课题 第一章地球的运动第二节地球运动的地理意义 4
教学目标
教学目标： 1.运用教具，演示、归纳正午太阳高度随纬度不同和季节不同的变化规律 2.运用地球公转示意图和二分二至日太阳光照图，解释四季、五带的形成 3.运用归纳出的规律，解释生活中的现象和问题 教学重点： 1.运用教具，演示、归纳正午太阳高度随纬度不同和季节不同的变化规律 2.运用地球公转示意图和二分二至日太阳光照图，解释四季、五带形成的根本原因 教学难点： 1.归纳正午太阳高度随时间变化的变化规律 2.运用归纳出的规律，解释生活中的现象和问题
教学过程
时间 教 学 环 节 主要师生活动
1′ 导 入 同学们大家好，我是北京师范大学附属中学的单晟玮老师。今天我们一 起来学习高二地理选择性必修一，第一章第二节的地球运动的地理意义第四 课时。 这是 9 月拍的教学楼走廊的照片，阳光可以照到这个位置，你们觉得未 来两个月阳光照进来的位置会发生变化吗？如果会变，将怎么变，为什么会
有这样的变化？
15 ′ 新 授 课 想解释这个问题，我们先要了解一个概念，什么是太阳高度？根据这张 照片，我们可以还原太阳光线，这是地面，太阳光线与地面之间的夹角叫做 太阳高度。太阳高度的实质是一个二面角，也可以称它为太阳高度角。 在你的印象里，从日出到正午再到日落，在这一天中，太阳高度是否发 生了变化？是怎样变化的？（从日出到正午，太阳高度变大，再到日落，太 阳高度又变小）一天之中，正午 12 点的太阳高度是最大的，我们把它称为正 午太阳高度。
虽然太阳高度一天中是不断变化的，但正午太阳高度一定是该地一天中 的最大值，所以我们将它作为研究对象。 在地球表面上怎么表示某地正午太阳高度？ 太阳光是平行光线，我手里的箭头代表了其中的一束——直射光线，此 时太阳直射在赤道上，直射点所在的这条经线正处在正午时刻，我用线标注 出来了。（在地球仪上指出）我们以直射点为例，它的正午太阳高度怎么表示 呢？过直射点做球的切面，太阳光线与切面的夹角就是这个地点的正午太阳 高度，我们能看到是 90 °。 我们要探讨正午太阳高度的变化规律，在球面上不好观察，所以老师制 作了一个动态的教具。教具已经在资料包中了，它由两部分组成，一部分是 白色的地球底图。另一部分是 A4 纸上的平行线，我们用它来代表太阳的平行 光线，其中这条最粗的线代表直射光线。 同学们把地球底图放在 A4 纸上面，像老师 ppt 上展示的这样，然后在我 标红点的位置，用钉子将两张图固定住，同时要保证地球可以转动。这样我 们的教具就做好了。 那在这个平面上怎么表示某地正午太阳高度？此时太阳直射赤道，我们 先要找哪条经线代表正午 12 点？就是这条直射点所在的经线。我们以 A 为例 来画它的正午太阳高度。这是太阳光线，过 A 点做圆的切线。太阳光线与切 线的夹角就是 A 地的正午太阳高度。 大家试着在教具上画出此时南回归线的正午太阳高度。 这是答案，你画对了吗？
因为在图中处于正午的各点在同一条经线上，所以我们就利用这个教具 来探究同处于正午的各点，正午太阳高度的变化规律，并由此归纳全球各地 正午太阳高度的变化规律。由于正午太阳高度随着时间和空间都会发生变化，
那我们就需要固定其中一个因素，看正午太阳高度随另一个因素的变化规律。 先来看探究活动一：同一时刻，不同地点正午太阳高度的差异 老师在地球上选取了 4 个地点 A、B、C、D，A 在北回归线以北，B 在北 回归线和赤道之间，C 在赤道和南回归线之间，D 在南回归线以南。 我们分别画出二分二至日时 A、B、C、D 四个地点及直射点的正午太阳高 度。 大家边画图，边完成这个表格。 （录视频：春秋分） 我们先来看春分日。此时太阳直射赤道，这是赤道的正午太阳高度，为 90°。然后我们依次画出A、B、C、D四地的正午太阳高度。同学们在画的过 程中注意比较这四个地点正午太阳高度的大小。直射点的正午太阳高度最大， 其次是离直射点比较近的B、C两地，大小差不多，再然后是A地，D地离直 射点最远，正午太阳高度最小。那北极点的正午太阳高度呢？是0°。它和A 地之间的地点正午太阳高度又是怎么变化的？我们在A和北极点之间再找一 个地点E，它的正午太阳高度应该比A小，比北极点大。我们不难发现，在 春分日，离赤道越近，正午太阳高度越大。秋分日，太阳也是直射赤道，变 化规律是一样的。 春秋分日，太阳直射赤道，赤道的正午太阳高度为 90 ° , 正午太阳高度 由赤道向南北两侧递减。 我们通过这张图的数据验证一下，春分日和秋分日，太阳直射赤道，赤 道的正午太阳高度为 90 ° 。我们看南北回归线，这两个地点离直射点的距离 相同，所以正午太阳高度减少的幅度也是相同的。 由赤道向南北两侧，离直 射点越来越远，正午太阳高度依次递减。 我们再来画夏至日。 （录视频：夏至日） 夏至日，太阳直射北回归线，这是北回归线的正午太阳高度，为90°。 然后我们依次画出A、B、C、D四地的正午太阳高度。同学们边画边注意观察， 从北回归线向B、C、D三地，正午太阳高度有怎样的差异？我们可以看出， 正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。 同学们还可以用相同的方法探究一下冬至日正午太阳高度的纬度变化 （边演示边解释） 这是答案，看看你填对了吗？ 我们再通过数据验证一下，夏至日和冬至日，直射纬线分别是北回归线、 南回归线，它们的正午太阳高度为 90 ° , 由直射纬线向南北两侧，离直射点
