七年级地理《地球的公转》教学设计（第2课时）

七年级地理《地球的公转》教学设计（第2课时）

一、设计依据与理念

  本教学设计严格依据《义务教育地理课程标准（2022年版）》中“认识全球”主题下的核心要求，聚焦于“运用地球仪或软件，演示地球的公转运动，说出地球公转的方向、周期，以及产生的季节变化与热量差异现象”。设计秉持“以学生发展核心素养为导向”的课程改革理念，深度融合跨学科视野，将地理空间思维、物理运动规律、数学模型与历史文化认知有机整合。教学旨在超越对公转现象与结论的机械记忆，引导学生通过建构物理模型、进行模拟实验、分析地理数据、解决真实问题等一系列探究活动，亲历知识的发现与建构过程，深刻理解地球公转这一宏观天文现象与人类生产生活微观尺度之间的因果联系，从而发展学生的区域认知、综合思维、地理实践力及人地协调观。

  教学对象为七年级学生。他们已具备地球自转的基础知识，对宇宙和地球运动怀有天然的好奇心，其抽象逻辑思维开始发展但仍需具体形象支持，且具备初步的小组合作与探究能力。本设计充分考虑该学段学生的认知心理特点，将抽象的轨道、角度、直射点等概念转化为可操作、可观察、可测量的实践活动，利用多媒体模拟、简易教具制作与演示、数据图表分析等多重感官通道，搭建从具体感知到抽象概括的思维阶梯。

二、教学目标

（一）核心素养目标

1.综合思维：能够从多个维度（空间方位、时间变化、因果关系）综合分析地球公转的基本参数（方向、周期、轨道、姿态）与所产生的地理现象（太阳直射点移动、昼夜长短变化、正午太阳高度变化、四季更替、五带划分）之间的内在逻辑链条，建立系统性认知模型。

2.地理实践力：能够熟练使用地球仪、手电筒等简易器材，或运用相关交互式软件，规范、准确地模拟演示地球的公转过程；能够设计并实施简单的观测方案（如长期测量校园内正午旗杆影长），记录并分析数据，验证公转产生的相关效应。

3.区域认知：理解并阐述由于地球公转导致的太阳辐射能在地球表面分布的时空差异，是形成全球不同热量带（五带）和区域间季节差异的根本原因，从而从宏观尺度理解区域特征的成因。

4.人地协调观：感悟地球运动规律是塑造人类生存自然环境的基础性力量，理解人类适应不同季节、不同热量带所形成的生活方式、农业生产节律和文化习俗，初步树立遵循自然规律、因地制宜的可持续发展观念。

（二）知识与技能目标

1.准确描述地球公转的基本特征：围绕中心、方向、周期、轨道形状。

2.理解并解释“黄赤交角”的存在及其关键意义。

3.动态描述太阳直射点在南北回归线之间的周年移动规律及其对应的重要节气（二分二至日）。

4.分析并说明由于太阳直射点移动所引发的全球昼夜长短变化、正午太阳高度变化的规律（以北半球为例）。

5.归纳地球公转产生的两大地理意义：四季的更替和五带的划分，并清晰阐述其成因。

（三）过程与方法目标

1.通过参与“模拟地球公转”的探究活动，体验科学建模与实验验证的方法。

2.通过分析“太阳直射点回归运动示意图”和“全球昼夜长短、正午太阳高度变化数据表”，掌握从地理图表、数据中提取信息、归纳规律的分析方法。

3.通过小组协作完成“节气与生活”探究报告，学会将地理知识与现实生活相联系，进行综合探究与表达交流的方法。

三、教学重难点

（一）教学重点

1.地球公转的基本特征（特别是轨道与姿态）。

2.太阳直射点的周年移动规律及其与二分二至日的对应关系。

3.地球公转的地理意义（四季和五带）的成因分析。

（二）教学难点

1.黄赤交角的概念理解及其“桥梁”作用：学生难以想象三维空间中的轨道面与赤道面夹角，以及此角如何将地球的公转运动“转化”为太阳直射点的南北移动。

2.昼夜长短和正午太阳高度变化的时空综合规律：学生容易记住结论，但难以在脑海中动态构建不同纬度、不同时间点这两者变化的立体空间图景，并理解其与太阳直射点位置变化的直接因果关系。

3.四季成因的完整逻辑链条建构：从“地球公转”→“保持倾角”→“太阳直射点移动”→“昼夜长短与太阳高度同时变化”→“地表获得太阳辐射总量变化”这一系列环节的逻辑推导。

