基于“地球仪与经纬网”习题的探究式教学设计与反思：以空间思维培养为核心

基于“地球仪与经纬网”习题的探究式教学设计与反思：以空间思维培养为核心一、教学内容分析  本课教学内容选自人教版七年级上册地理第一章《地球和地图》第一节“地球和地球仪”的核心部分——地球仪与经纬网。从《义务教育地理课程标准（2022年版）》出发，本课是学生从宏观上认识地球、建立空间参照系统的起点，是后续学习地图阅读、区域定位、乃至整个自然与人文地理分布的基石。在知识技能图谱上，核心概念包括地球仪、地轴与两极、经线与经度、纬线与纬度、经纬网；关键技能在于能够在地球仪和经纬网地图上识别并标定经纬线，初步学会利用经纬度描述地理位置。其认知要求从对地球仪模型的直观“识记”，上升到对经纬线（度）特点的对比“理解”，最终要达成在虚拟或真实情境中“应用”经纬网进行定位。在过程方法路径上，课标强调地理工具的使用和空间思维的建立。这要求我们将“观察、比较、归纳、建模”的学科思想方法转化为课堂活动：通过亲手操作地球仪观察经纬线分布，通过对比表格归纳经纬线（度）的异同，最终在平面图上构建经纬网模型，完成从立体到平面的空间转换思维训练。在素养价值渗透上，学习经纬网不仅是掌握一项工具，更是“地理实践力”与“综合思维”的启蒙。通过模拟定位、救援等任务，引导学生理解人类如何用抽象的网格系统描述并探索具体的世界，感悟科学方法的简洁与力量，培养严谨、精确的科学态度，同时为形成全球视野（区域认知）奠定方法论基础。  基于“以学定教”原则，对学情研判如下：七年级学生刚从小学步入初中，对地理学科充满新鲜感，在小学科学或生活中对地球形状、地球仪已有模糊认知，这构成了教学的起点。然而，其已有基础与障碍并存：学生的空间想象力正处于发展阶段，将立体的地球仪表象转化为平面的经纬网概念存在较大认知跨度；东西经度、南北纬度的划分及字母表示易混淆；对经纬度数值变化规律的理解可能停留在机械记忆层面。过程评估设计将贯穿课堂：在导入环节通过设问“你能在地球仪上指出北京的大致位置吗？”进行前测；在新授环节，通过观察学生绘制经纬网、填写对比表格的表现进行形成性评价；在巩固环节，通过分层练习的完成情况诊断学习成效。教学调适策略需针对差异：对于空间想象薄弱的学生，提供更多实物地球仪操作和动画演示的“脚手架”；对于易混淆概念的学生，设计朗朗上口的口诀（如“北大北纬N，南大南纬S；东大东经E，西大西经W”）辅助记忆；对于学有余力的学生，则引导其思考“为什么经纬网是网格状的？”、“如果经纬线画法不同会怎样？”等深度问题，激发探究兴趣。二、教学目标  知识目标：学生能够准确描述地球仪上的基本要素（地轴、两极），并通过对比分析，系统地阐述经纬线在定义、形状、长度、指示方向及度数划分上的核心特征与差异，从而建构起关于经纬网的层次化认知结构；最终能在给定的地球仪或经纬网地图上，熟练识别并判读某点的经纬度坐标。  能力目标：聚焦地理空间思维与工具应用能力，学生能够通过观察、触摸地球仪和绘制简易经纬网图，完成从立体模型到平面图像的空间转换；并能在教师创设的“海上救援”、“航班追踪”等模拟情境中，综合运用经纬网知识进行地理位置的精确定位与描述，初步展现信息处理与解决实际地理问题的能力。  情感态度与价值观目标：在小组合作完成定位任务的过程中，学生能表现出倾听他人意见、协同解决问题的团队意识；通过了解经纬网在航海、航空、防灾减灾等领域的广泛应用，深刻感受人类探索世界的智慧与创造抽象坐标系统的科学精神，激发对地理学科实用价值与美学内涵的认同感。  