越来越远，正午太阳高度依次递减。 正午太阳高度随纬度不同的变化能不能提炼成一句话？我们看，每个时 刻，正午太阳高度达到 90 ° 的纬线都是直射纬线，因此我们就可以提炼为： 直射纬线正午太阳高度为 90 ° , 正午太阳高度从直射纬线向南北两侧递减。 也就是离直射点越近，正午太阳高度越大，反之，则越小。
说完了正午太阳高度随纬度不同的变化规律。 我们再利用手中的教具，完成第二个探究活动：同一地点，不同季节正 午太阳高度的差异。我们分别描述从春分日到次年春分日，A、B、C、D 四地 正午太阳高度如何变化。一年中一个地点的正午太阳高度是不断变化的，所 以我们只需要把二分二至日及直射时的正午太阳高度画在图上就可以了，并 且要标注时间。同时还要注意，变化过程中的转折时刻要特别标注，也就是 什么时间正午太阳高度达到最大值，什么时间正午太阳高度达到最小值。 我们先来看 A 地。 （录视频：A） 春分日，太阳直射赤道，这是A地的正午太阳高度，从春分日—夏至日， 太阳直射点向北移动，我们转动太阳平行光线，A离直射点越来越近，正午 太阳高度逐渐增大；夏至日，太阳直射北回归线，这是A的正午太阳高度， 此时它离直射点最近，正午太阳高度达到一年中的最大值；夏至日—冬至日， 太阳直射点南移，A离直射点越来越远，正午太阳高度逐渐减小；冬至日， 太阳直射南回归线，这是A的正午太阳高度，此时它离直射点最远，正午太 阳高度达到一年中的最小值；冬至日—次年春分日，太阳直射点北移，A离 直射点越来越近，正午太阳高度逐渐增大。 这是A地，不同季节正午太阳高度的变化。A位于北温带，那位于南 温带的D地，和A地位置类似，它的正午太阳高度是怎样变化的？同学们可 以用同样的方法，尝试着描述一下。 这是答案，你描述对了吗？ 我们来看，夏至日时，北温带的正午太阳高度达一年中的最大值，此时 南温带呢？达到一年中的最小值。因为在夏至日之后，太阳直射点将向南移 动，此时是它离直射点最远的时刻。 我们再来看 B 地。 （录视频：B） B地和A地相比有一个不同之处，它位于热带，一年中有两次太阳直射 现象，这对它的正午太阳高度有什么影响？我们来探究一下。
春分日，太阳直射赤道，这是B地的正午太阳高度，从春分日—直射B 地时，太阳直射点向北移动，B离直射点越来越近，正午太阳高度逐渐增大； 直射B地时，这是它的正午太阳高度，达到一年中的最大值90°; 从直射B 地时—夏至日，太阳直射点继续向北移动，B离直射点越来越远，正午太阳 高度逐渐减小；夏至日，太阳直射北回归线，这是它的正午太阳高度；从夏 至日—直射B地时，太阳直射点向南移动，B离直射点越来越近，正午太阳 高度逐渐增大，直至直射B地时达到最大，为90°; 从直射B地时—冬至日， 太阳直射点继续向南移动，B离直射点越来越远，正午太阳高度逐渐减小； 冬至日，太阳直射南回归线，这是B的正午太阳高度，此时它离直射点最远， 正午太阳高度达到一年中的最小值；冬至日—次年春分日，太阳直射点向北 移动，B离直射点越来越近，正午太阳高度逐渐增大。（边演示边解释） 这是 B 地，不同季节正午太阳高度的差异。C 地和 B 地位置类似，也位 于热带，有太阳直射现象。同学们可以用同样的方法去描述。 我们发现，热带地区有两次直射，因此正午太阳高度有两次最大值。 我们通过刚才的探究，可以看出，在北回归线及其以北的纬度带，正午 太阳高度夏至日达最大值，冬至日达到最小值；在南回归线及其以南的纬度 带，情况正好相反。在南北回归线之间，一年有 2 次最大值，发生在直射时。 这是在同一个地点，正午太阳高度随季节不同的变化规律。 老师现在考考你，你能不能在这张示意图中画出不同时间正午太阳高度 的极值分布范围？ 夏至日，太阳直射北回归线。你来观察一下，全球哪些地方，这一天离 太阳直射点最近？因为北回归线是太阳直射点的最北端，因此北回归线及其 以北地区，在这一天离直射点最近，也就是正午太阳高度最大。 夏至日之后，太阳直射点开始向南移，对于赤道及其以南的地区，这一 天它离太阳直射点最远，也就是正午太阳高度最小。 冬至日，太阳直射南回归线。全球哪些地方，这一天离直射点最近？南 回归线及其以南地区。因为南回归线是太阳直射点的最南端，因此南回归线 及其以南地区，正午太阳高度最大。 对于哪些地区而言，这一天它离直射点最远呢？赤道及其以北地区。因 为冬至日之后，太阳直射点开始北移，对于赤道及其以北的地区，这一天它 离直射点最远，正午太阳高度最小。 我们现在学完了正午太阳高度的变化，你能试着回答我们刚一上课时提 出的问题吗？这是 9 月拍摄的照片，你觉得未来两个月阳光照进来的位置会
