实践活动-制作日晷教学设计高中地理选择性必修1中图中华地图版

实践活动——制作日晷教学设计高中地理选择性必修1中图中华地图版教学内容一、教学内容本节课选自高中地理选择性必修1（中图中华地图版）“地球的运动”章节实践活动。内容包括：地球自转的方向与周期、太阳高度角的变化规律；日晷的工作原理（利用太阳影子方向变化计时）；制作日晷的步骤（确定晷面倾角、安装晷针与晷面、根据当地纬度划分时刻刻度）。核心素养目标二、核心素养目标通过制作日晷，提升地理实践力，动手操作并理解日晷工作原理；运用综合思维分析地球自转与太阳影子变化的关系，阐释日晷计时的科学依据；结合区域认知，联系当地纬度调整晷面倾角，认识区域地理要素对工具制作的影响；树立人地协调观，体会古代人类利用自然规律改造生活的智慧，增强对地理实践价值的认同。学习者分析1.学生已掌握地球自转方向与周期、太阳高度角变化规律等基础知识，理解时间与太阳运动的关系。

2.学生具备一定的空间想象力和动手操作能力，对实践活动兴趣浓厚，倾向于通过直观体验学习，但部分学生计算能力和精细操作能力较弱。

3.学生可能在晷面倾角计算、时刻刻度划分等环节遇到困难，需将抽象地理原理转化为具体制作参数；同时，对日晷计时原理与地球运动关联的深度理解存在挑战，需强化实践与理论的结合。教学资源准备四、教学资源准备1.教材：确保每位学生有高中地理选择性必修1（中图中华地图版）“地球的运动”章节教材，重点查阅日晷相关实践活动内容。2.辅助材料：准备日晷工作原理示意图、不同纬度日晷案例图片、太阳影子变化规律视频。3.实验器材：每组配备硬纸板、竹签、量角器、直尺、记号笔、指南针，材料安全且易操作。4.教室布置：设置分组实验操作台，每组配备操作台面，便于合作制作与调试日晷模型。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：发布预习任务，推送日晷构造示意图、太阳影子变化规律视频及教材“地球运动与时间”相关内容；设计预习问题：“日晷晷针影子方向变化与地球自转方向有何关联？”“制作日晷时为何需根据当地纬度调整晷面倾角？”监控学生预习笔记提交情况，标记共性问题。

学生活动：阅读教材，观看视频，绘制日晷结构草图，记录对预习问题的初步理解，提交包含疑问的预习笔记。

教学方法/手段/资源：自主学习法、在线学习平台；教材、视频、示意图。

作用与目的：提前理解日晷工作原理及纬度影响，为课堂制作奠定理论基础，培养自主思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：以“古代日晷计时智慧”故事导入；讲解日晷核心原理（太阳影子方向变化计时）、晷面倾角计算公式（倾角=90°-当地纬度）及刻度划分依据（太阳高度角与影子长度对应关系）；组织小组合作制作日晷（每组配备硬纸板、竹签、量角器），巡回指导学生计算倾角、标记刻度，解答“为何正午影子最短”“刻度是否均匀”等疑问。

学生活动：听讲思考，参与小组讨论，动手测量当地纬度、计算晷面倾角，绘制并粘贴刻度，调试晷针垂直度。

教学方法/手段/资源：讲授法、实践活动法、合作学习法；量角器、硬纸板、竹签。

作用与目的：突破“晷面倾角计算”“刻度科学划分”重难点，提升动手实践与问题解决能力，强化团队协作。

3.课后拓展应用

教师活动：布置作业：记录日晷模型连续3天同一时刻的影子方向变化，分析误差原因；提供不同纬度日晷案例图片、古代计时工具拓展阅读文档；批改作业时重点关注“影子变化与地球自转的关系分析”。

