 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入（4 分钟） 出示塔拉滩航拍图，讲述情境：十年前这里“风吹石头跑、遍地不长草”，如今 609.6 平方公里的光伏板连成“蓝色海洋”，相当于约 85 个西湖的面积，还住进了成群的“光伏羊”。抛出主线问题：“太阳光落在这片荒滩上，为什么能同时变成电、变成草、变成羊？这一切的总开关是什么？”板书课题“太阳辐射与地球”，说明本节课沿着“太阳辐射是什么—有什么影响—在哪里最强—怎样为我所用”四步走进塔拉滩。 观察航拍图中“光伏板—草场—羊群”的组合，用一句话写下“我认为太阳辐射是……”的初始认识，带着“太阳光如何变电、变草、变羊”的问题进入新课。 用真实基地的视觉冲击与“一光三变”的认知冲突开课；初始认识写在学案上，探究一结束时回看修正，让概念建构有前后对照。 图 1 青海塔拉滩光伏基地航拍：板上发电、板下羊群 新知探究（32 分钟） 　探究一：太阳辐射是什么——概念与波长分布（7 分钟） 出示教材图 1-12，讲解概念：太阳辐射是太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量，地球只截获了约二十二亿分之一，却是一切地理过程的总能源。引导学生读图三问：波长范围多大（0.15～4 微米）？分为哪三部分（紫外光、可见光、红外光）？能量集中在哪个波段（波长较短的可见光，约占 50%）？追问 L2：为什么人的眼睛“恰好”对能量最集中的波段最敏感？回扣导入——“太阳辐射”不等于“太阳光”，可见光只是能量最集中的部分。 在学案上完成“太阳辐射三要素卡”（形式：电磁波；范围：0.15～4 微米；分布：可见光约占 50%）；对照导入时写下的初始认识，用红笔修改为自己的“科学版”定义；同桌互查定义中是否含“电磁波”这一关键要素。 把日常语感升级为科学概念，三要素卡给出可检查的作答规范；“回看修正”让概念转变显性化，评价落点在“电磁波”“波段集中区”两个关键词是否到位。 图 2 太阳辐射能量随波长的分布（据湘教版必修第一册 图1-12） 　探究二：太阳光变成了什么——太阳辐射对地球的影响（8 分钟） 出示板下羊群特写图，组织链条推理。第一链“变成草、变成羊、变成煤”：太阳辐射经植物的生物化学作用转化为有机物中的生物化学能——羊吃草，能量进入食物链；教材原文点题——煤炭、石油等化石燃料，是地质时期生物固定以后积累下来的太阳能。追问：烧一炉煤，为什么说是在“烧远古的阳光”？第二链“变成风与河流的动力”：太阳辐射是地球大气运动、水循环的主要能源——冷热不均引起大气运动，蒸发输送凝结成雨，都由太阳辐射驱动；塔拉滩光伏板遮挡后土壤增湿 32%，正说明地表能量与水分交换对太阳辐射的依赖。第三链“变成电与生活能源”：太阳辐射本身以及大气运动、水循环等，为人类源源不断地提供能源——光伏是直接利用，水电、风电是间接利用。归纳三条影响，板书成“太阳辐射三变”结构。 在学案上补全两条因果链的空缺环节（太阳辐射→＿＿＿→生物化学能→煤、石油；太阳辐射→＿＿＿、＿＿＿→人类能源）；小组讨论“板下为什么能长草”，用“光—热—水”三要素各说一句；齐读教材原文“煤炭、石油等化石燃料，是地质时期生物固定以后积累下来的太阳能”并抄入学案。 把教材结论改写成三条可推理的链条，避免直接灌输；“补链”任务暴露断点、当堂纠偏；“板下长草”讨论把情境数据变成理解太阳辐射生态效应的抓手，落实 L3，评价落点在链条完整性与“光热水”归因表达。 图 3 塔拉滩光伏板下的羊群与牧草（板下牧羊实景） 　探究三：太阳的馈赠哪里最多——太阳辐射的分布规律（9 分钟） 布置教材活动任务一：出示“大气上界水平面太阳辐射的分布”数据表（纬度 0°—90°，年总辐射量由 13.17 递减至 5.48，单位 10⁹ 焦/米²），指导学生以纬度为横轴、年总辐射量为纵轴绘制折线图；巡视纠正常见错误（坐标轴颠倒、未标单位）。据图设问：规律是什么（随纬度升高递减）？追问归因链：纬度高→太阳高度角小→单位面积获得的能量少。组织讨论活动第（2）问：天文气候带（热带、温带、寒带）的划分与太阳辐射分布是否相关——热量随纬度递减正是五带划分的依据。布置进阶任务（活动第 2 题，选做）：用太阳常数 8.24 焦/（厘米²·分）估算地球表面的平均太阳辐射，提示“1 焦＝1 瓦·秒，1 度＝1 千瓦·时，将地球面向太阳的半球折算成垂直于太阳光线的大圆面积”。 