《黄赤交角及其影响》教案-高中地理选择性必修1（人教版·2026版）

《黄赤交角及其影响》教案——高中地理选择性必修1（人教版·2026版）

一、课题信息课题：第一章地球的运动——第二节黄赤交角及其影响课时安排：第2课时（共2课时）授课年级：高中二年级·选择性必修阶段教材版本：人教版普通高中教科书·地理选择性必修1·自然地理基础（2025年审定，2026年修订）二、教学目标（【核心素养】导向）【基础】（一）综合思维理解地球公转的基本特征，包括公转轨道、方向、周期和速度的变化规律。

构建“一轴两面三角度”的知识体系，掌握黄赤交角的概念、形成原因及其恒定属性。

能够从时空综合、要素综合的角度，分析黄赤交角对太阳直射点移动、昼夜长短和正午太阳高度变化的决定性作用。

【基础】（二）区域认知通过对地球公转示意图和二分二至日光照图的判读，了解不同纬度地区在地球公转过程中昼夜长短和正午太阳高度的空间差异。

结合太阳直射点的回归运动，理解地球上五带划分的依据。

【重要】（三）地理实践力能运用地球仪、三球仪和多媒体动画模拟演示地球公转过程，展示黄赤交角的存在。

能设计简单的观测方案，通过测量正午太阳高度或观察日出方位变化，验证黄赤交角的存在，体验天文观测的探究过程。

能绘制太阳直射点回归运动示意图、五带划分示意简图，将地理原理转化为图形语言。

【基础】（四）人地协调观理解四季更替和五带划分对人类生产生活（如农业节气、建筑采光、太阳能利用）的影响。

认识到黄赤交角是地球生命的“稳定器”，其适度倾斜为地球生物圈营造了宜人的温度变化区间，从而树立尊重自然规律、保护地球环境的观念。

三、教学重难点【高频考点】【重要】（一）教学重点黄赤交角的概念、大小及其形成原因。

黄赤交角影响下太阳直射点的回归运动规律（移动范围、移动方向与关键节点的位置）。

黄赤交角大小变化（如变大的模拟推演）带来的全球昼夜长短和正午太阳高度变化的极端影响。

【难点】【易错点】（二）教学难点黄赤交角与太阳直射点纬度之间定量关系的理解。

二分二至日全球各地昼夜长短和正午太阳高度分布规律的归纳总结。

黄赤交角的测定方法——从古代天文观测到现代空间测量的跨越，以及该测定数据对科学发展的意义。

四、教学方法与手段教学方法：讲授法、演示法、探究法、小组合作学习法、案例教学法。

学习方式：自主学习、探究学习、合作学习，强调“做中学”。

教学手段：自制地球公转轨道模型、多媒体课件（含Flash/3D动画）、地理教学挂图、学习任务单。

五、教学准备教师准备：多媒体课件（内含黄赤交角3D展示动画、太阳直射点回归运动动态演示）、地球公转轨道示意挂图、地球仪、手电筒（模拟太阳光源）、学习任务单、2026年二十四节气时间表数据表、测量黄赤交角的微专题资料。