学生活动：完成影子观测记录，对比分析误差（如晷针倾斜、环境光照），查阅拓展资料，撰写反思日志（如“制作中倾角计算偏差对计时准确性的影响”）。

教学方法/手段/资源：自主学习法、反思总结法；观测记录表、拓展资料。

作用与目的：巩固日晷计时原理的实际应用，培养观察能力与科学探究精神，深化对人地协调观的理解。教师随笔Xx拓展与延伸1.拓展阅读材料

（1）日晷的历史演变日晷作为人类最早的计时工具之一，其起源可追溯至圭表。商代时期，人们通过立竿测影确定方向，春秋战国时期发展为圭表，汉代出现赤道式日晷，唐代地平式日晷普及，明清时期日晷制作工艺达到巅峰。教材中“地球的运动”章节提到太阳高度角变化，日晷正是利用这一原理，通过晷针影子在晷面上的移动来指示时间，体现了古代人类对地球自转规律的实践应用。

（2）不同类型日晷的原理与适用性赤道式日晷晷面与赤道平行，晷针指向北极星，刻度均匀，适用于全球各地，但需根据纬度调整倾角；地平式日晷晷面水平放置，晷针垂直于地面，刻度不均匀，需结合当地纬度计算，教材中“太阳高度角的变化”知识点可解释其刻度划分原理；垂直式日晷晷面与地面垂直，多用于墙面或建筑，其计时精度受纬度和季节影响较大。不同类型日晷的制作需结合教材“区域认知”素养，考虑当地纬度、气候等地理要素。

（3）日晷计时的误差分析日晷计时存在误差，主要受大气折射（太阳光线穿过大气层发生弯曲）、季节变化（地球公转导致太阳赤纬变化，影响影子长度和方向）、晷针安装精度（如晷针未严格垂直或晷面未水平）等因素影响。教材中“地球的运动”章节中“太阳高度角的变化规律”可帮助学生理解正午太阳高度角随季节变化的规律，进而分析日晷在夏至、冬至等节气的计时偏差。

（4）古代计时工具的对比除日晷外，古代还有漏刻（利用水滴计时）、沙漏（利用沙流计时）、香篆（利用燃烧速度计时）等工具。日晷依赖太阳光，白天可用；漏刻和沙漏不受昼夜限制，但需人工操作；香篆便携但精度较低。教材“实践活动”中制作日晷，可与漏刻等工具对比，理解不同计时方式的优缺点，深化“人地协调观”认识。

（5）现代时间测量与日晷的关系现代时间系统（如世界时、原子时）基于地球自转和原子振荡，而日晷作为天文计时工具，其原理与现代时间测量均源于地球运动。教材中“地球的运动”章节提到“自转周期是时间计量的基础”，日晷通过影子变化直观反映自转，可作为理解现代时间起源的实践案例。

2.课后自主探究

（1）制作不同纬度的日晷模型结合教材“太阳高度角的变化”和“纬度对地理环境的影响”，制作赤道式、地平式两种日晷模型。赤道式日晷晷面倾角=90°-当地纬度，地平式日晷需计算刻度（如正午时刻影子指向正北，其他时刻影子长度与太阳高度角相关）。记录两种日晷在同一时间（如上午10点）的影子位置差异，分析纬度对计时的影响。

（2）连续观测日晷影子变化连续7天，每天同一时间（如正午12点）记录日晷影子长度和方向，绘制“影子长度-日期”曲线图。结合教材“太阳高度角的变化规律”，分析影子长度变化与节气（如夏至、冬至）的关系，探究太阳直射点移动对日晷计时的影响。

（3）日晷计时与现代时间对比利用日晷记录某天从日出到日落的时刻，与钟表时间对比，计算误差。分析误差原因（如大气折射、晷针安装偏差），提出改进方案（如调整晷针垂直度、选择开阔场地）。结合教材“地球的运动”中“自转速度的均匀性”，理解日晷计时与机械钟表的差异。

（4）探究日晷与建筑的关系调查当地古建筑（如寺庙、古塔）中的日晷，分析其朝向、晷面倾角与当地纬度的关系，思考古代建筑如何结合地理环境设计日晷。结合教材“区域认知”，探究不同地区日晷制作的差异（如赤道式在北方多见，地平式在南方更实用）。