科学（学科）思维目标：本课重点发展学生的地理空间思维与模型建构思维。通过将不规则的地球表面转化为规则的经纬网格这一过程，引导学生理解模型简化与抽象的思想；通过设计“从特殊点（赤道、本初子午线）向一般规律推理”的问题链，培养学生运用归纳与演绎逻辑分析地理规律的能力。  评价与元认知目标：在课堂小结环节，引导学生依据“描述准确、逻辑清晰、作图规范”等量规，对个人绘制的经纬网示意图或完成的定位方案进行自评与互评；并反思在本课学习中，是实物观察、口诀记忆还是情境练习哪种策略对自己理解核心概念帮助最大，初步培养其监控与调整学习过程的能力。三、教学重点与难点  教学重点：经纬线（度）的基本特征、区分及经纬网定位的基本方法。确立依据在于：从课程标准看，此为“运用地球仪说出经线与纬线、经度与纬度的划分”这一内容要求的具体化，是贯穿区域地理学习的“大概念”和核心工具；从学科知识体系看，经纬网是构建全球空间秩序的框架，后续一切地理事物的分布、运动规律描述都依赖于此，具有不可替代的奠基作用。  教学难点：东西经度与南北纬度的判读，以及建立立体的地球仪表象与平面的经纬网地图之间的空间对应关系。预设难点成因主要基于学情：首先，经度数值向东、向西皆增大，纬度数值向北、向南皆增大，这一规律与学生线性递增的直觉相悖，易导致方向判断混淆，此乃逻辑难点；其次，学生习惯于平面视角，将球面网格展平为二维地图时，对经纬线形状、距离的变形缺乏感性认识，此乃空间想象难点。突破方向在于借助动态演示和多感官参与（观察、触摸、绘制），化抽象为具体。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：交互式电子白板课件（含地球仪3D动画、经纬网形成演示、情境案例素材）、实物地球仪（每小组1个）、板书记划预留核心概念对比区与作图区。1.2学习资料：分层学习任务单（含观察记录表、对比分析表、分层练习）、课堂小结思维导图模板。2.学生准备2.1预习任务：阅读教材相关段落，尝试用乒乓球或橙子制作一个简易“小地球仪”，标出假想的地轴和两极。2.2学具：携带彩笔、直尺。五、教学过程第一、导入环节1.情境创设与问题驱动：同学们，假设我们收到一封来自太平洋上的求救信，信上只有一句话：“我在纬度30°，经度150°附近遇险！”（课件醒目呈现）。请大家快速思考：救援队能立刻找到遇险者吗？“是不是感觉信息不够？缺了点什么？”对，我们不知道是北纬还是南纬，东经还是西经。这个看似简单的坐标，其实暗藏玄机。今天，我们就来破解这个“地理密码”，掌握精确定位地球上任一点的金钥匙——经纬网。2.联系旧知与路径明晰：上节课我们认识了地球仪这个地球的“微缩模型”。“请大家拿出地球仪，摸一摸、转一转，看看上面除了大陆海洋，还有哪些纵横交错的‘线条’？”这些线条就是经纬线，它们编织成了一张覆盖全球的“大网”。本节课，我们将化身“地理解码员”，通过三个挑战任务：第一，认识经纬线的“身份证”（特征）；第二，绘制经纬网的“示意图”；第三，进行实战定位“大救援”。让我们一步步揭开它的神秘面纱。第二、新授环节任务一：观察地球仪，初识经纬家族1.教师活动：首先，引导学生有目的地观察地球仪。“请大家用手拨动地球仪，找一找：哪一条线是最长的圆圈？它把地球仪分成了哪两个半球？”（指向赤道）。接着，“再找找看，连接南北两极的半圆弧线有哪些？它们长度相等吗？”（指向经线）。我会在黑板左侧画出简图，分别标注出“纬线”和“经线”字样，并请学生上来指认。然后，我会抛出核心对比任务：“经纬线这对‘双胞胎’长得像，但各有各的特点。我们如何科学地区分它们呢？”