学生准备：预习教材相关内容；利用手机APP查找2026年二分二至日的具体时刻，感受地球公转对昼夜时长的影响；准备红色和蓝色水彩笔各一支用于绘图。

六、教学过程（设计40分钟）（一）导入新课（设计3分钟）【设计意图】从中国古代科技成就切入，联系2026年最新的天文历法数据，激发民族自豪感与探究兴趣，同时渗透跨学科思想。（教师活动）展示大屏幕：2026年二分二至日精确时刻表。“同学们，春分、夏至、秋分、冬至是我国古代劳动人民智慧的结晶，早在春秋战国时期，古人就用土圭测日影的方法确定了这些节气的日期。最新测算数据显示，2026年的春分发生在3月20日22:45:56，秋分在9月23日08:05:11。是什么力量推动着太阳直射点一年四季在南北之间来回‘行走’？为什么我们的影子在夏至日最短，在冬至日最长？今天，我们就来揭开这个天文学谜题的答案。”（学生活动）观察数据，思考，产生疑问。（二）新知讲授（设计32分钟）第一部分：回顾铺垫——地球的公转（3分钟）【设计意图】温故知新，为黄赤交角的教学搭建“脚手架”。（教师活动）“在上节课中，我们已经学习了地球的两种运动形式——自转和公转。还记得地球公转的轨道形状是什么吗？”（引导学生回顾：近似正圆的椭圆，太阳位于其中一个焦点上）。“公转的方向呢？”（自西向东，从北极上空看呈逆时针，从南极上空看呈顺时针）。“公转的周期呢？”（1恒星年，365日6时9分10秒）。“公转的速度有何特点？”（1月初近日点速度最快，7月初远日点速度最慢）。【跨学科链接】这里涉及开普勒行星运动第二定律——行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积，所以当日地距离近时公转速度快，反之则慢。（学生活动）回顾并回答问题，完成学案中“公转特征”表格的填写。第二部分：【重要】黄赤交角的概念与测量（10分钟）【设计意图】从核心概念入手，逐层递进，同时融入科学史教育，体现“做中学”理念。（教师活动）【跨学科链接】“实际上，地球在公转时并不是‘直着身子’在转，而是‘歪着身子’——地轴是倾斜的。请大家观察模型：地轴与公转轨道面的夹角是多少？”（出示地球公转轨道模型，用手比划地球赤道面与黄道面的夹角）。“地球公转轨道平面，我们称为黄道面；赤道所在的平面，称为赤道面。这两个面之间有一个夹角，这个夹角就是——黄赤交角。”【基础】（一）概念界定【重要】黄赤交角是指地球公转轨道面（黄道面）与赤道面（天赤道面）之间的交角。目前测得的黄赤交角度数约为23°26′。黄赤交角的形成主要源于地轴的倾斜，当地轴与公转轨道面成66°34′的倾角时，黄赤交角即为90°与66°34′的差值（即23°26′）-1。（提示）注意区分三个角度：黄赤交角（23°26′）——地球“歪”得有多“斜”；地轴与黄道面夹角（66°34′）——地轴“躺”得有多“平”；地轴与赤道面夹角（90°）——这是不会变的。可以概括为“一轴两面三角度、三个基本不变”。【拓展延伸】（二）黄赤交角的测定历程（教师活动）“黄赤交角这个看似简单的数字，背后折射出的是人类对宇宙认知不断深化的伟大历程。”展示一个关于“古人是如何确定黄赤交角”的短故事。【跨学科链接】中国古代天文学的辉煌成就：早在战国时期，石申夫和甘德通过对恒星和行星位置的长期观测，初步推算出了黄赤交角的数值-1。至西汉时期，贾逵在《贾逵论历》中载“黄道值牵牛，出赤道南二十五度；直东井，舆鬼，出赤道北二十五度”，明确给出了黄赤交角为25度的测量数据-4。明代郑藩王室世子朱载堉采用精密测量方法，将黄赤交角测量的精确度进一步缩小至仅10′-1。西方天文学的精确化：古希腊的喜帕恰斯和托勒密利用星盘等工具对黄赤交角进行了精确测定-1。随着现代科技的发展，精度越来越高。到了2010年，依据国际天文学联合会IAU2009天文常数系统，对应J2000.0的黄道交角数值已被精确测定为23°26′21.40″，精度达到0.001″-1。（三）“歪着身子转”的空间概念建构（教师演示）教师用地球仪和手电筒，模拟太阳光线直射地球的状况。转动地球仪，展示赤道面和公转平面的夹角。关键图示：“一轴两面三角度”“一轴”：地轴。

“两面”：黄道平面与赤道平面。

“三角度”：黄道平面与赤道平面的夹角（23°26′）；地轴与黄道平面的夹角（66°34′）；地轴与赤道平面的夹角（90°）。

以及“三个基本不变”：地球在运动过程中，地轴的空间指向基本不变，北极始终指向北极星附近。

黄赤交角的大小基本不变，约保持23°26′。【重要】不过研究认为，在地球自身潮汐、地幔活动以及天体引力的作用下，通常黄赤交角会在22.1°至24.5°之间小幅波动，且正以每百年大约47″的速度趋于变小-1。