发生怎样的变化呢？照进来的面积会变大。你能试着画一画 11 月照射进来的 阳光么？ 11 月，太阳直射点向南移动，我们距直射点的距离越来越远，正午太阳 高度变小，所以照射进来的阳光应该是这样。
这节课我们探究了正午太阳高度随纬度不同和季节变化而有规律地变 化。上节课学习了昼夜长短随纬度和季节的变化规律，那为什么要探究它们 的变化规律呢？ 因为昼夜长短会影响地面得到太阳辐射量的多少，昼越长，地面获得的 太阳辐射量越多，昼越短则相反。 正午太阳高度会对地面得到太阳辐射量的多少有影响吗？这是直射时阳 光照射到的面积，当正午太阳高度减小，同样多的阳光照射在更大的面积上， 单位面积获得的太阳辐射越少。原来，正午太阳高度会影响太阳辐射的强弱。 （手电筒演示） 8 月军训时，大家大汗淋漓，到了 12 月，咱们国家的东北地区冰天雪地， 你能试着从昼夜长短变化和正午太阳高度的变化解释吗？有的同学说了，8 月北半球昼长夜短，且正午太阳高度大，地面得到的太阳辐射量大，人们感 觉热。12 月相反。 没错，以北半球为例，夏季白昼最长，正午太阳高度最大，地面得到太 阳辐射最多，人们觉得热；冬季白昼最短，正午太阳高度最小，地面得到太 阳辐射最少，人们觉得冷。而春、秋季，处在夏、冬的过渡季节，太阳辐射 居中，温度适中。 这是对同一地点来说， 由于不同时间昼夜长短、正午太阳高度的组合， 有了四季的更替。 这是天文意义上的四季，6 月应该最热，但我们实际感受到的与此并不 完全一致，为了使季节与气温年内变化相符合，北温带的许多国家在气候统 计上把 3、4、5 三个月划为春季，6、7、8 三个月划分为夏季，9、10、11 三 个月划分为秋季，12、1、2 三个月划分为冬季。 在冬季中有个著名的节日，12 月 25 日的圣诞节，我们印象中的圣诞老 人是美国这样的，但同样在这一天，南半球澳大利亚的圣诞老人却这样穿着， 你能解释一下吗？ 12 月 25 日，北半球是冬季，南半球是夏季。昼夜长短和 正午太阳高度的组合状况相反。
同一时间，由于纬度不同，昼夜长短和正午太阳高度的组合也不同，世 界各地获得的太阳辐射不同，我们据此划分了五带。 南北回归线之间，有直射现象，地面得到的太阳辐射量大，为热带；北 极圈及其以北和南极圈及其以南，有极昼、极夜现象，地面得到的太阳辐射 量小，北半球的叫北寒带，南半球的叫南寒带；极圈到回归线之间，既无直 射，又无极昼极夜现象的，北半球叫北温带，南半球叫南温带。
3′ 课 堂 小 结 这是我们本节课所讲的内容。昼夜长短、正午太阳高度为什么会有这样 的变化规律？ 在前面讲地球运动时说过，地球自转、公转分别产生了赤道面和黄道面， 由此产生了黄赤交角，才有了太阳直射点的回归运动。随着直射点的移动， 昼夜长短和正午太阳高度才会发生变化，进而产生了四季和五带。 正是由于地球所处的宇宙环境，它的这些运动特征，才有了昼夜长短、 正午太阳高度的变化规律，它们不同的组合又形成了四季、五带，我们才能 同样在北京，同样在银杏大道，看到它秋冬与春夏的不同美景， 世界各地才能同时存在着雨林、红叶与雪景。这些不同的自然环境进而 又会影响我们的日常生活。 这就是我们学习地球运动的意义所在。课题 地球运动的地理意义（第三课时）
教学目标
教学目标 ：1.学会在光照示意图中判读昼夜长短 2.结合太阳直射点的回归运动，观察并归纳昼夜长短的空间和时间变化规律 教学重点 ：结合太阳直射点的回归运动，观察并归纳昼夜长短的空间和时间变化规律 教学难点 ：1.结合太阳直射点的回归运动，观察并归纳昼夜长短的空间和时间变化规律 2.学会在光照示意图中判读昼夜长短
教学过程
时间 教 学 环 节 主要师生活动
导 入 【自我介绍】各位同学大家好，我是北京师范大学附属中学的唐群老师， 今天我将与大家一起学习，地球运动的地理意义第三课时。 【提问】同学们，你们知道这两张图片展示的是什么吗？ 【讲解】对，是天安门广场的升旗仪式，我们都知道，天安门广场每天 都进行升、降旗仪式，但升降旗的时间并不是每天都一样的，例如：9 月 10 日 5:50 升旗、18:32 降旗，10 月 10 日 6:19 升旗、17:44 降旗。 【提问】你知道这是为什么吗？ 【讲解】有同学说，这是因为天安门升降旗时间是与当天日出、 日落时 间一致的。这也就说明每天的白昼和黑夜时间是变化的。提到昼夜的变化我 相信各位同学，都能说出不少心得体会。 【提问】那你知道每天的昼夜长短到底会怎么变化么？为什么 9 月 10 日 昼长时间大于 12 小时，而 10 月 10 日的昼长时间就小于 12 小时呢？有什么 规律么？
昼 夜 长 短 的 【讲解】要研究昼夜长短变化规律，我们要先学会判断昼夜长短的方法。 在第一课时的学习中，我们讲到了晨昏线将地球表面划分成昼夜两个半球， 由于地球不停地自西向东自转，地球表面的昼和夜不断交替。 我们先来看图 2，图 2 中，晨昏线将纬线圈划分成了两个半圆，红色的弧 线，处于白昼，称为昼弧；黑色的弧线，处于夜晚，称为夜弧。在地球自转
