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| [教案专题]沈丹凤：地球运动的地理意义（二）
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作者： 沈丹凤
发表时间： 2006-3-3 文章出处： 地理课程网论坛
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一、教学目标
1、知识目标
学生能运用科学的语言说出昼夜长短及其变化规律；学生能运用科学的语言说出正午太阳高度及其变化规律；能说出四季和五带的划分及其依据。
2、能力目标
能画“二分二至日昼长和正午太阳高度分布图”；能画“五带分布”图；能动手演示“太阳直射点的回归运动”，并据此归纳出昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。
3、德育目标
培养学生热爱地球、了解地球、热爱科学、勇于探索的精神。
二、教学重点和难点
重点：昼夜长短和正午太阳高度的变化规律、四季和五带的划分。
难点：识读“二分二至日太阳照射地球的示意图”，并据此归纳昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。
三、教具设计
自制的教具“太阳直射点的回归运动”，自制flash课件。
四、教学方法
演示法、启发法、总结法
本节教材内容较多，较抽象，对学生的空间思维能力和接受能力要求很高，为了变抽象为直观，让学生更好的理解和掌握本课内容，主要采取flash课件演示法和自制的教具演示，学生通过动画和实物演示，自己发现问题、总结规律，同时对于难点内容，如昼夜长短和正午太阳高度的变化规律，教师结合课件一步步对学生进行启发，充分体现学生的主动性，并且还结合生活实例，既能使学生更好的理解和掌握所学知识，又能激发学习的兴趣。
五、板书设计
1.6 地球运动的地理意义（二）
地球的运动
自转运动 公转运动
黄赤交角
太阳直射点的回归运动
昼夜长短的变化 正午太阳高度的变化
季节变化 纬度变化
四季 五带
六、教学过程
[导入] 同学们，生活中我们能经常发现一些有意思的地理问题，比如以下问题，你们是否注意过，又是否想过为什么呢？
（1）你观察过自己在太阳下的影子吗？一天之内，它什么时候最长？什么时候最短？一年呢？
（2）放暑假和寒假时，白天和黑夜一样长吗？
（3）我国南极科考队为什么一般选择在我国的冬半年前往南极考察？
要知道这些地理问题产生的原因，让我们一起来共同学习《地球运动的地理意义（二）》
[板书] 1.6地球运动的地理意义（二）
[教师讲解] 在前面的课堂里我们学习了地球的自转和公转，由于地球的自转和公转产生了黄赤交角，由于黄赤交角的存在，引起了太阳直射点的回归运动，太阳直射点的移动，使地球表面接受到的太阳辐射能量，因时因地而变化，这种变化的具体体现，就是昼夜长短和正午太阳高度的变化，首先我们来学习昼夜长短的变化
[板书] 一、昼夜长短的变化
[教师讲解] 之前我们学了晨昏线，是昼夜的分界线，那么晨昏线将所经过的纬线分成两部分，在昼半球部分称为昼弧，在夜半球部分称为夜弧。
请大家看大屏幕，我们以夏至日为例来讲全球昼夜长短的情况，左边的一幅图是侧视图，右边的一幅是从北极上空向下看的投影图。
图上用蓝色线表示的是昼弧，用红色线表示的是夜弧，从图中我们看到，昼弧的长度是大于夜弧的长度，则说明P点所在的纬线上各地是昼长夜短。
如果昼弧<夜弧 则昼短夜长
如果昼弧=夜弧 则昼夜等长，各为12小时
总之我们是通过比较昼弧和夜弧的长度来比较昼夜的长短。下面我们就一起来看一下，随着太阳直射点的南北移动，昼夜的长短是如何变化的？我们以北半球为例：
[教师用教具演示] 我有一个简易的教具，给大家介绍一下，这边黑色的半球表示夜半球，白色的表示昼半球，这一条指太阳光线，它与晨昏线是垂直的。上面还简单的标了几条纬线，正中间是赤道，赤道两边分别是南北纬23度26分，还标有南北纬66度34分。下面我用这个教具给大家演示。