独立绘制折线统计图（横轴纬度、纵轴年总辐射量、标注单位），同桌按“三查清单”互评（查坐标轴、查单位、查趋势）；在图旁写出归因链“纬度高→太阳高度角小→单位面积获能少”；小组口头讨论天文气候带与辐射分布的相关性；学有余力者完成太阳常数估算并在黑板展示换算过程。 以教材原生数据表为载体，训练“作图—读图—归因”完整技能，直接落实 L4 的分布规律部分；互评清单把规范意识前移；太阳常数选做任务区分层次，为学有余力者保留挑战。 　探究四：把阳光留在荒滩上——塔拉滩的太阳能利用与模式迁移（8 分钟） 出示龙羊峡大坝图，讲解“水光互补”：光伏发电“看天吃饭”，夜间与阴雨天会掉线；龙羊峡水电站把光伏当作“虚拟水电”机组快速调节——天晴水少发、天阴水多发，填补了国际大规模水光互补关键技术的空白，龙羊峡水光互补电站装机 850 兆瓦，2015 年建成并网，年均发电 14.94 亿千瓦时，每年可节约标准煤 46.46 万吨、减少二氧化碳排放约 122.66 万吨，2016 年 11 月青海清洁电能首次跨区外送江苏。设问迁移 L4：塔拉滩为什么适合建光伏基地（海拔高、空气稀薄洁净、晴天多，园区所在地年均日照约 2719 小时、年平均太阳辐射量约 6382 兆焦/米²）？这套模式能搬到重庆吗——重庆多云雾阴天，日照少，太阳辐射弱，地面光伏条件逊于青藏高原，但屋顶分布式光伏仍可因地制宜。追问价值层 L5：塔拉滩“发电＋治沙＋牧羊”一地三收，对能源结构调整与生态脆弱区发展有什么启示？ 完成“塔拉滩区位卡”（地形/海拔、天气、日照、辐射量四项）；对比讨论“塔拉滩模式能否复制到重庆”，用“太阳辐射资源差异”给出判断与一条理由；用一句话写出对“板上发电、板下牧羊”的看法，组内交流后派代表陈述。 以真实工程数据解释“太阳辐射为人类提供能源”的当代形态，情境在此完成“回扣—迁移—升华”闭环；重庆对比让学生用分布规律解释身边问题，评价落点在区位归因的要素完整性与观点—理由的匹配度。 图 4 龙羊峡水电站与龙羊峡水库（水光互补的水电一端） 课堂小结（4 分钟） 师生共同回看板书，沿“是什么（电磁波，可见光约 50%）—有何影响（自然环境：生物与化石燃料、大气运动与水循环；人类：能源）—哪里多（低纬多、高纬少）—如何用（塔拉滩：光伏＋水光互补＋牧光互补）”四步复述本课主线；指出下节课将转向太阳的“另一副面孔”——太阳活动与地球，预告“地磁暴红色预警”的新闻情境。回收导入问题：太阳光落进塔拉滩，变成电、变成草、变成羊，总开关正是太阳辐射。 对照板书口述四步主线；在学案“本课一句话”栏写下最大的一个收获与一个疑问（如“太阳辐射弱的地方就一定不适合发展光伏吗”），下课交学案。 以主线四步收束、以疑问栏留白，为第 2 课时的太阳活动埋设衔接点；学案疑问作为教师二次备课的学情依据。 板书设计 主板书：1.2 太阳对地球的影响（第 1 课时）太阳辐射与地球 1. 是什么：太阳以电磁波形式放射的能量（0.15～4 微米；可见光约占 50%；到达地球约占二十二亿分之一） 2. 有何影响：①自然环境——生物化学能（化石燃料＝远古太阳能）、大气运动与水循环的主要能源 ②人类——生产生活能源（直接：光伏；间接：水电、风电） 3. 哪里多：大气上界由低纬向高纬递减（纬度→太阳高度角→单位面积获能） 4. 怎么用：塔拉滩＝光伏＋水光互补＋牧光互补（板上发电、板下牧羊） 副板书：太阳常数 8.24 焦/（厘米²·分）；单位换算 1 焦＝1 瓦·秒、1 度＝1 千瓦·时；重庆与青海日照对比栏；学生统计图常见错误示例（坐标轴颠倒） 教学反思 亮点：以塔拉滩“一光三变”贯穿全课，概念、影响、分布、利用四个环节共用一条情境线索，学生始终在“解释这片荒滩”的真实任务中学习；探究二的“补链”任务把教材结论转化为可检查的推理过程，探究三的互评清单让作图规范当堂闭环。 不足：探究三的太阳常数估算对中等及以下学生偏难，课堂时间紧时可能只剩少数学生完成，归因链的口头表述也可能出现“太阳高度角”术语使用不熟练的情况。 改进策略：太阳常数任务改为“两档任选”——A 档完成单位换算框架填空，B 档独立估算，下节课前公示 B 档范例；归因链在探究三增加一次“同桌互述＋教师抽查”，用术语卡（太阳高度角、单位面积）辅助规范表达；若学生对“水光互补”调节机制追问较多，可在第 2 课时导入前用一分钟补充说明。 学科网（北京）股份有限公司 $