判 断 依 据 特点的学习中，我们知道了： 同一条纬线，地球自转的线速度相同，所以我 们可以通过比较昼弧和夜弧的长度，来判断白天和夜晚时间的长短。即昼弧 越长，则白昼时间越长；夜弧越长，则夜晚时间越长。 图 2 中，A 点所在纬线的昼弧比夜弧长，所以这条纬线上的白昼时间更长。 从图 2 到图 1 的转换，是我们第一节课讲过的立体图到平面图的转换，我们 已经很熟悉了。 【提问】 以昼弧为例，从图 2 到图 1，昼弧的长度有什么变化？ 【讲解】对，图 2 中用虚线表示出的昼弧，在图 1 中是看不到的，所以 图 1 中的昼弧长度其实是图 2 的一半。 【提问】那我们还可以在平面图中继续用昼弧和夜弧的长度来判断昼夜 时间的长短么？ 【讲解】是可以的，因为夜弧和昼弧的长度都是实际长度的一半，是半 个白昼或半个夜晚的时间，所以，我们依然可以，用这两段线段的长度判断 昼夜长短。以 A 地为例，A 地的昼弧长于夜弧，所以 A 地的白昼时间更长。 现在，我们学会了如何判断一条纬线上的昼夜长短。 【提问】那如果是不同纬度之间比较白昼时间呢？A 地和 B 地，谁的白昼 时间更长？ 是不是 B 的昼弧长就表示 B 地白昼更长？有同学表示不同意见 吗？B 点整条纬线跨越的经度是 180 ° , 它被图中的经线等分成了 6 部分，每 条经线间隔多少度呢？ 【讲解】对，每条经线的间隔是 30 ° , 所以每条经线地方时相差 2 小时， B 点红色昼弧的长度是 6 小时。 【提问】那 B 点的昼长是多长时间呢？是 6 小时么？ 【讲解】红色的昼弧是半个昼长的时间，所以 B 地的昼长是 12 小时。 现在我们再看 A 地，虽然 A 地的昼弧长度比 B 地的短，但 A 地的昼长很 明显超过一半，A 地昼弧跨过了 150 个经度，所以 A 地的昼长是 20 小时。 说明比较不同纬度的昼长时，不能直接比较昼弧的长度，我们要比较昼 弧占所在纬线圈的比例，谁的比例更大， 白天就越长。 【提问】这样的昼夜分布状况仅仅代表某个特定的日子，其他时间 A 地 的昼夜长短会发生变化吗？
回 顾 地 球 公 转 【提问】各位同学还记得太阳光线与晨昏线所在平面的位置关系么？ 【讲解】对，它们始终保持垂直关系。 【提问】我们一起来看一段动画，在地球绕太阳公转的过程中，晨昏线 是如何随太阳直射光线摆动的？ 【讲解】冬至日，太阳直射点位于南回归线。这一天过后，太阳直射点 由南回归线开始缓缓向北移动。春分日，太阳直射点位于赤道。这一天过后， 太阳直射点继续向北移动，到达北回归线时是夏至日。 自此，太阳直射点开 始向南移动，秋分日当天，太阳直射点再次回到赤道。而后，太阳直射点继 续向南移动，再回到南回归线时，就完成了一次回归运动，是一个回归年。 通过观察，我们发现在地球公转过程中， 由于太阳直射点在南北回归线 之间有规律地运动，晨昏线也随之发生摆动，晨昏线与地轴的夹角在不断变 化，全球的昼夜长短也在不断变化。
昼 夜 长 【提问】我们先看春分日这一天，此时太阳直射点位于赤道，请大家观 察晨昏线与地轴的位置关系？ 【讲解】对，完全重合。
短 变 化 规 律 我们先画出 A 地和 B 地，也就是北回归线和北极圈的昼弧和夜弧。 【提问】各位同学画好了么？我们来看一下屏幕，屏幕中的北回归线和 北极圈上，红色线段与黑色线段长度相等。说明了什么？ 【讲解】说明这两个纬度上的昼夜时间是相等的。 【提问】各位同学还可以继续画出其他纬度的的昼弧和夜弧，看看它们 是否都是等长的呢？ 【讲解】我们发现，春分日当天，所有纬度的昼弧和夜弧长度都相等。 说明当晨昏线与地轴重合时，全球各地白天和夜晚一样长，均为 12 小时。 【提问】除了春分日，还有哪一天也是昼夜等长呢？ 【讲解】对，还有秋分日。所以春秋分日全球的昼夜长短状况非常特殊， 是昼夜平分。 我们在公转示意图上，总结春分日当天的昼夜状况，是全球昼夜平分。 【提问】同学们再想一想，春分，这个节气的名称由来，与昼夜长短有 没有关系 【讲解】西汉思想家董仲舒，在《春秋繁露·阴阳出入上下》中提到： “春分者，阴阳相半也，故昼夜均而寒暑平。 ”说明昼夜平分一天的特点， 也是这个节气得名的原因之一。 【提问】那春分日过后全球昼夜长短会如何变化呢？关键看什么？ 【讲解】还是看直射点的移动，它的移动会影响晨昏线的位置。我们以 北半球的北回归线和北极圈为例，也就是图中的 A、B 两地，观察并总结一年 中北半球昼夜长短的变化规律。 【提问】一段时间过后，直射点来到这个位置，晨昏线的位置呢？ 【讲解】晨昏线依然与太阳光线保持垂直，与地轴出现一个夹角。各位 同学，请画出 A 地和 B 地的昼弧和夜弧，我们先来看 A 地的昼夜长短情况。 对，A 地昼长于夜。 【提问】我们再看看 B 地呢？ 【讲解】B 地也是昼长于夜。 【提问】我们再任意找两个纬度，看看它们的昼夜是如何分布的。 【讲解】同样是昼长夜短。因此，我们可以推断，春分日过后北半球各 地白昼时间都开始变长，由昼夜等长变成昼长夜短。 【提问】现在，太阳直射点继续向北移动，最北可以到达哪条纬线呢？ 对应的是二分二至中的哪一天？ 【讲解】对，直射点最北可以到达北回归线，是夏至日。 【提问】观察这个过程中晨昏线与地轴的夹角有何变化？ 【讲解】晨昏线与地轴的夹角变大了。 【提问】我们继续画出 A、B 两地的昼弧和夜弧。北回归线的昼弧和夜弧 画好了，但有些同学在画北极圈昼弧夜弧时遇到了问题。什么问题呢？夜弧 不见了，全都变成了昼弧。如果再往北走呢？同样都是昼弧，没有夜弧。说 明什么？ 【讲解】说明整个北极圈及其以北地区一天 24 小时都处在昼半球，称为 极昼。 【提问】那么生活在这些地区的居民他们会看到什么景象？ 【讲解】他们一整天都可以看到太阳，太阳不落山了。 【提问】同学们继续观察，夏至日过后，直射点开始调头向南移动，晨