下发“经纬线特征对比表”，引导学生从定义、形状、长度、指示方向、特殊例子（如0°线）等维度进行小组观察与讨论。2.学生活动：学生以小组为单位，手持地球仪，按照教师引导进行观察和指认。他们需要协作完成特征对比表的填写，通过触摸、目测、讨论，归纳出经纬线的初步特征。例如，他们会发现所有纬线都是平行且长度不等的圆圈，而所有经线都是交汇于两极且长度相等的半圆。3.即时评价标准：1.观察是否细致，能否准确指认赤道与任意一条经线。2.小组讨论是否全员参与，发言是否有依据（如“因为我看到这条线连接了南北两极”）。3.对比表填写是否准确、条理清晰。4.形成知识、思维、方法清单：★地球仪：认识地理的工具，地轴是假想轴，两极是端点。（教学提示：再次强调其模型性质）★纬线定义与特点：与地轴垂直且环绕地球一周的圆圈。（认知说明：关键词“垂直”、“圆圈”，指示东西方向。）★经线定义与特点：连接南北两极并垂直于纬线的弧线。（认知说明：关键词“连接两极”、“半圆”，指示南北方向。）▲观察与比较法：学习地理概念的重要方法，通过多角度对比把握事物本质。任务二：动手画一画，建构网格模型1.教师活动：在学生有了立体认知后，引导其向平面转换。“现在，请尝试将你们在地球仪上看到的‘网’画在任务单的圆形图上。先画哪条线更容易确定框架？”引导学生先画出赤道和本初子午线这两条“骨架”。然后，“如何在赤道上下画出平行的纬线？在两极之间画出收敛的经线？”我会通过课件动画演示从球面到平面的展开过程，并巡视指导，特别关注那些绘画困难的学生，个别指导如何用直尺辅助画平行线，解释经线为何向两极收敛。2.学生活动：学生在圆形底图上尝试绘制经纬网。他们需要运用刚刚归纳的特征，决定绘制的顺序和线条的形状。这是一个将三维观察转化为二维表达的过程，可能会遇到“经线画不直”、“纬线间距不均匀”等问题，通过尝试、观察动画和请教同伴或老师来解决。3.即时评价标准：1.绘图顺序是否合理（先定骨架）。2.纬线是否平行，经线是否交汇于两极（或延伸线交汇）。3.图面是否整洁、清晰。4.形成知识、思维、方法清单：★赤道（0°纬线）：最长的纬线，南北半球的分界线。（教学提示：绘图起点，参照基准。）★本初子午线（0°经线）：经度起算线，通过英国格林尼治天文台旧址。（教学提示：国际约定，另一基准。）★经纬网：由经线和纬线相互交织构成的网格。（核心价值：定位的框架，从“线”到“网”的飞跃。）▲空间转换思维：将立体地理事物用平面图形表达，是地理学习的关键能力。任务三：探究度数规律，破解方向密码1.教师活动：在学生绘制的骨架上，引导其添加度数。“现在我们给这些线标上‘身份证号码’——度数。请观察地球仪，赤道向北、向南，纬度数怎么变化？本初子午线向东、向西，经度数怎么变化？”引导学生发现向北增大是北纬（N），向南增大是南纬（S）；向东增大是东经（E），向西增大是西经（W）。这是难点，我会用肢体语言辅助：“伸出双臂，左西右东，面向北（黑板一侧），左手方向经度是西经W，右手方向是东经E，是不是很形象？”然后，通过几个快速判断练习（如：30°N，150°E）进行巩固。2.学生活动：学生观察地球仪上经纬度的标注，总结度数变化规律，并跟随教师手势理解东西经判定方法。他们需要在任务单的图上标出关键经纬线的度数，并参与快速判断练习，在应用中内化规律。3.即时评价标准：1.能否正确说出度数增减方向与字母（N/S/E/W）的对应关系。2.在快速判断练习中反应是否迅速、准确。4.形成知识、思维、方法清单：★纬度划分：赤道为0°，向北、向南各分90°。（易错点：北纬度数向北增大，但位置越来越北；南纬同理。）