初中七年级科学《认识地球仪》探究式教案

初中七年级科学《认识地球仪》探究式教案

学情分析：本课授课对象为初中七年级学生。在认知层面，学生通过小学阶段的学习及生活经验，对地球的形状、大小已有初步的感性认识，知道地球是一个球体，但对如何科学地描述地球上的位置、方向缺乏系统概念。在能力层面，该年龄段学生抽象思维开始发展，但仍需具体形象支持；好奇心强，乐于动手操作，但探究活动的目的性、严谨性和合作协调能力有待引导提升。在知识前概念中，学生可能混淆经线与纬线、纬度与经度，对“地轴”的虚拟性、经纬网的空间立体性理解存在困难。部分学生可能从网络或书籍中接触过“本初子午线”、“赤道”等术语，但理解往往碎片化、表面化。因此，教学需从直观模型入手，通过层层递进的探究活动，帮助学生主动建构科学概念，完成从感性认识到理性认知的飞跃，并初步建立空间想象能力。

教材分析：本节课选自浙教版初中科学七年级上册，是学生系统学习地球与宇宙科学的起始关键内容，承上启下，意义重大。从知识结构看，它上承“地球的形状与大小”，下启“地图”、“地球的运动”等核心章节。地球仪作为地球的模型，是学习后续所有地理空间知识的认知工具和思维支架。教材通过呈现地球仪的基本结构，引导学生认识地轴、两极、经线、纬线等核心要素，并初步学习利用经纬网定位。新教材体现了从“知识传授”向“素养培育”的转型，强调模型的建构与应用、科学探究的过程体验。教学重点在于引导学生理解地球仪上各要素的含义及其模拟的现实对应关系，难点在于帮助学生建立经纬网的空间概念，并学会初步应用。教师需创造性地使用教材，设计更富挑战性和趣味性的活动，将静态知识转化为动态探究过程。

教学目标：

1.科学观念：通过观察、操作地球仪模型，能准确指认并说出地球仪上的地轴、两极、赤道、经线、纬线等基本要素；理解经线和纬线的基本特征（形状、长度、指示方向、相互关系）；能阐述经纬网的作用是利用经度和纬度确定地球表面任何地点的位置。

2.科学思维：经历从实物地球仪抽象出经纬网平面图的过程，初步建立地球球面与二维坐标之间的转换思维，发展空间想象能力；通过比较、归纳、概括经线与纬线的异同，学习运用比较、分类等思维方法认识事物特征。

3.探究实践：能基于观察提出关于地球仪结构的可探究问题；能小组协作，设计简单方案，利用地球仪、小艇模型等工具探究“如何描述小艇在地球仪海洋模型上的位置”，在实践中体验经纬网定位的原理和必要性；能规范、清晰地记录和表述探究过程与发现。

4.态度责任：在小组探究活动中，体验合作、交流的重要性，养成认真倾听、尊重他人观点的习惯；通过了解人类创造地球仪、建立经纬网坐标系统的历史过程，感受科学工具发明的伟大及其对人类探索世界、认识自然的重要意义，激发对地球科学的好奇心与探索欲。

教学重难点：

教学重点：地球仪的基本结构（地轴、两极、赤道、经线、纬线）及其现实意义；经纬线的基本特征。

教学难点：经纬网的空间概念建立；利用经纬度确定位置的方法的初步理解。

教学准备：

1.教具：大型演示地球仪（可拆卸或带有明显经纬网格）1个；多媒体课件（包含清晰的地球仪结构分解图、经纬线特征对比图、动态经纬网形成过程、相关历史资料短片等）；磁性或可粘贴的经线、纬线卡片模型；地球卫星图片。

2.学具：每小组配备一个学生用地球仪（建议不同类型，如政区地球仪、地形地球仪）；探究活动记录单；标有不同数字或字母的小型船只模型（用于定位探究）；彩色记号绳或橡皮筋（用于缠绕出特定纬线）；直尺；学生自备铅笔。

3.技术支持：希沃白板或同类型互动教学平台，用于实时投屏学生探究成果、进行互动标注。

4.环境布置：课桌椅按小组合作形式摆放（4-6人一组），确保每个小组有充足的操作空间。

教学过程：

一、激趣导入，聚焦模型价值

教师活动：首先，在屏幕上展示一张从太空拍摄的蔚蓝色地球高清照片，提问：“这是我们的家园——地球。我们都知道它是个巨大的球体。如果我们要详细研究它，比如想精准地告诉远方的朋友你家乡的位置，或者描述一艘航行在大洋中轮船的地点，直接在这个真实的球体上操作，方便吗？会遇到什么困难？”

学生活动：观察图片，思考并回答。可能的回答：不方便，太大了；无法标记；无法随身携带等。

教师活动：肯定学生的思考，并顺势引导：“是的，地球太大了。科学家和地理学家们想出了一个巧妙的办法——按照一定的比例缩小，制作成模型。这就是我们今天要深入探究的——地球仪。”随即出示课题“认识地球仪：地球的缩影与坐标”。接着，教师拿起大型演示地球仪，轻轻拨动使其旋转，同时提出核心引导性问题：“这个精巧的模型，究竟包含了哪些关键‘密码’，能帮助我们‘解锁’地球上的位置信息呢？让我们化身小小探索家，一起来解密。”