昏线呢？它会怎么摆动？ 【讲解】对，它也往回摆动了。我们发现它与地轴的夹角开始变小了。 【提问】北极圈还会有极昼现象吗？ 【讲解】不会了，这一天过后北极圈的极昼现象消失了。也就是说， 白 昼时间开始变短。 【提问】还有地区有极昼现象么？ 【讲解】北极点附近还存在极昼现象，但这样的地区范围在缩小。 【提问】那北半球其他纬度的昼长时间会如何变化呢？ 【讲解】对，其他地区的白昼时间也都在不断变短。所以夏至日那一天， 北半球昼最长，夜最短，北极圈及其以北出现极昼。夏至日至秋分日，北半 球昼长夜短，大部分地区的昼变短，北极附近的极昼范围开始变小。 现在，我们一起在公转示意图上总结北半球从春分日到秋分日昼夜长短 的变化规律。 春分日当天，全球昼夜平分。 春分日到夏至日期间，北半球昼长夜短，昼渐长、夜渐短。 夏至日，北半球达一年中昼最长、夜最短，北极圈及其以北出现极昼。 夏至日过后，北半球依然昼长夜短，但昼开始变短、夜开始变长。 【提问】秋分日呢？同学们能自己推断了吗？ 【讲解】与春分日相同，秋分日当天，晨昏线与地轴重合，全球昼夜时 间等长。 【提问】秋分日过后，随着直射点继续向南移动，晨昏线如何摆动呢？ 【讲解】对，晨昏线开始向这一侧摆动，和地轴之间的夹角逐渐变大。 【提问】北半球昼夜长短如何变化呢？ 【讲解】北半球的白昼时间继续变短。 【提问】从夏至日开始我们的白昼时间就在不断减少，秋分日过后，我 们的昼夜比例有变化么？ 【讲解】对，秋分日之前，北半球是昼长夜短，但是秋分日之后，就变 成昼短夜长了。好，同学们和老师一起总结： 秋分日到第二年的春分日，是北半球的冬半年。 秋分日，昼夜平分。 秋分日到冬至日期间，昼短夜长，但昼变短，夜变长 【提问】同学们可以推测一下，随着直射点继续向南移动，哪天北半球 的白昼时间最短呢？ 【讲解】对，就是冬至日这一天。请同学们画出 A、B 两地的昼弧夜弧。 【提问】我们再看北极圈，冬至日这一天，北极圈及其以北出现了什么 现象？ 【讲解】冬至日当天，北极圈及其以北地区，昼弧消失了，满满的都是 夜弧，24 小时都是黑夜。 【提问】回忆夏至日当天，北极圈及其以北地区出现了极昼现象，对比 极昼现象，这应当称为什么现象呢？ 【讲解】对，这称为极夜现象。 【提问】冬至日过后，直射点会向哪移动？晨昏线如何运动呢？ 【讲解】直射点会向北移动，晨昏线与地轴夹角逐渐减小。 【提问】北半球的昼夜长短应该如何变化？
【讲解】对，冬至日过后，北半球白昼开始增长，黑夜开始变短 【提问】北半球极夜的范围呢？ 【讲解】冬至日过后，范围开始减小。直至次年的春分日晨昏线再次与 地轴重合，全球昼夜平分。好，同学们和老师一起总结： 冬至日，直射点位于南回归线，北半球昼最短。 冬至日过后，直射点开始向北移动，北半球昼短夜长，但昼渐长。 至次年春分日，直射点再次回到赤道，昼夜再次平分，这就是一年中北 半球昼夜长短的变化。 【提问】前面我们观察的是北半球的昼夜长短变化，南半球怎么变化？ 【讲解】对，南半球与北半球的昼夜长短变化恰好相反，比如，北半球 的冬至日是南半球的夏至日，北半球冬至日时，南半球昼最长，夜最短，南 极圈及其以南出现极昼。 【提问】直射点在地球表面做回归运动时，晨昏线也在不断摆动，但有 一条纬线的昼弧夜弧长度一直没有变化，你找到了么？ 【讲解】对，就是赤道。 【提问】那赤道的昼夜长短会有变化么？ 【讲解】非常好，赤道的昼夜长短是固定不变的，全年昼夜平分。 【提问】请同学们再看动画说一说，哪段时间内，北半球昼长夜短呢 【讲解】对，从春分日开始到秋分日。 【提问】这段时间内直射点位于哪个半球呢？ 【讲解】对，位于北半球。 【提问】当直射点位于南半球时，哪个半球昼长夜短呢？ 【讲解】很好，是南半球。 【提问】你发现什么规律了么？ 【讲解】对，直射点所在的半球是昼长夜短。 【提问】那么，当直射点在北半球时，北半球的昼长随纬度是如何变化 的呢？有些同学说，纬度越高昼越长，这种说法严谨么？ 【讲解】不要忘了极昼现象，所以应当这样总结：直射点所在半球昼长 夜短，纬度越高，昼越长，夜越短，至极点四周为极昼。 【提问】冬至日到次年的夏至日，这段时间内直射点是如何运动的呢？ 北半球的的白昼时间如何变化？ 【讲解】非常好，直射点向北移动时，北半球的昼变长，夜变短。 【提问】那直射点向南移动时，哪个半球的昼变长夜变短呢？ 【讲解】对，南半球 至此我们总结了，昼夜长短变化的三条规律。 1、赤道地区全年昼夜平分 2、直射点所在半球昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短，至极点四周 为极昼。 3、直射点向哪个半球移动，哪个半球的昼变长，夜变短。