四、教学准备

1.教师准备：

1.2.交互式多媒体课件（内含精确的3D地球公转模拟动画、太阳直射点移动动态图、光照图生成器）。

2.3.专业天文演示软件（如Stellarium）的节选演示视频。

3.4.大型演示用地球仪（地轴倾斜角度可调）及强光手电筒（代表平行太阳光）。

4.5.自制“公转轨道平面”标识圆环。

5.6.不同纬度地区（如漠河、北京、广州、新加坡）在二分二至日的日出日落时间、正午太阳高度角数据表。

6.7.“二十四节气”相关图文、视频资料。

7.8.分层探究任务卡。

9.学生准备（分组）：

1.10.每小组一个地球仪、一支可垂直固定代表太阳直射光线的激光笔或细直棍、一个手电筒。

2.11.彩色标签贴、量角器、直尺。

3.12.课前观察并记录近一个月傍晚日落的方位变化（可选实践作业）。

五、教学流程（共计2课时，本设计为第2课时详案，第1课时已初步认识公转特征）

第一环节：创设情境，悬疑导入——从“不变”的规律到“变化”的现象（预计时间：8分钟）

  （教师活动）播放一段精心剪辑的短视频，内容依次呈现：同一地点（如学校操场）在春分、夏至、秋分、冬至四个节气正午时分的实时监控画面对比（突出影子长短和方向的显著差异）；我国从南到北（如海南、江南、东北）在春节期间截然不同的自然景观与衣着对比；北欧夏季“午夜太阳”与冬季漫长黑夜的奇观。

  （教师提问）“同学们，在第1课时，我们掌握了地球公转‘不变’的规律：它始终自西向东，绕着太阳进行周期约一年的椭圆运动，并且地轴倾斜指向北极星。那么，这些‘不变’的因素，是如何造就了我们刚才看到的、如此丰富多彩且规律性‘变化’的世界——季节轮转、冷暖交替、昼夜长短不一、南北风光迥异？今天，我们将化身‘地球运动解码官’，揭开连接‘不变运动’与‘万变现象’之间的核心密码。”

  （学生活动）观看视频，产生强烈的认知冲突与探究欲望，明确本课核心问题：公转如何导致地理现象的时空变化。

  （设计意图）利用极具冲击力的真实影像对比，瞬间激活学生已有的生活体验和碎片化知识，制造认知悬念。将本课定位为对公转知识的深化与应用，聚焦于“变化”的成因，紧扣教学重难点，激发深层学习动机。

第二环节：模型建构，破解密码——聚焦“黄赤交角”与“太阳直射点移动”（预计时间：20分钟）

  （教师活动）回顾上节课内容，在黑板上画出简化的地球公转轨道椭圆。提问：“如果地轴是竖直的，地球这样‘直立’着公转，太阳光会一直直射哪里？”引导学生推理：将永远直射赤道。

  （学生活动）思考并回答：赤道。

  （教师活动）“然而，现实是地轴是倾斜的，且倾斜方向在公转过程中保持不变。这个‘倾斜’是随意的吗？”展示精确的3D动画，突出地球轨道面（黄道面）与赤道面，并标注出两者之间存在的23.5°夹角。郑重引出核心概念——黄赤交角。“正是这个‘交角’，决定了太阳直射点不可能永远停留在赤道。”

  （关键探究活动一：模拟太阳直射点移动）

  1.教师示范：将大型地球仪放置于自制的“公转轨道”圆环上，调整地轴北端指向教室固定方向（代表北极星方向）。用手电筒模拟平行太阳光，照射在地球仪上。将地球仪分别置于轨道上四个关键点（对应春分、夏至、秋分、冬至），让学生观察并描述光线最集中、最亮的小圆点（直射点）落在哪个纬度线上。

  2.小组合作探究：各小组利用自己的地球仪和手电筒，重复教师的演示。要求：①准确摆放地球仪在四个位置的地轴方向。②用手电筒垂直照射，找到直射点，并用红色标签贴标记。③用细直棍或激光笔从“太阳”（手电筒）方向指向地球仪，验证直射点。④记录四个位置上直射点的纬度。

  （学生活动）动手操作，观察、讨论、记录。他们将会发现：春分和秋分时，直射点位于赤道；夏至时，直射点到达北纬23.5°（北回归线）；冬至时，直射点到达南纬23.5°（南回归线）。

  （教师活动）巡视指导，纠正错误操作。待各小组完成，邀请一组上台展示并解说。随后，播放交互式动画，动态、连续地展示地球在公转轨道上运行时，太阳直射点在地球表面相应发生的南北往返移动，形成一条清晰的运动轨迹。强调其移动范围限于南北回归线之间。