设计意图：从宏大的真实地球切入，制造认知冲突（研究真实地球的不便），自然引出地球仪作为模型的必要性和价值。通过直观的图片和实物演示，迅速吸引学生注意力。提出“解密密码”的驱动性问题，为后续的探究活动设定明确目标，激发学生的好奇心和探索欲。

二、探究建构，解密模型要素

本环节分为两个递进式的探究活动，旨在引导学生从整体到局部，从观察到归纳，逐步建构核心概念。

（一）活动一：初识地球仪——观察与触摸

教师活动：分发地球仪到各小组，提出第一个观察任务：“请同学们像一位初次见到地球仪的科学家一样，仔细地看，轻轻地摸，并尝试转动它。完成观察记录单第一部分：1.地球仪是如何固定并转动的？你发现了什么特殊的‘轴’和点？2.地球仪表面有哪些纵横交错的线？它们看起来有什么不同？”

学生活动：以小组为单位，仔细观察、触摸、转动地球仪，展开初步讨论，并在记录单上写下或画出观察发现。教师巡视指导，提示学生关注固定点、旋转方式、线条的颜色、形状、文字标注等细节。

教师活动：邀请2-3个小组分享他们的发现。学生可能会提到：有一个铁架支撑；可以绕着一根斜的轴旋转；两头有固定点；表面有很多线和格子；有的线是圆圈，有的是半圆；线上有数字等。教师根据学生的汇报，利用大型地球仪进行同步指认，并引入规范的科学术语。

关键概念建构1——地轴与两极：

教师操作演示地球仪，明确：“支撑地球仪旋转的这根假想的轴，我们称之为‘地轴’。它穿过地球仪的中心，并且是倾斜的。”同时，用红色磁性贴标记地轴两端点。“地轴与地球仪表面相交的两个点，是地球上两个非常特殊的位置。指向北极星附近的一端，叫北极；另一端，叫南极。”板书关键词：地轴（假想、倾斜）、北极、南极。

关键概念建构2——赤道：

教师提问：“在地球仪上，有没有一个地方，到北极和南极的距离相等？”引导学生观察寻找。学生通常能发现最大的一个圆圈。教师指出：“这个最长的圆圈，位于南北两极的正中间，像地球的‘腰带’，我们称它为‘赤道’。”并用蓝色记号绳在大地球仪上环绕出赤道。强调：“赤道将地球平分为南北两个半球。”板书：赤道（最长纬圈、划分南北半球）。

设计意图：让学生通过亲身观察和操作，获得关于地球仪结构的第一手感性经验。分享环节鼓励学生用自己语言描述，教师再将其“翻译”为科学术语，符合概念建构规律。重点概念通过教师直观演示和强调，确保学生形成正确清晰的第一印象。

（二）活动二：再探经纬网——比较与建模

教师活动：承接上一个活动，指出：“除了赤道，地球仪表面还有许多其他的线。它们就是帮助我们定位的‘密码线’。现在，请各小组进行更深入的探究。”出示探究任务单第二部分：“请用不同颜色的记号绳或橡皮筋，在地球仪上分别找出：1.所有和赤道‘平行’的圆圈线。2.所有连接南北两极的‘半圆’线。观察并比较这两组线，从形状、长度、指示方向、相互之间的关系等方面，找出它们各自的特点，并填写特征对比表。”

学生活动：小组合作完成。学生需要用记号绳缠绕出至少两条不同的纬线（如北纬30度圈），并用手比划出经线的走向。他们需要观察、测量（用直尺比量相对长度）、讨论，并填写对比表。教师深入小组，通过提问引导深度思考：“这些平行的圆圈大小一样吗？规律是什么？”“连接两极的线，它们的长度有什么关系？它们相交吗？”

全班研讨与概念精制：

教师邀请小组代表上台，利用实物投影展示他们的特征对比表并进行讲解。其他小组补充或质疑。在生生、师生互动中，逐步精确化概念。

纬线特征归纳：教师引导学生总结：所有与赤道平行的线叫纬线。纬线都是圆圈（除极点外）；赤道最长，向两极逐渐缩短至点为点；纬线指示东西方向；各条纬线相互平行。

经线特征归纳：所有连接南北两极的线叫经线。经线都是半圆（两条相对的经线组成一个经线圈），长度都相等；经线指示南北方向；所有经线都相交于南北两极。

教师利用课件播放动态图示，展示从地球仪上抽象出的经纬线网格，并强调：“为了区别无数条经线和纬线，人们给它们标定了度数，这就是经度和纬度。赤道是0度纬线，向北增大是北纬（N），向南增大是南纬（S）。国际上规定通过英国格林尼治天文台旧址的那条经线为0度经线（本初子午线），向东增大是东经（E），向西增大是西经（W）。”板书核心特征对比框图，并标注经纬度起算点。