昼 夜 长 短 【提问】讲到现在我们不仅掌握了昼夜长短的判断方法，也了解了昼夜 长短的变化规律，这会对我们产生哪些影响呢？ 【讲解】对，会影响我们日常生活的作息，例如开始提到的天安门广场 的升旗时间。
变 化 的 影 响 【提问】你现在能说说为什么 9 月 10 日昼长时间大于 12 小时，而 10 月 10 日的昼长就小于 12 小时了么？ 【讲解】9 月 23 日前后是北半球的秋分日，秋分日过后直射点越过赤道 向南移动，北半球由昼长夜短变为昼短夜长，所以 10 月 10 日，北京的昼长 小于 12 小时。 高一的学习中我们知道了，太阳辐射给我们提供了生存所需要的光和热， 当春分日过后，北半球日出时间越来越早， 日落时间越来越晚，这就是我们 生活中说到的“天越来越长了 ”。北半球各地接受到太阳辐射的时间变长， 获得的光和热也增多,气温逐渐升高；而秋分日过后，太阳直射点越过赤道向 南移动，北半球昼短夜长，且白昼时间不断变短，人们就感觉天越来越短了， 天气也逐渐变凉。 种变化也会影响我们的农业生产，北半球高纬地区的国家，在冬半年中， 每天的光照时间非常短暂，所以为了保证农作物的产量，他们会利用科技手 段增加农作物的光照时间。 不仅如此，昼夜长短甚至已经影响到了人们的身心健康。 冰岛的环境十分的优美，有许多独特的美景，受世界各地游人的青睐。 但到了冬半年，当地的居民却经常由于看不到太阳而心情低落。这是由于冰 岛位于北极圈边缘，冬半年冰岛的白天短，夜晚长，光照都不足四个小时。 当地居民为了最大化的利用阳光，建筑设计以光亮为中心，多采用高大敞亮 的落地玻璃，户外设置有模拟自然光的人工照明，这些做法都是为了能够多 感受到一点阳光的热度。 课后同学们可以记录下每天日出日落的时间，体会你所在地区昼夜长短 的变化，今天的课就上到这里，再见！课题 第一章地球的运动第二节地球运动的地理意义 2
教学目标
教学目标： 1.运用时区图，进行区时的计算 2.运用实验，理解地转偏向力的方向和大小 3.运用所学知识，解释生活中的现象和问题 教学重点： 1.运用时区图，进行区时的计算 2.运用实验，理解地转偏向力的方向和大小 教学难点： 1.运用时区图，进行区时的计算 2.运用所学知识，解释生活中的现象和问题
教学过程
时间 教 学 环 节 主要师生活动
导 入 同学们大家好，我是北京师范大学附属中学的单晟玮老师。今天我们一 起来学习第一章第二节，地球运动的地理意义第二课时。 最早在美国每个城镇都会保留自己的地方时，并以此设置时钟，他们都 将太阳最高的时间作为当地的正午十二点。东边的波士顿比纽约早几分钟，
而西边的费城在纽约经历中午的几分钟之后才迎来自己的正午。在全国范围 内，每个城市都是如此，时间差不断累积，最终导致了明显的混乱。 1883 年 11 月 21 日，一位费城的债务人被命令在第二天上午 9:00 向波士 顿法庭报告，结果他在费城时间 8 点 48 分时出现在了法官面前，但法官裁定 他是在 9 点以后到达，因此判定他违约了。你能试着用上节课所学的知识解 释一下吗？没错，因为波士顿在费城东边，相差 4 ° , 经度每隔 1 ° , 地方时 相差 4 分钟，波士顿比费城的时间快 16 分钟，所以费城 8 点 48 分时，波士 顿已经 9 点 04 分了。
新授课 可见，如果世界各地都用未经协调的地方时，就会给人们带来很多不便， 甚至在不同地区合作时产生误会。 而且全球有无数条经线，就有无数个地方时，为了照顾到各地区的使用 方便，又使其他地方的人容易将本地的时间换算到别的地方时上去，就出现 了我们今天要学习的全球时区。 1884 年，在美国华盛顿召开的，国际经度会议决定，将地球表面按经线 从东到西，划成一个个区域，区域内使用同一个时间。这些区域就是我们所 说的“时区 ”，它们使用的同一个时间就是“ 区时 ”。一天有 24 小时，所以我 们将全球分为 24 个时区，那每个时区的经度范围有多大？ 每个时区跨经度 15 °。 下面请同学们观察这张图，咱们一起来看看全球时区的分布。 我们以 0 °经线为基准，向西 7.5 ° , 向东 7.5 ° , 这 15 个经度范围内的 区域为中时区，或者叫零时区。也就是图上相邻两条虚线之间的区域。向东 每隔 15 °依次划分出东一区、东二区……一直到东十二区，向西每隔 15 °依 次划分出西一区、西二区……一直到西十二区。 请大家数一数现在有多少个时区？中时区以西是十二个，以东是十二个， 再加上中时区，现在已经有 25 个时区了！这是因为东十二区和西十二区各跨 经度 7.5 ° , 我们就把它们合为一个时区，为东西十二时区，这样全球共划分 出了二十四个时区。这里大家要注意，180 ° 以西为东十二区，180 ° 以东为 西十二区。 但一个时区跨越了 15 个经度，区域内东端和西端的人看到太阳升起的时 间最多相差 1 小时，那我们以哪条经线的地方时作为区时更合适呢？应该是 一个时区中间的那条经线，也就是 0 ° 、东西经 15 ° 、东西经 30 °等这些经 线，它们称为这个时区的中央经线，每个时区的区时就是这些中央经线的地 方时。比如伦敦所在的中时区的区时，就是 0 °经线的地方时，我们也称它为