★经度划分：本初子午线为0°，向东、向西各分180°。（难点：东经度数向东增大，西经度数向西增大，与方向直觉一致但需结合东西方向判断。）★坐标表示法：（纬度度数+NS，经度度数+EW），如（40°N，116°E）。（规范要求：先纬后经，括号逗号，字母在后。）▲归纳推理法：从具体标注中归纳出一般性度数变化规律。任务四：模拟定位救援，应用网格坐标1.教师活动：现在回到导入的求救信。“现在，我们掌握了完整的密码本。如果求救信完整坐标是（30°N，150°E），请在小组的地球仪和你们绘制的经纬网图上分别标出这个点的大致位置。”我将提供几个不同的坐标点（如：0°，20°W；45°S，60°E），让各小组分工定位，并派代表分享定位方法和结果。我会引导学生对比在地球仪和平面图上定位的不同感受。2.学生活动：小组合作，运用所学方法，在实物和图纸上寻找指定坐标。他们需要先判断纬度是北是南，确定在赤道以北还是以南；再判断经度是东是西，确定在0°经线以东还是以西；最后交汇定位。这是一个综合应用环节。3.即时评价标准：1.定位步骤是否清晰、有条理（先纬后经，先判断方向）。2.小组分工是否明确，合作是否高效。3.在不同载体（球体vs.平面）上定位的准确性。4.形成知识、思维、方法清单：★定位方法：先定纬度（南北），再定经度（东西），二者交汇即为点位。（操作口诀：纬线横着走，经线竖着穿，十字交汇是家园。）★经纬网作用：精确定位、判断方向、分析区域特点。（素养指向：地理实践力的直接体现。）▲合作学习：复杂任务通过分工协作能提高效率，汇集多元思路。第三、当堂巩固训练  为满足不同层次学生的需求，巩固训练设计为三个梯度：1.基础层（全体必做，直接应用）：在提供的简易经纬网图上，准确读出A、B、C三点的地理坐标，并判断D点（20°S，40°W）在图中的大致位置。“请大家先独立完成，完成后可以与同桌交换检查，看看你们的‘地理眼’是否一样锐利。”2.综合层（多数学生挑战，情境迁移）：阅读材料“台风‘海燕’的路径预报图”，图中标有不同时刻的台风中心经纬度。请学生描述台风中心从8日到10日的移动方向（例如：向西北方向移动）。此任务将静态坐标与动态路径结合。3.挑战层（学有余力选做，开放探究）：“如果一架飞机从（0°，0°）点出发，一直向正北方向飞行，最终它能到达哪里？如果一直向正东飞行呢？为什么？”此问题旨在激发学生对地球形状和经纬线本质的深度思考。  反馈机制：基础层练习通过同桌互评、教师投影典型答案进行即时反馈。综合层练习通过小组讨论后请代表分享思路，教师点评其方向描述的准确性。挑战层问题作为思考题，请有想法的学生简要陈述，教师予以鼓励并提示答案（正北飞行到北极点；正东飞行绕纬线圈循环），但不展开，留给学生课后继续探究。第四、课堂小结  引导学生进行自主结构化总结。“同学们，今天我们编织了一张覆盖全球的‘智慧之网’。现在，请大家用2分钟时间，以‘经纬网’为中心词，在任务单背面绘制一个简单的思维导图，梳理本节课的知识脉络。”我会请一位学生上台展示并讲解他的导图。随后，引导全班回顾学习过程：“我们是如何从一封不完整的求救信开始，一步步通过观察、对比、绘图、探究，最终掌握了定位密码的？在这个过程中，你觉得最重要的地理思维是什么？”（模型思维、空间思维）。最后布置分层作业：1.基础性作业：完善课堂绘制的经纬网图，并标注各条线的名称和典型度数。2.拓展性作业：利用手机地图APP（如百度、谷歌地图），查找自己家庭的经纬度坐标（近似值），并尝试查找北京、纽约的坐标，感受经纬网在数字时代的应用。