地球运动的方向不变，总是自西向东。

（学生活动）观察教师演示，在学案上标注相应角度的数值，并思考“三个基本不变”背后蕴含的科学精神。第三部分：【重要】【高频考点】太阳直射点的回归运动及其本源（8分钟）【设计意图】这是本课最核心的逻辑链条，必须讲清讲透。（教师活动）“正是因为地轴倾斜，且公转时倾斜的方向保持不变，所以在宇宙空间中，太阳光线与地球赤道面之间的夹角就不断地发生着周期性的变化。地球表面接受太阳垂直照射的点，称为太阳直射点。”（一）太阳直射点的移动范围由于黄赤交角的存在，太阳直射点会在北纬23°26′和南纬23°26′之间往返移动。北纬23°26′这条纬线叫北回归线，南纬23°26′叫南回归线。（提示）回归线的纬度值在数值上正好等于黄赤交角的度数。利用动态演示（或地图），分别展示春分、夏至、秋分、冬至四个关键节点太阳直射点的确切位置。【重要】（二）太阳直射点移动规律（以2026年为例）春分（2026年3月20日前后）：太阳直射赤道，之后向北移动。夏至（2026年6月21日前后）：太阳直射北回归线，之后向南移动。秋分（2026年9月23日前后）：太阳直射赤道，之后向南移动。冬至（2026年12月22日前后）：太阳直射南回归线，之后向北移动。也可用口诀记忆：“点北北昼长，点南南昼长”。“直射点在北半球，北半球昼长夜短且越往北昼越长、夜越短；直射点在南半球，南半球昼长夜短。”（学生活动）小组合作探究：假设黄赤交角的度数变大（例如增加到30°）或变小（减小到15°），太阳直射点的移动范围会怎样变化？热带、温带、寒带的范围又会分别如何变化？（结论）黄赤交角变大→热带变大、寒带变大、温带变小；黄赤交角变小→热带变小、寒带变小、温带变大。（三）太阳直射点的回归运动周期太阳直射点在南北回归线之间往返运动的周期叫回归年，长度为365日5时48分46秒，这也是我们日常所采用的阳历年的基础。（强调回归年与恒星年的区别）恒星年（365日6时9分10秒）是地球公转的真正周期，以遥远的恒星为参考点；回归年以太阳的视运动为参考点，两者存在20分24秒的差异，这一差异是由地球公转中地轴进动（岁差）引起的。（四）太阳直射点的移动速度（补充细节）太阳直射点的每日纬度变化约0.25度，经线位置每小时西移15度-13。第四部分：黄赤交角的极致影响（无需死记硬背，重在逻辑推导）（8分钟）【设计意图】将抽象的天文学原理，转化为可感知、可视化的地理规律。【基础】（一）对昼夜长短的影响（教师活动）带着学生再次观察二分二至日地球公转的位置。指出晨昏线将纬线圈分割为昼弧和夜弧，弧长之比就是昼夜长短之比。（在北半球讨论，记得自动加上南半球的结论）春分和秋分：太阳直射赤道，晨昏线通过两极，全球昼夜等长，都是12小时。【跨学科链接】2026年秋分在9月23日08:05:11，全球绝大部分地区理论上昼夜等长。

夏至：太阳直射北回归线，北半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长，在北极圈内出现极昼现象；南半球相反，昼短夜长且南极圈内出现极夜。夏至日北半球昼长达到一年中的最大值，南极洲考察站迎来长夜。

冬至：太阳直射南回归线，北半球昼短夜长，且纬度越高，昼越短，在北极圈内出现极夜现象；南半球相反，昼长夜短且南极圈内出现极昼。此时南极中山站、长城站迎来极昼，是科考的好时机。

赤道上：全年昼夜等长。

【基础】（二）对正午太阳高度的影响（辨析）正午太阳高度是一日内最大的太阳高度（地方时12时），其分布规律是：从太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。夏至日：正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减，北回归线及其以北地区正午太阳高度达到一年中的最大值，南半球各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值。