世界时。 相邻两条中央经线相差 15 ° , 时间相差 1 小时，因此相邻两个时区的区 时相差 1 小时。东边时区的区时比西边时区的区时要早，即东早西迟，假设 现在中时区为 12 点，那么东一区在东边一个时区，就是 13 点，那西一区呢？ 在西边一个时区，就是 11 点，在时间计算上就是东加西减。 我们现在出现了两个容易混淆的概念，时区、区时，大家要区分一下。 时区，是以 0 °经线为基准，向东、西各 7.5 ° , 组成中时区，每隔 15 °划分 一个时区，全球共分为 24 个时区，它代表的是区域；每个时区都以本区中央 经线的地方时作为全区通用的时间，称为区时，它代表的是时间。这部分在 教材上第 8 页，大家可以把它划下来。 老师现在来考考你，今年的 7 月 15 日，2022 年卡塔尔世界杯赛程公布， 揭幕战将于当地时间 2022 年 11 月 21 日 13 时开球，假设你在北京，作为球 迷的你应该在何时观赛呢？ 想回答这个问题，咱们得先在图上找找卡塔尔位于哪个时区。对了，在 东三区。北京位于东八区，咱们来数一数，两地间相隔 5 个时区，也就是相 差 5 个小时。因为北京在卡塔尔东边，也就是比它早 5 个小时，我们应该用 13 加 5，所以咱们要在 2022 年 11 月 21 日 18 时观赛。你算对了吗？ 如果是华盛顿的球迷呢？我们看到它在西五区，卡塔尔位于东三区，咱 们数一下，两地间相隔 8 个时区，就是相差 8 小时。因为华盛顿在卡塔尔西 边，也就是比它迟 8 个小时，我们应该用 13 减 8，他们要在 2022 年 11 月 21 日 5 时观赛。 实际上，世界各国不是完全按照时区计时的，很多国家面积较大，跨多 个时区，如果使用每个时区计时的话，就会存在多个时区的换算。因此他们 会根据本国的具体情况，在分区计时的基础上，采用一些特别的计时方法。 例如，有的国家为了国内各地，联系方便，统一采用首都所在地的区时，像 中国，领土共跨越 5 个时区，为了方便各个地区间的联系和协调，全国统一 采用，北京所在的东八区的区时，也就是东经 120 ° 的地方时，这就是我们常 说的北京时间。 但这样，对于远离东八区的地区来说，北京时间不能很好地体现太阳光 照的情况，而咱们的作息安排是和地方时紧密联系的。比如我们上节课提到 的乌鲁木齐，我们找到它，在东六区，与北京有 2 个小时的时差。当北京时 间 8 点时，东六区刚刚 6 点。可见，除东八区之外的其他时区，太阳光照情 况都同它有一定的差异，并且距东八区越远，这种差异就越明显。因此，他
们就会调整作息时间来适应这种差异。所以乌鲁木齐第二十中学的同学们 9:15 才开始第一节课，而在 18:00 结束最后一节课。 还有一些国家，根据领土跨越经度广的实际，不同的时区分别采用不同 的区时作为标准时间，像美国本土由东到西包括西五区至西八区 4 个时区。 这 4 个时区分别采用本时区的区时作为标准时间，分别称为东部时间、中部 时间、山地时间和太平洋时间。
下面咱们来看教材第 10 页，活动栏目的练习 2。 一艘游轮航行在太平洋 上，船上有一位怀了双胞胎的孕妇临产。航行到 180 °经线附近海域时，老大 出生了，当时是 2018 年 1 月 1 日。接着，老二出生了，出生日期却是 2017 年 12 月 31 日。这是怎么回事儿？ 我们发现 180 ° 附近有一条国际日界线，细心的同学会看到这张图里有两 条国际日界线，其实它只有一条，这张图是沿国际日界线展开，重复画了一 遍。 日界线，顾名思义就是日期的界限，这条线的两侧， 日期不同。那为什 么会出现国际日界线呢？ 我们现在假设 0 °经线此时是 9 月 2 日的 0 点，那 180 °是几点？有的同 学说，从 0 ° 向东到 180 ° , 应该加 12h，即为 9 月 2 日的 12 点，还有的同学 说，应该从 0 ° 向西到 180 ° , 应该减 12h，即为 9 月 1 日的 12 点。我们发现， 用不同的算法，使得同一条经线，时间没变，却处在不同的日期上，这个问 题你们觉得要怎样解决呢？ 对，我们可以人为规定一条分界线，使得自西向东过这条线的时候， 日 期减一天。那你们觉得在规定这条分界线时要注意什么问题呢？没错，要尽 可能少经过陆地。为了避免日期的紊乱，1884 年的国际经度会议规定了，原 则上以 180 °经线作为地球上“今天 ”和“昨天 ”的分界线，并把这条分界线 叫做“ 国际日界线 ”。东十二区和西十二区的区时相同，但日期相差一天。由 于在任何时刻，东十二区总比西十二区早 24 小时，所以自东十二区向东进入 西十二区，时间不变， 日期减少一天； 自西十二区向西进入东十二区，时间 不变， 日期增加一天。大家要注意，因为它是人为规定的，所以在日期的计 算上和自然时间的变化方向是相反的。 我们再来观察，国际日界线和 180 °经线吻合吗？不吻合，国际日界线并 不完全在 180 °经线上，而是稍有弯曲。这是为了穿过更少的国家和人口，以 免使得这些国家的日期混乱，因此避开了陆地。 同学们你们现在能解释这个现象了吗？没错，这艘游轮是从东十二区向