  （教师总结与板书）形成核心板书链：地球公转（保持地轴倾斜方向不变，存在黄赤交角）→太阳直射点的周年回归运动（在南北回归线之间移动）。明确指出：太阳直射点的移动，是地球公转产生一切地理意义的关键“转换器”和“总开关”。

  （设计意图）本环节是突破难点的核心。通过“如果…那么…”的假设性提问，反向强化黄赤交角的关键性。将抽象的“黄赤交角”转化为可观察的模型操作。学生通过亲手演示、亲眼观察，将“直射点移动”这一抽象规律转化为具体的空间位置记忆，完成了从现象到原理的第一次关键跨越。

第三环节：追根溯源，演绎规律——从“直射点移动”到“日照变化”（预计时间：25分钟）

  （教师提问）“开关已经找到——太阳直射点在移动。那么，按下这个开关，会依次点亮哪些‘灯’呢？首先，直射点的变化，最直接会影响地球上每个地方的‘受光情况’，这主要体现在哪两个方面？”

  （学生活动）思考并可能回答：白天时间长短（昼夜长短）、太阳照射的角度（太阳高度）。

  （关键探究活动二：演绎昼夜长短变化）

  1.教师利用多媒体“光照图生成器”，分别展示夏至日和冬至日的光照侧视图。引导学生观察：晨昏线（昼夜分界线）与经线、纬线的关系。重点提问：“夏至日，北极圈内是极昼还是极夜？南极圈呢？北半球和南半球的昼夜长短情况如何对比？”“冬至日呢？”“春分和秋分日呢？”

  2.小组任务：结合刚才模拟的四个地球位置，再次使用地球仪和手电筒。在手电筒照射下，缓慢转动地球仪自转，观察并比较：当直射点在北回归线时，北半球同一纬圈上处于“夜”的部分与“昼”的部分哪个更大？南半球呢？当直射点在赤道时呢？

  （学生活动）通过观察软件动态图和实物模拟，分析归纳规律。教师引导总结出以北半球为例的规律：夏至日昼最长夜最短，北极圈内极昼；冬至日相反；春分秋分日全球昼夜等长。并强调规律：太阳直射哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且纬度越高昼越长（夜越短），极圈内出现极昼；另一半球相反。

  （关键探究活动三：理解正午太阳高度变化）

  1.概念讲解：用图示厘清“太阳高度角”和“正午太阳高度角”。正午太阳高度角是一天内太阳高度的最大值。

  2.规律探究：出示数据表，展示北京（约40°N）在二分二至日的正午太阳高度角数值（夏至日约73.5°，春秋分日约50°，冬至日约26.5°）。引导学生计算：某地正午太阳高度角=90°-|当地纬度-太阳直射点纬度|。利用此公式，进行简单计算练习。

  3.空间想象：在黑板图上，画出夏至日、冬至日太阳光线示意图。直观展示：对于北回归线以北的某点，夏至日正午太阳光线更“直”（角度大），冬至日更“斜”（角度小）。

  （教师总结与板书）形成第二层板书链：太阳直射点移动→导致→①全球各地昼夜长短发生周年变化；②全球各地正午太阳高度发生周年变化。

  （设计意图）将两个核心地理要素的变化规律拆解，分别采用软件可视化观察和数学模型计算两种方式突破。“昼夜长短”侧重空间想象和定性观察归纳；“正午太阳高度”侧重引入简易数学模型进行定量推算。两者结合，使学生从不同思维角度理解“日照情况”如何随直射点变化，为最终解释四季成因奠定坚实基础。

第四环节：综合归纳，意义升华——建构“四季”与“五带”成因（预计时间：15分钟）

  （核心问题驱动）“现在，我们掌握了昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。请问：一个地方是冷还是热，取决于什么？”引导学生得出共识：取决于单位面积地表在单位时间内获得的太阳辐射能量的多少。

  （小组讨论）“请结合生活经验与刚才所学，讨论：太阳辐射能量多少，与昼夜长短、正午太阳高度有什么关系？试用这两个因素，解释为什么北半球夏季最热（以夏至日为中心），而不是在离太阳最近的近日点（1月初）？”

  （学生活动）展开热烈讨论。教师引导他们认识到：正午太阳高度决定了太阳光的“集中程度”（高度角越大，光线越集中，单位面积能量越强）；昼夜长短决定了太阳光的“照射时间”。两者共同决定了太阳辐射总量。