冬至日：正午太阳高度从南回归线向南北两侧递减，南回归线及其以南地区正午太阳高度达到一年中的最大值，北半球各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值。

春分/秋分：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。

（口诀强化）“来增去减”——直射点向某地移来，正午太阳高度增大；直射点向远处离去，正午太阳高度减小。【利用现代科技拓展教学】引导学生利用手机测日影APP或天文观测App，在冬至/夏至日测量所在城市的正午太阳高度，与计算公式H=90°−∣φ−δ∣H=90°-|\varphi-\delta|H=90°−∣φ−δ∣（式中H为正午太阳高度，Φ为当地地理纬度，δ为当日太阳直射点的纬度）得出的理论值进行比较，实现地理实验教学。第五部分：直观验证——自制教具与天文观测（3分钟）【设计意图】通过真实的天文观测数据验证地理原理，体现地理实践力的培养。（教师活动）展示一个真实的观测案例：“在2024年冬至前后，一位位于北纬36.5°的观测者发现，日出点位于东南方向的某个固定参照物附近。到了2025年春分日前后，日出点已由东南方向移到了正东方向。2025年夏至日前后，日出点进一步运行到东北方向。这位观测者测量了冬至日出方位角（约124°）和夏至日出方位角（约56°），两者差值为68°。利用球面三角学公式sin(ε)≈sin(φ)×sin(ΔA/2)进行计算，带入纬度φ=36.5°、方位角差ΔA≈68°，得到sin(ε)≈0.333，估算出黄赤交角约19.5°。这虽然与精确值23°26′有出入，但完全证实了黄赤交角的存在及其定量关系。”（学生活动）思考与讨论：为什么估测值与理论值存在差异？有哪些误差来源？（观测精度、大气折射、初学者测量方法不标准等）（模拟实验）指导学生运用手中的地球仪和手电筒，结合学案中的“五点图”，画出完整的一年中太阳直射点（或晨昏线赤道夹角）的极坐标回归曲线图，进一步巩固“点北北昼长”的判断法则。（三）巩固练习与小组合作探究（设计8分钟）【基础】绘制太阳直射点回归运动示意图（学生活动）在学案上，按照三个步骤绘制示意图：第一步，绘制三条平行等距的直线，分别表示赤道、北回归线和南回归线；第二步，在三条直线的适当位置标注四个关键点，分别代表春分、夏至、秋分、冬至日的太阳直射点位置；第三步，用一条平滑的曲线将四个点连接起来，表示太阳直射点的移动轨迹-36。【重要】【高频考点】（高频考点）典型例题剖析例题一：（2025·山西大同期中）某地理兴趣小组在老师的指导下自制太阳光照教具，模拟地球运动规律。该小组首先用水彩笔在圆板上画出赤道、南北回归线、南北极圈及地轴，再打孔并加装五个木条。转动木条2表示太阳直射点的移动，即可带动其他相应木条转动。在这个模型中，木条1代表晨昏线，木条3代表太阳光线，木条5代表地球表面某处-40。试分析制作该教具时木条1与木条2、木条2与木条3之间的几何关系。（引导学生思考并给出答案解析）木条1与木条2应始终保持垂直（晨昏线与太阳光线垂直）；木条2与木条3应始终保持平行（太阳光为平行光）。揭示教具背后的地理原理。例题二：结合所学知识，分析以下断言的正误：（1）“由于黄赤交角的存在，温带地区四季分明。”（√）（2）“黄赤交角增大时，寒带范围变小。”（×）——黄赤交角增大→寒带（极圈以内）范围变大。（3）“春分日太阳直射赤道，全球各地日出正东、日落正西，昼夜等长。”（√）（4）“正午太阳高度的年变化幅度从赤道向两极逐渐增大。”（√）【易错点】误区辨析易错点一：搞混恒星年和回归年。恒星年是地球公转的真正周期（365日6时9分10秒），回归年是太阳直射点回归运动的周期（365日5时48分46秒）。易错点二：误以为正午太阳高度在夏至日全球都最大。实际上，夏至日北回归线及其以北地区达到最大，南半球各地达到最小。易错点三：误以为黄赤交角大小固定不变。实际上黄赤交角并非始终是23°26′，它在22.1°到24.5°之间缓慢波动，约以每百年47″的速度变小。（四）课堂小结（设计2分钟）（师生互动）以逻辑链的形式进行总结：地轴倾斜——存在黄赤交角（23°26′）——导致太阳直射点在南北回归线之间做回归运动——引起全球各地昼夜长短和正午太阳高度发生周期性变化——形成地球上四季的更替和五带的划分。【重要】用地理术语总结本节课的核心收获：黄赤交角的存在，是地球上丰富多彩的季节变化和复杂的自然地理景观产生的根本驱动因素。正如人类在生态系统中所处的地位一样，黄赤交角也在默默地“调控”着我们的星球，表现为“行星调温器”的作用。当学生对黄赤交角的观测历史、变化趋势有了更深刻的理解之后，人类对自然的敬畏之心和改造自然的能力也在这个过程中不断提升。（五）作业布置（设计2分钟）【基础】必做作业绘制一幅黄赤交角示意简图，并标注出黄道面、赤道面、黄赤交角、地轴、北极星等要素。