经纬网的意义与应用初探：

教师提问：“现在，地球仪表面布满了纵横交错的经线和纬线，形成了一个网状结构，我们称之为‘经纬网’。这个‘网’有什么神奇的作用呢？”展示情境：“假设小组的地球仪海洋部分上，停泊着你们的小船模型（教师分发带有编号的小船）。请尝试用最准确的语言，向其他小组描述你的小船位置，让他们能快速在你的地球仪上找到它。不允许用手指，只能用语言描述。”

学生活动：小组内尝试描述，会发现仅用“上面一点”、“左边”等模糊词汇无法精确定位。教师适时介入：“看来遇到困难了。能否请我们刚认识的‘经纬网’来帮忙呢？”引导学生尝试结合纬度和经度的数值来描述。例如，“我的小船大概在北纬20度，东经120度附近。”另一小组根据描述，在地球仪上相应区域寻找，验证定位效果。

教师总结：“看，经纬网就像给地球表面贴上了精准的‘坐标格’，任何地点都可以用一组唯一的‘经度’和‘纬度’数字来确定，这就是地理坐标。它是全球通用的‘地理语言’。”板书：经纬网→地理坐标（经度，纬度）→定位。

设计意图：此活动是本节课的核心探究环节。通过动手缠绕、对比观察、填写特征表，引导学生从具体现象中归纳抽象规律，培养科学思维。特征对比表的运用使比较学习可视化、结构化。设置“描述小船位置”的真实任务，制造认知冲突，让学生亲身经历“模糊描述”的困境，从而深刻体会经纬网定位的必要性和优越性，实现知识的迁移与应用，突破难点。

三、迁移应用，巩固空间概念

教师活动：设计三个层次的巩固应用活动，从模仿到创造，逐步深化理解。

层次一：快速指认游戏。教师利用互动课件，随机闪烁地球仪上某点或某条线，要求学生快速说出其名称（如：这是赤道！这是一条经线！）。或教师说出特征（如：长度最长的纬线），学生快速在地球仪上指出。

层次二：坐标初体验。课件展示几个著名城市的经纬度坐标（如：北京约40°N，116°E；伦敦约51°N，0°），请学生在小组地球仪上尝试寻找其大致区域，感受坐标与实际位置的对应关系。

层次三：创意设计——“我的经纬网”。发给每个学生一张圆形纸片（代表一个半球）。挑战：你能在这张“半球”纸上，设计绘制出一个简单的经纬网吗？要求标出赤道、几条重要的纬线（如北回归线）和经线，并尝试标上度数。此活动允许学生有一定创造性，重点考察其对经纬线分布规律的理解。

学生活动：积极参与游戏和练习。在创意设计环节，学生动手绘制，将立体模型上的认知转化到二维平面上，教师巡视，个别指导空间想象有困难的学生。

设计意图：通过游戏增加趣味性，即时检测基础知识掌握情况。坐标体验将抽象数字与具体地点联系，赋予学习现实意义。创意绘图活动是思维的可视化输出，是检验学生是否真正内化经纬网空间概念的有效手段，实现了从三维模型到二维表达的思维转换训练。

四、总结反思，拓展科学视野

教师活动：引导学生回顾整节课的探究历程：“今天我们像探索家一样，一步步解密了地球仪。现在，谁能用简短的几句话，总结一下地球仪告诉我们的主要‘密码’？”鼓励学生从结构、要素、作用等方面自主总结。

学生活动：自由发言，梳理本节课知识框架。

教师活动：在学生总结基础上，进行结构化板书最终成形，并播放一段简短的科普视频，介绍人类从认识到测量地球，到创建经纬坐标系统的漫长历史故事，强调其中蕴含的科学精神与智慧。最后布置发展性作业：“1.（必做）完善你的‘我的经纬网’设计图，并查找资料，为你标出的重要纬线（如回归线、极圈）写上简要说明。2.（选做）利用网络或书籍，了解一个与经纬网历史或应用相关的趣闻（如：为什么选择格林尼治作为本初子午线？GPS导航与经纬网有什么关系？），下节课分享。”

设计意图：引导学生自主总结，强化知识结构的自我建构。通过科学史故事的融入，将工具的学习上升到科技文明发展的高度，培养学生的科学态度与社会责任感。分层作业既巩固了基础知识，又为学有余力和兴趣浓厚的学生提供了延伸探索的通道，体现了因材施教。

板书设计：

（左侧板块）认识地球仪：地球的缩影与坐标

一、核心结构

地轴：假想的旋转轴（倾斜）

两极：北极（N）、南极（S）

赤道：0°纬线，最长，划分南北半球

二、定位密码——经纬网

1.纬线

形状：圆（圈）

长度：赤道最长，向两极递减

方向：指示东西

关系：相互平行

度数：纬度（赤道0°，向北：北纬N，向南：南纬S