高中地理湘教版 (2019)选择性必修1 自然地理基础第二节 地球的公转教案

高中地理湘教版(2019)选择性必修1自然地理基础第二节地球的公转教案课题课时设计思路一、设计思路：以地球公转运动特征为基础，结合黄赤交角，探究昼夜长短、正午太阳高度变化及四季五带划分的成因。通过生活实例（如太阳能热水器安装、楼间距）引导学生分析地球公转的地理意义，培养综合思维与人地协调观，实现“知识-能力-素养”的梯度提升。核心素养目标二、核心素养目标：通过地球公转特征分析，提升综合思维，理解黄赤交角与四季五带、昼夜长短、正午太阳高度变化的内在联系；运用区域认知，比较不同纬度季节差异；树立人地协调观，认识地球运动对人类生产生活的影响；增强地理实践力，结合实例分析太阳能利用、楼间距设计等实际问题。学习者分析三、学习者分析：1.学生已掌握地球自转的地理意义（昼夜交替、地方时）、经纬度定位、太阳高度角等基础知识，为理解公转特征奠定基础。2.学生对四季变化、昼夜长短等生活现象有直观体验，学习兴趣较高，具备一定的空间想象和逻辑推理能力，偏向通过动态演示、实例分析学习，乐于合作探究。3.可能对黄赤交角与太阳直射点移动的动态关系理解困难，昼夜长短、正午太阳高度变化规律易混淆；公转速度与近日点、远日点的对应关系易忽略；将抽象规律应用于实际生活（如太阳能板安装角度、楼间距设计）时，迁移能力不足。教学资源四、教学资源：软硬件资源：地球仪（带公转轨道）、三球仪、多媒体教室设备（投影仪、交互式白板）；课程平台：学校智慧课堂平台；信息化资源：地球公转动态模拟软件、地理学科数据库、PPT课件（含黄赤交角与四季变化动画）、微课视频（昼夜长短变化实例）；教学手段：演示法、小组合作探究、案例分析（太阳能板安装角度设计）、问题导学法。教学实施过程五、教学实施过程

1.课前自主探索

教师活动：发布预习资料（课本P23-25地球公转特征、黄赤交角示意图），设计问题“地球公转轨道形状与自转轨道面有何不同？黄赤交角大小如何影响太阳直射点范围？”。监控学生预习笔记提交情况。

学生活动：阅读资料，绘制公转轨道示意图，标注黄赤交角，记录疑问（如“为何黄赤交角导致四季？”）。提交思维导图。

教学方法/手段：自主学习法、在线平台资源。

作用/目的：铺垫公转运动基础，聚焦黄赤交角这一重难点，培养空间想象能力。

2.课中强化技能

教师活动：导入“某地6月22日与12月22日日出时间差异”案例；讲解黄赤交角→太阳直射点移动→昼夜长短变化逻辑，结合北半球夏至日极昼图分析；组织小组用地球仪演示不同节气太阳直射点位置，绘制昼夜长短变化曲线；解答“近日点为何是冬季”疑问。

学生活动：听讲思考，参与演示，标注正午太阳高度最大值纬度，讨论“为何赤道全年昼夜平分”。

教学方法/手段：讲授法、实践演示法、合作学习法。

作用/目的：突破“黄赤交角与季节变化关系”难点，通过动态演示强化空间理解，培养综合思维。

3.课后拓展应用

教师活动：布置作业“计算学校（30°N）冬至日正午太阳高度，分析太阳能板最佳倾角”；提供《地理图册》四季成因动态图、楼间距设计案例。反馈作业中正午太阳高度计算错误。

学生活动：完成计算，查阅资料撰写“太阳能板安装角度分析报告”，反思“公转规律如何指导生活实践”。

教学方法/手段：自主学习法、反思总结法。

作用/目的：巩固正午太阳高度应用这一重点，联系实际生活，提升地理实践力。知识点梳理一、地球公转的基本特征

1.公转方向：自西向东，从北极上空俯视呈逆时针方向，从南极上空俯视呈顺时针方向。

2.公转轨道：近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上。近日点（1月初，日地距离约1.471亿千米，公转速度较快）、远日点（7月初，日地距离约1.521亿千米，公转速度较慢），遵循开普勒第二定律（单位时间内日地连线扫过的面积相等）。