3.探究性作业（选做）：了解“地理坐标”在共享单车、外卖配送、北斗导航等生活中的具体应用案例，写一篇150字的简短介绍。六、作业设计基础性作业：1.完成教材本节相关的基础练习题，重点巩固经纬线特点和经纬度判读。2.在一张空白圆形图上，规范绘制一个标有赤道、南北回归线、本初子午线及180°经线的简易经纬网示意图。拓展性作业：情境应用——“小小航海家”计划。假设你从上海（约31°N，121°E）出发，乘坐帆船前往悉尼（约34°S，151°E）。请描述你的航行大致需要穿越哪些重要的纬线或经线附近区域（如赤道、国际日期变更线等）。此作业旨在建立空间路线与坐标的联系。探究性/创造性作业：项目式学习初探——“为校园绘制一张经纬网地图”。以学校主楼为坐标原点（自定经纬度），测量并设定合适的“经纬度”间隔，为校园的主要建筑、操场等定位，创作一张带有自制坐标系统的校园地图。此作业极具挑战性，涉及测量、比例尺、创造性建模等多方面能力。七、本节知识清单及拓展★1.地球仪：地球的模型。地轴是假想旋转轴，北极指向北极星附近，南极相反。★2.纬线与纬度：所有与地轴垂直的圆圈。特点：平行；长度不等（赤道最长，向两极缩为点）；指示东西方向。赤道为0°，向北至90°N为北纬，向南至90°S为南纬。★3.经线与经度：所有连接南北两极的半圆。特点：相交于两极；长度相等；指示南北方向。本初子午线（0°经线）为起点，向东至180°为东经，向西至180°为西经。★4.经纬网：经线与纬线交织成的网格。根本作用：精确定位地球表面任何一点的位置。★5.地理坐标：由纬度和经度组成的有序数对。表示格式：（纬度度数+NS，经度度数+EW），如北京（40°N，116°E）。（铁律：先纬后经，字母在后。）★6.重要界线：赤道（0°纬线）是南北半球分界线；20°W和160°E经线圈是东西半球分界线（常考易错，与本初子午线不同）。▲7.空间转换：地球仪是立体球面，常见地图是平面。经纬网从球面投影到平面会产生形状、面积、方向的变形，这是地图绘制的核心问题之一。▲8.经纬度判读口诀：“北大北纬N，南大南纬S；东大东经E，西大西经W”。（适用于判断度数增大的方向）▲9.定位步骤口诀：“横纬竖经，先纬后经；方向字母，务必弄清”。▲10.应用领域：GPS导航、气象预报（台风路径）、地震震中定位、航海航空、军事侦查、地理信息系统（GIS）等现代科技都基于经纬网坐标系统。八、教学反思  （一）教学目标达成度分析：从当堂巩固练习的完成情况看，约85%的学生能独立、准确地完成基础层读图与坐标书写，表明知识目标与基本能力目标达成度良好。在模拟定位任务中，小组合作顺利，多数学生能遵循“先纬后经”的步骤，说明方法已初步掌握。情感目标在“救援”情境和科技应用介绍中有所渗透，学生兴趣浓厚。然而，挑战层问题的响应者寥寥，反映出学科思维（尤其是空间想象与演绎推理）的深度培养仍需在日常教学中持续加强。“我是否在课堂上留给学生‘困惑’和‘深思’的时间太少了？”  （二）核心环节有效性评估：任务二（动手绘图）是关键的“脚手架”。巡视中发现，约三分之一学生首次绘图失败（经线画成平行线），但通过动画演示和同伴互助，第二次尝试成功率大幅提升。这个过程生动体现了“做中学”的价值——错误是建构正确空间概念的最佳契机。任务四（模拟定位）将学习推向应用高潮，学生从“学知识”转变为“用工具”，课堂气氛积极。但部分小组在从平面图回溯地球仪定位时仍显迟疑，说明立体与平面的双向转换训练仍需加强。  （三）学生表现的差异化剖析：课堂观察显示，学生大致分为三类：第一类“快速建构者”