完成配套练习中“黄赤交角及其影响”章节的选择题和综合题。

【拓展】选做作业（三选一）*（实践探究类）*查找自己所在城市的经纬度，运用公式H=90°-|φ-δ|，计算夏至日和冬至日该城市的正午太阳高度，并提出改善建筑南面采光的合理化建议。

*（课题研究类）*假设地球的黄赤交角变为0°（即地球“立正”），请撰写一篇不少于300字的地理微论文，大胆推测地球上的气候、植被、四季会发生怎样的剧烈变化。

*（小短文类·跨学科链接）*撰写一篇题为《贾逵的智慧：从“牵牛二十五度”到现代测绘的天文跨越》的小短文，介绍黄赤交角的测定史，体会中国古人对世界天文学的杰出贡献。

七、板书设计课题：黄赤交角及其影响一、黄赤交角概念：黄道面与赤道面的交角

数值：23°26′（“行星的稳定器”）

关键词：一轴两面三角度、三个基本不变

二、关键影响链条黄赤交角（23°26′）→太阳直射点的回归运动（23°26′N↔23°26′S）→昼夜长短和正午太阳高度的时空变化→四季更替与五带划分三、五带划分热带：南北回归线之间

温带：回归线与极圈之间

寒带：极圈以内

四、动态变化黄赤交角增大：热带↑寒带↑温带↓黄赤交角减小：热带↓寒带↓温带↑八、教学反思【设计意图】以2026年核心素养下的大单元教学为指导，基于师生在课堂实践中的真实反馈进行课后反思。由于“地球公转与黄赤交角”这一知识点具有强烈的空间想像色彩，高二学生虽然在初中阶段已经触及了四季成因等浅层次认识，但对“地轴倾斜保持不变”这一始终存在的天文事实理解不够深入。在本节课的教学设计中，我采取了如下策略：从贴近生活的二十四节气导入，详细引述中国古代天文学家和西方天文学先驱对黄赤交角的测定方法与数据，并通过真实的2025—2026年观测手记加以佐证，将抽象的地理规律还原为探索性的科技史和天文实验。【基础】成功之处实现了跨学科融合：以“贾逵论历”和“朱载堉精密测算”作为教学素材，将科技史知识注入地理原理讲解，有效增强了学生对祖国古代科技文明的崇敬感。这是地理核心素养中“人地协调观”的延伸与升华。

突破了教学难点：通过“从天文观测到建模反推”的实际案例分析，将深奥的天球坐标、日出方位角等大学天文学知识进行了符合高中生认知水平的降维处理，让学生切实体会到黄赤交角是能够通过简单的观测手段“测量”出来的。这比单纯死记硬背23°26′这个数字要深刻得多。

实现了做中学：自制教具的设计与案例分析给学生们提供了参与式学习的范例。课堂上是学生自愿尝试测量、计算，哪怕只是代入公式，都能对能力培养起到作用。

体现了教学评一致性