[教师边演示边讲解] 春分日太阳直射点在赤道上，全球昼夜平分。春分日之后，太阳直射点将往北移动，随着太阳直射点的北移，北半球昼渐长，夜渐短，并且北半球出现极昼现象，随着直射点的北移极昼的范围越来越大，到了夏至日，太阳直射北回归线，随后太阳直射点往南移动，随着太阳直射点的南移，北半球昼渐短，夜渐长，极昼范围逐渐减小，到了秋分日，太阳再一次直射赤道，全球昼夜平分，北半球极昼现象消失。
好，我们现在来看一下动画演示，这样大家可以看得更看清楚一些
（动画演示刚才的过程）
[师问]看完刚才的动画，请大家思考一下，北半球的白昼最长，极昼范围最大的分别是那一天？
[学生回答]夏至日这一天，北半球的白昼最长，并且极昼的范围最大。
[教师补充]夏至日在北纬66度34分的纬线圈以内均出现极昼现象，极昼的范围达到最大。我们将北纬66度34分和南纬66度34分分别称为北极圈和南极圈。
[师问]请大家仔细观察，太阳直射点的纬度与出现极昼的最低纬度，二者之间有什么关系？
[学生回答]互余的关系。
[教师讲解]好，我们接着来看一下，从秋分日到冬至日，再从冬至日到第二年的春分日，北半球昼夜长短的变化，以及极昼极夜的情况。
从秋分日到冬至日，太阳直射点往南移动，北半球昼渐短，并且北半球出现极夜现象。随着直射点的移动，极夜的范围越来越大，到了冬至日，太阳直射北纬23度26分，北半球昼最短，极夜范围最大，整个北极圈均出现极夜现象。
从冬至日到第二年春分日，太阳直射点往北移动，北半球昼渐长，极夜范围逐渐减小 。到了第二年春分日，极夜消失，全球又昼夜等长。
[教师讲解] 很好！现在我想请个同学到前面来，用教具给大家演示从秋分日到冬至日再到第二年春分日昼夜的变化。
（学生动手演示）
[读图总结]刚才那位同学演示得很好，请大家看大屏幕，完成下面的一幅图。
这幅图是对课本第17页“二分二至时地球的位置”的那幅图的一个变式。我将那幅图顺时针旋转90度，就得到我们现在这一幅图。我们仍然是以北半球为例：
刚才我们讲了，春分日，太阳直射在赤道上，全球昼夜平分，那这时候北半球白昼长12小时。从春分日到夏至日，刚才我们分析了北半球昼渐长，所以我在这个箭头上写了“昼渐长”三个字。
好，我请一位同学只用两个字或三个字将这个图补充完整。
（学生填图）
[教师强调] 同学们注意，从夏至日到秋分日，虽然北半球昼渐短，但北半球的白昼却仍然大于12小时；从冬至日到第二年春分日，虽然北半球昼渐长，但北半球得的白昼却仍然小于12小时。
这是北半球的情况，南半球正好相反。
[教师总结] 通过以上的分析我们总结出：（1）同一纬线上各地的昼长相等、夜长也相等。
（2）太阳直射点所在半球，昼长>夜长。
（3）二分日昼夜等长，赤道上全年昼夜等长。
[教师讲解]那昼长和夜长该如何计算呢？
我们在学习“地方时”时讲到，经度每相隔15度，时间就相差1小时，那么经度每相隔1度，时间相差多长呢？
4分钟
很好！那么昼长我们就可以这样来计算
A、昼长=昼弧所跨的经度数*4分钟
B、夜长=夜弧所跨的经度数*4分钟 或 夜长=24小时—昼长
C、赤道上，昼长=夜长=12小时
[老师过渡]昼夜长短反映了日照时间的长短；正午太阳高度反映了太阳辐射的强弱，下面我们来学习正午太阳高度的变化。
[板书]正午太阳高度的变化
[教师讲解] 太阳高度是太阳光线与地平面的倾角，正午太阳高度是一天中最大的太阳高度。请大家看大屏幕：正午太阳高度
正午太阳高度有什么变化规律呢？还是请大家看大屏幕：
同一纬线上正午太阳高度相等，太阳直射点的正午太阳高度为90度，距太阳直射点越近，正午太阳高度就越大，这就是正午太阳高度的变化规律。
首先来看看正午太阳高度的纬度变化规律：
1、纬度变化规律
我们将二分二至日正午太阳高度随纬度的变化用一幅图来表示。请大家看大屏幕上的图，通常我们画图上面表示北，下面表示南，而这里的这幅图右边表示的是北，左边表示南。我们首先看横坐标，正中间是赤道，左边是南半球，从低纬到高纬依次标出南回归线和南极圈的纬度数，右边是北半球，从低纬到高纬依次标出了北回归线和北极圈的纬度数。纵坐标表示的是正午太阳高度，从上到下依次标出90度、66度34分、23度26分和0度。
[指导学生看课本上的图总结]请大家看课本第21页的图A。
冬至日，太阳直射南回归线，那么南纬23度26分正午太阳高度为90度，而其他地方正午太阳高度是从南纬23度26分向南北逐渐递减。请大家看大屏幕，在图上是这样表示，我们看看这一段，一天24小时，太阳高度都大于零，说明南极圈出现极昼现象。而这边的一段，我们将其延长，其太阳高度<0，说明北极圈内出现极夜现象。