3.公转周期：

（1）恒星年：地球绕太阳公转一周真正周期，365日6时9分10秒，以太阳以外的恒星为参照物。

（2）回归年：太阳直射点回归运动的周期，365日5时48分46秒，是制定回归年历法基础。

4.公转速度：平均角速度约1°/日，平均线速度约30千米/秒；近日点速度快（约30.3千米/秒），远日点速度慢（约29.3千米/秒）。

二、黄赤交角及其意义

1.黄赤交角定义：黄道平面（地球公转轨道面）与赤道平面（地球自转轨道面）的夹角，目前约为23°26′。

2.地轴与公转轨道面夹角：66°34′，地轴空间指向基本不变（指向北极星附近），这是形成四季和五带的关键。

3.黄赤交角意义：导致太阳直射点在地球表面南北回归线（23°26′N-23°26′S）之间往返移动，周期为回归年；形成昼夜长短变化和正午太阳高度变化，是四季更替和五带划分的根本原因。

三、太阳直射点的移动规律

1.移动轨迹：春分日（3月21日前后）太阳直射赤道（0°），此后向北移动；夏至日（6月22日前后）直射北回归线（23°26′N）；秋分日（9月23日前后）再次直射赤道；冬至日（12月22日前后）直射南回归线（23°26′S），此后向北移动，次年春分日回归赤道。

2.移动速度：7月初（远日点）附近移动较慢，1月初（近日点）附近移动较快；二分日移动速度最快，二至日移动速度最慢。

四、地球公转的地理意义

（一）昼夜长短变化

1.变化原因：晨昏圈平面与地轴斜交（除二分日），随太阳直射点移动而摆动，导致昼弧和夜弧长度变化。

2.变化规律：

（1）夏半年（春分-秋分）：太阳直射北半球，北半球各地昼长夜短，纬度越高昼越长；北极圈（66°34′N）以内出现极昼（极昼范围由北极圈向极点扩大，夏至日达最大）。

（2）冬半年（秋分-次年春分）：太阳直射南半球，北半球各地昼短夜长，纬度越高昼越短；北极圈以内出现极夜（极夜范围由北极圈向极点扩大，冬至日达最大）。

（3）赤道：全年昼夜平分（晨昏线始终平分赤道）。

（4）二分日（春分、秋分）：全球昼夜平分（晨昏线与经线圈重合）。

3.昼夜长短计算：昼长=日落时间-日出时间=（12-日出时间）×2=（日落时间-12）×2；夜长=24小时-昼长。

（二）正午太阳高度变化

1.定义：一天中太阳高度最大值，出现在当地正午（地方时12时）。

2.计算公式：H=90°-|φ-δ|（φ为当地纬度，δ为太阳直射点纬度；结果为负值表示正午太阳高度为0°，即极夜）。

3.分布规律：

（1）同一时刻：正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减；直射点纬度处最大（90°），晨昏线上最小（0°）。

（2）季节变化：北半球夏至日，北回归线及其以北地区达一年最大值，南半球达最小值；冬至日，南回归线及其以南地区达一年最大值，北半球达最小值；南北回归线之间地区，每年太阳直射两次（直射点移动经过该纬度时）。

4.应用：楼间距设计（保证底层全年采光，主要考虑冬至日正午太阳高度）、太阳能板安装角度（一般与当地纬度互余，或随季节调整）。

（三）四季更替

1.天文四季：依据昼夜长短和正午太阳高度变化划分（北半球：夏季为白昼最长、正午太阳最高月份，6-8月；冬季为白昼最短、正午太阳最低月份，12-2月；春秋为过渡季节）。

2.气候四季：北半球一般3-5月为春季，6-8月为夏季，9-11月为秋季，12-2月为冬季，更符合气候实际。

3.形成原因：黄赤交角导致太阳直射点南北移动，引起昼夜长短和正午太阳高度的季节变化，从而形成四季。

（四）五带划分

1.划分依据：太阳辐射量多少，有无太阳直射和极昼极夜现象。

2.范围：

（1）热带（23°26′N-23°26′S）：有太阳直射现象，全年高温，昼夜长短变化小。

（2）北温带（23°26′N-66°34′N）、南温带（23°26′S-66°34′S）：无太阳直射，无极昼极夜，四季分明。

（3）北寒带（66°34′N-90°N）、南寒带（66°34′S-90°S）：有极昼极夜现象，全年寒冷。

3.黄赤交角变化对五带影响：若黄赤交角增大，热带、寒带范围扩大，温带范围缩小；反之则相反。

五、地球公转与自转的关系

1.黄赤交角是地球自转轨道面（赤道面）与公转轨道面（黄道面）的夹角，导致太阳直射点移动，是地球运动重要空间关系。

2.地轴与公转轨道面夹角（66°34′）与黄赤交角（23°26′）互余，共同决定地球运动的空间特征和地理意义。

3.公转与自转结合产生：昼夜长短变化、正午太阳高度变化、四季更替、五带划分，以及四季气压带风带移动、气候形成等更复杂的地理现象。课后作业1.计算题：某学校位于30°N，夏至日太阳直射23°26′N，冬至日太阳直射23°26′S，分别计算这两天正午太阳高度，并说明冬至日正午太阳高度对太阳能板安装角度的启示。