  （教师精讲）综合学生讨论，用图示法精讲：对于北半球中纬度地区，夏季（以夏至日为代表）虽然日地距离较远，但正午太阳高度最高且白昼时间最长，两者叠加效应远超过距离的影响，因此获得太阳辐射最多，气温最高。冬季反之。春秋季居中。由此，自然引出四季更替的完整成因。并明确指出天文四季（基于太阳辐射）与气候四季（实际温度）的联系与区别。

  （知识迁移：五带的划分）

  （教师提问）“既然不同纬度获得的太阳辐射总量不同，那么从全球尺度看，这种差异是否有规律可循？能否据此对地球表面进行区域划分？”

  引导学生观察“地球上的五带”示意图。重点分析：①热带：有太阳直射机会，全年获得辐射最多。②寒带（南、北寒带）：有极昼极夜现象，即使有太阳高度也很低，全年获得辐射最少。③温带（南、北温带）：既无直射也无极昼极夜，但四季变化最为显著。由此明确，五带是太阳辐射总量从赤道向两极递减的纬度地带性规律的直观体现，其划分的界限（回归线、极圈）直接源于黄赤交角的大小。

  （设计意图）这是本课逻辑链条的终点和高潮。通过驱动性问题，引导学生自主整合前序知识，运用综合思维，将两个分开的因子（昼夜长短和太阳高度）合并为一个综合性的成因（太阳辐射总量），从而深刻理解四季的本质。再将视角从时间变化扩展到空间分布，自然引出五带，体现了区域认知的素养培养，完成了从过程到格局的认知提升。

第五环节：课堂总结，体系内化（预计时间：7分钟）

  （学生活动）开展“概念图接龙”活动。教师给出起点：“地球公转”。邀请数位学生依次上前，用关键词和箭头在黑板上补充后续概念，共同构建出本节课完整的知识体系概念图。目标构建出如下主干：地球公转（方向、周期、轨道、姿态/黄赤交角）→太阳直射点回归运动（二分二至日与回归线）→昼夜长短变化+正午太阳高度变化→地表太阳辐射总量的时空差异→四季更替五带划分。

  （教师活动）在学生构建的基础上进行点评、修正和完善，强调各环节之间的因果逻辑。总结指出：地球运动是塑造我们星球自然环境的原初力量，理解这些规律，是我们认识一切自然地理和人文地理现象的起点。

  （设计意图）变教师总结为学生主动建构，通过概念图接龙的形式，让全体学生参与课堂复盘，将碎片化知识系统化、结构化，清晰呈现全课逻辑脉络，强化理解与记忆。

第六环节：迁移应用，分层作业（预计时间：5分钟，作业课后完成）

  布置分层、可选的实践性作业：

  1.基础巩固层：绘制一幅思维导图，清晰地展现从“地球公转”到“四季与五带”形成的全过程。撰写一篇短文，向小学四年级的弟弟妹妹解释“为什么夏天热、冬天冷”。

  2.拓展探究层：选择一项完成：①利用Stellarium软件或相关天文APP，模拟验证今天所学某个规律（如不同节气太阳东升西落的方位变化）。②长期观测项目：在校园固定地点，每周选定一天正午测量旗杆（或直立竹竿）影子的长度，记录至冬至日，分析其变化规律并尝试解释。③探究“二十四节气”与地球公转、农业生产、民俗文化的关系，制作一份简易的专题小报。

  3.挑战创新层：思考并尝试论证：如果黄赤交角变为30°或变为0°，我们的“四季”和“五带”将会发生怎样的戏剧性变化？写一篇科幻短文或绘制一组对比示意图。

  （设计意图）作业设计体现差异性、实践性和趣味性，将课堂学习延伸至课外和生活。基础作业确保全体掌握核心逻辑；拓展作业鼓励动手实践和跨学科联系；挑战作业激发想象力和深度思考，满足学有余力学生的需求。

六、板书设计（主板书，随教学流程动态生成）

（左侧）（中部核心链）（右侧图示区）

地球的公转（第2课时）核心逻辑链：（简图：公转轨道与四个关键位置）

（简图：黄赤交角示意图）

一、特征回顾地球公转（动态简图：太阳直射点移动轨迹）

  中心、方向、周期、轨道（姿态：地轴倾斜且指向不变/黄赤交角）（表格：二分二至日直射点位置）

↓

二、关键密码太阳直射点的周年回归运动（光照图：夏至/冬至昼夜对比）

  黄赤交角（23.5°）（在南北回归线之间移动）（公式：正午太阳高度计算）

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三、引发变化  →昼夜长短的周年变化↓

  1.昼夜长短变化规律（北半球）  →正午太阳高度的周年变化↓

  2.正午太阳高度变化规律