（5）设计简易日晷计时方案为校园设计一套日晷计时方案，包括选址（开阔、无遮挡）、晷面材料（耐候性强的硬质材料）、刻度划分（结合当地纬度计算）。方案需体现教材“地理实践力”素养，考虑实际应用中的问题（如阴雨天无法使用，可搭配漏刻作为补充计时工具）。教师随笔反思改进措施（一）教学特色创新

1.地理实践与理论深度融合，通过制作日晷将抽象的地球运动原理（如太阳高度角变化、自转方向）转化为具象操作，学生动手过程中自然理解“晷面倾角=90°-当地纬度”等核心公式，实现“做中学”。

2.分层任务设计，基础层完成赤道式日晷制作，拓展层探究地平式日晷刻度差异，兼顾不同能力学生需求，让地理实践既有统一要求又有个化发展。

（二）存在主要问题

1.小组合作效率不均，部分学生依赖动手能力强的同伴，导致晷面倾角计算、刻度划分等关键环节参与度低，影响全员实践效果。

2.课堂时间紧张，制作调试环节常因材料准备、工具使用耗时超时，刻度划分精度不足，削弱“地理实践力”培养的深度。

（三）改进措施

1.细化小组分工，设置“材料管理员”“计算员”“操作员”“质检员”角色，轮换担任，确保每人参与倾角计算、刻度绘制等核心步骤，教师巡回时重点关注“沉默学生”的操作指导。

2.优化任务流程，课前提前分发材料包，课中用“任务卡”分步骤限时（如10分钟完成倾角计算，15分钟绘制刻度），预留10分钟集中调试，通过流程管控提升实践效率。

3.增加过程性评价，制作中随时提问“影子方向与自转关系”“刻度为何不均匀”，结合学生回答、操作记录、小组互评综合评估，避免仅以作品完成度定成绩。板书设计①日晷原理与地球运动

-太阳高度角变化规律

-晷针影子方向与自转关系

-晷面倾角公式：90°－当地纬度

②制作关键步骤

-确定晷面倾角（量角器测量）

-刻度划分依据（太阳高度角与影子长度对应）

-正午影子最短（时间校准点）

③地理实践意义

-古代计时工具的科学性

-纬度对工具设计的区域影响

-人地协调观：自然规律的应用智慧教学评价与反馈1.课堂表现：观察学生在日晷制作过程中的参与度，重点记录晷面倾角计算、刻度划分等关键步骤的操作规范性，以及对“影子方向与地球自转关系”等问题的即时反应，评估地理实践力落实情况。

2.小组讨论成果展示：评价小组展示中对日晷原理（如“晷面倾角为何需根据纬度调整”）的阐释逻辑性，分工协作的合理性，以及能否结合教材“太阳高度角变化规律”解释刻度均匀性问题。

3.随堂测试：设计3道题，包括选择题（日晷类型与适用纬度）、简答题（正午影子最短的原因）、计算题（当地纬度35°，晷面倾角应为多少），检测对核心知识点的掌握。

4.课后实践评价：检查学生连续3天的日晷影子观测记录，分析其对“影子长度随节气变化”规律的归纳能力，以及误差原因分析的深度（如大气折射、安装偏差）。

5.教师评价与反馈：综合课堂表现、小组展示、随堂测试及课后实践，肯定学生对“地球运动与计时”原理的理解，针对“刻度划分精度不足”“理论联系实际不紧密”等共性问题，建议加强太阳高度角与影子长度的定量分析，鼓励通过调整晷针垂直度提升模型准确性。典型例题讲解1.例题：某地纬度为30°N，制作赤道式日晷时，晷面与地面的夹角应为多少？

答案：60°（晷面倾角=90°－当地纬度=90°－30°=60°）。

2.例题：制作日晷时，正午时刻的影子为何最短？请结合太阳高度角变化规律说明。

答案：正午太阳高度角最大，影子长度与太阳高度角成反比，故影子最短。

3.例题：比较赤道式日晷与地平式日晷的刻度分布