答案：夏至日H=90°-|30°-23°26′|=83°26′；冬至日H=90°-|30°-(-23°26′)|=36°34′。冬至日太阳高度最小，太阳能板倾角应与当地纬度互余（90°-36°34′=53°26′）或接近当地纬度，以最大限度接收太阳辐射。

2.分析题：结合太阳直射点移动规律，分析北半球夏至日（6月22日前后）北极圈（66°34′N）内出现极昼现象的原因。

答案：夏至日太阳直射北回归线（23°26′N），晨昏圈与极圈相切，北极圈以内全部处于昼半球，出现极昼；此时北半球昼最长夜最短，纬度越高昼越长，北极圈昼长达24小时。

3.简答题：简述黄赤交角（23°26′）与五带划分的内在联系，若黄赤交角变为30°，五带范围如何变化？

答案：黄赤交角决定太阳直射点最北、最南纬度（23°26′N和23°26′S），即热带范围；寒带为极圈（66°34′N/S）至极点，温带介于其间。若黄赤交角为30°，热带范围扩大至30°N-30°S，寒带范围扩大至60°N-90°N和60°S-90°S，温带范围缩小。

4.应用题：某地（40°N）冬至日昼长9小时08分，日出地方时约为6时54分，验证其昼长计算是否正确，并解释冬至日该地昼短夜长的原因。

答案：昼长=日落时间-日出时间=（12-6时54分）×2=10时12分，与题目不符，正确昼长应为10时12分。冬至日太阳直射南半球，北半球纬度越高昼越短，40°N位于北半球，故昼短夜长。

5.绘图说明题：绘制地球公转轨道示意图（标注二分二至日、太阳直射点位置、晨昏线与极圈相切情况），并说明秋分日（9月23日前后）全球昼夜平分的原因。

答案：示意图略（需标注春分日太阳直射赤道、夏至日直射北回归线、秋分日直射赤道、冬至日直射南回归线，二至日晨昏线与极圈相切）。秋分日太阳直射赤道，晨昏线与经线圈重合，将地球平分，全球各地昼夜等长。作业布置与反馈作业布置：1.基础巩固：绘制地球公转轨道示意图，标注二分二至日太阳直射点位置、晨昏线与极圈相切情况，并说明各节气昼夜长短分布规律。2.能力提升：计算学校所在地（30°N）夏至日与冬至日正午太阳高度，分析太阳能板最佳安装角度的季节调整依据。3.综合应用：结合黄赤交角变化，分析若黄赤交角变为25°，热带、温带、寒带范围的变化及对气候的可能影响。4.实践探究：调查当地居民楼间距设计，运用正午太阳高度知识解释其合理性，撰写100字分析报告。

作业反馈：全批全改，重点批改示意图标注准确性（如太阳直射点纬度、晨昏线切点位置）、正午太阳高度计算过程（公式应用及角度换算）、黄赤交角影响分析的逻辑性。共性问题（如极昼极夜范围判断错误）课堂集中讲解，个性问题（如楼间距分析角度单一）面批指导，要求学生订正时结合课本P26-27案例补充说明，强化知识应用能力。教学反思与总结教学反思：本节课通过动态演示和实例分析，有效突破了黄赤交角与四季变化的难点，但分组探究时部分学生对太阳直射点移动轨迹的动态理解仍显不足，需增加实物模型操作环节。讲解正午太阳高度计算时，公式推导过程稍快，基础薄弱学生跟不上，下次应分步板演并增加阶梯式练习。课堂时间分配上，绘图说明环节占用过多，导致拓展应用仓促，需精简理论讲解，预留充足实践时间。

教学总结：学生基本掌握了地球公转特征及地理意义，能独立计算正午太阳高度并分析季节成因，绘图标注准确率达85%。小组合作中，太阳能板安装角度设计案例激发了应用兴趣，但少数学生将公转速度与季节变化混淆，需强化近日点与北半球冬季的反差逻辑。情感态度上，学生通过楼间距设计案例增强了人地协调意识。不足之处在于部分学生对极昼极夜成因的空间想象仍薄弱，未来将增加AR技术辅助晨昏圈演示，并设计“黄赤交角变化对五带影响”的对比