二分日时，太阳直射赤道，赤道上的正午太阳高度为90度，从全球来看，正午太阳高度从赤道向两极递减。
那夏至日呢？正午太阳高度随纬度是如何变化的呢？
夏至日，太阳直射北回归线，北回归线上正午太阳高度为90度，从全球来看，正午太阳高度从北回归线向南北递减。同样从这幅图中我们看到夏至日，南极圈内有极夜现象，北极圈内有极昼现象。
在这幅图中还有一个交点，A点。请大家看课本21页A图和B图。看看二至日赤道上的正午太阳高度时多少？
66度34分
这幅图上的A点就刚好表示二至日赤道处的正午太阳高度。
2、季节变化规律
[老师讲解] 同一季节 ，正午太阳高度随纬度变化， 同一纬度，正午太阳高度又随季节变化，就拿武汉为例吧！武汉位于北半球，靠近北纬30度附近。夏至日，太阳直射北回归线，由于直射点离武汉最近，武汉地区的正午太阳高度达到一年中的最大值。而冬至日，太阳直射南回归线，由于直射点离武汉最远，武汉的正午太阳高度达到一年中最小值。
那正午太阳高度该如何计算呢？下面我们来学习正午太阳高度的计算。
3、正午太阳高度的计算
某地的正午太阳高度H=90度—该点与太阳直射点的纬度差
下面请同学们拿出纸和笔来计算一下
计算夏至日北纬30度、南纬30度、南纬71度处的正午太阳高度。
首先要弄清楚夏至日时太阳直射点的纬度数。
（1）H=90度—（30度—23度26分）=83度26分
（2）H=90度—（30度+23度26分）=36度34分
（3）H=90度—（23度26分+71度）=-4度26分（说明该纬度处于极夜）
我们来计算正午太阳高度在生活中有什么用呢？下面我们来看看日常生活中正午太阳高度的用途。
4、正午太阳高度的应用
假设你是某一个房地产开发公司的总经理，需要建几栋楼房，为了使你的房子在将来能卖个好价钱，你就必须得让最低一层在全年均有阳光照射，那么楼与楼之间的间隔应该是多远呢？
我简单的画了一幅图，请大家看大屏幕，回答这个问题
tgH=h/l l=h*ctgH H?
注意要想全年都要有阳光，还要满足什么条件？
我们位于武汉，武汉是在北纬30度附近，如果冬至日这一天有阳光，那么一年中就都有阳光照射。
好，现在请大家想想，看谁能设计一种测量正午太阳高度的简单易行的方案。想到的同学可以举手回答。
方案：在一块空地中，竖一根长1米的竹竿，测得中午12点时的影长。
tgH=1/h H=arctg1/h(简单的解三角函数)
[老师过渡]地球公转产生的正午太阳高度变化和昼夜长短变化使地球表面发生的能量分布不均和变化，最终的地理意义是产生四季变化和地球表面五带的划分。
三、四季和五带
1、四季的划分
我们根据昼夜长短和正午太阳高度的变化而划分的四季。
夏季：是一年中太阳高度最高、白昼最长的季节。
冬季：是一年中太阳高度最低、白昼最短的季节。
春、秋季：是冬季和夏季的过渡季节。
这种划分称为天文四季，与各地实际气候的递变不一定符合，为了使季节划分与气候相符合，现在北温带许多国家一般把3、4、5三个月划分为春季；6、7、8三个月划分为夏季；9、10、11三个月划分为秋季；12、1、2三个月划分为冬季。这称为气候四季。
2、五带的划分
五带的划分是以南北回归线和南北极圈为界线，请大家看看大屏幕：
在南北回归线之间，由于有太阳的直射，称为热带。北极圈和南极圈内，由于有极昼极夜现象，称为北寒带和南寒带。在极圈和回归线之间既无太阳直射，又无极昼极夜现象，称为北温带、南温带。这种分类虽然比较简单，但它是科学家进一步研究地表分异的基础。
[师问]黄赤交角的度数与南北回归线的纬度数相等，回归线的纬度与极圈的纬度是互余关系。那请同学们思考一下，如果黄赤交角增大，五带的范围怎么变化？黄赤交角减小呢？
提示：黄赤交角变大，南北回归线纬度增大，而极圈的纬度数减小。因此，热、寒带范围变大，只有温带的范围减小。
黄赤交角变小，热带、寒带范围变小，只有温带的范围变大。
[小结]在前面我们学习了不少内容，可能头绪较乱，现在我们一起来“梳理”一下。在黑板上有一幅不完整的树形图，我请一位同学到讲台上来将它补充完整。
地球的运动
自转运动 公转运动
黄赤交角
太阳直射点的回归运动
昼夜长短的变化 正午太阳高度的变化
季节变化 纬度变化
四季 五带
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