东进入西十二区， 日期减少一天，所以后出生的反而成了老大。
关于时差我们就学到这儿，那么地球自转还会带来哪些影响呢？咱们来 看一个故事。 1982 年，英国和阿根廷在大西洋的马尔维纳斯群岛附近，进行了著名的 马岛海战。海战中的目标基本都是点状的，因此炮火精度要求比陆上要高得 多，但奇怪的是，经过严格训练的英舰炮手发射的炮弹经常落在阿根廷战舰 船头的右方，而不能命中。这究竟是为什么呢？ 实际上， 由于地球自转，地球表面的物体，在沿水平方向运动时，其运 动方向会发生一定的偏转：在北半球向右偏转；在南半球向左偏转；在赤道 上没有偏转。 大家要注意，这里的左、右是指物体运动方向的左、右， 比如这个物体 在北半球向东做水平运动，那么它遵循北半球向右偏转，就是向南偏。我们 把促使物体水平运动方向产生偏转的力，称为地转偏向力。地转偏向力只改 变水平运动物体的运动方向，不影响其速度。 地转偏向力产生的原因很复杂，咱们就通过一个小实验，来对它有个更 直观的认识。 我们来看这个实验仪器，这是一个可以转动的圆盘，代表的极点俯视图。 这有一个斜坡，待会儿我会让小球沿着斜坡下滑。 首先，我们假设地球不自转，大家观察一下小球会怎么运动。（不自转视 频，正常速度+慢动作）我们可以看到，小球沿着这条直线运动，没有发生偏 转。 但实际上，地球在自西向东自转。如果这是北极点的俯视图，这个圆盘 应该逆时针转动。咱们依然让小球沿着斜坡下滑，大家想想小球的运动轨迹 应该是怎样的？（逆时针转动视频，正常速度+慢动作）我们可以看到，小球 的运动轨迹发生了偏转，是向右的。 那如果这是南极点的俯视图呢？ 圆盘应该怎样转动？对，应该顺时针转 动。大家想想小球的运动轨迹又会是怎样的？（顺时针转动视频，正常+慢动 作）我们可以看到，小球的运动轨迹向左发生了偏转。 这就是我们演示的地转偏向力对地表水平运动物体的影响。 同时还有一点我们要注意。纬度越高，地转偏向力越大，物体的偏转角 度越大。 我们来看这张图，以北半球为例，一个物体向北运动，纬度低的为 A1B1， 纬度高的为 C1D1，经过一定时间后，经线 L1 随着地球自转，转至 L2 的位置。
物体 A1B1，C1D1 也就相应地运动到 A2B2 和 C2D2。我们知道，经线指示南北 方向，这时，在 L2 位置上的人看来，物体 A2B2 的运动方向变化较小，而 C2D2 的运动方向已经明显地向右偏了。从图中我们能看出，纬度越高，物体的偏 转角度越大。南半球的情况类似，但偏转方向相反。 回到咱们刚刚说到的故事。英舰炮手训练时是在北半球，地转偏向力向 右，而这次的作战地在南半球，地转偏向力向左，他们正是忽略了南北半球 地转偏向力方向的不同，才会导致发射的炮弹经常不能命中。 其实地转偏向力带来的影响在我们的生活中随处可见。这两张图分别是 1990 年和 2016 年长江某河段的遥感影像图，咱们对比两张图，观察从 1990 年到 2016 年江中沙洲及两侧河道形态有何变化？试着说说在江中沙洲形态变 化的过程中，地转偏向力所起的作用是怎样的？ 没错，我们对比两张图可以看到，从 1990 年到 2016 年，沙洲的面积一 直在向北扩大，其北侧河道越来越窄，南侧河道越来越宽。那在这种变化的 过程中，地转偏向力所起的作用是怎样的？ 对，长江在北半球，且此河段是自西南向东北流，受地转偏向力的影响 向右，也就是向南偏转。因此沙洲的南侧河岸更易受侵蚀，河道越来越宽， 北侧河岸沉积作用更明显，河道越来越窄。当然，影响河道形态的因素还有 很多，地转偏向力只是其中之一。 那你觉得沙洲未来会发生怎样的变化呢？同学们可以在课下探究一下。 古人其实很早就观察到地转偏向力对地表水平运动物体的影响了。唐朝 诗人胡玢的《庐山桑落洲》中有这样两句“数家新住处，昔日大江流。古岸 崩欲尽，平河长未休。”用我们地理的语言解释就是 “在桑落洲上 , 那几家 新建农舍所在的地方 , 过去曾是滔滔长江流过的地方，长江水冲刷着古老的 江岸，年复一年。古老江岸的其中一侧都快崩塌完了，另一侧则不断沉积， 江水变浅，最后形成沙洲，沙洲不断增加，且没有停下来的趋势。 同学们，如果在河道平直的地方，仅考虑地转偏向力的作用，排除其他 因素的影响，你们觉得桑落洲上的这些农舍，应该在长江南岸还是北岸呢？ 为什么？对，应该在北岸，因为受地转偏向力的影响，长江北岸以沉积作用 为主，河流携带的泥沙大量堆积，更利于农耕。 先民们很早就懂得遵循自然规律，来安排自己的生产生活了。现代社会 虽然有发达的技术，但我们依然要顺应自然，比如在港口选址时，我们会选 择侵蚀岸还是沉积岸？没错，应该是侵蚀岸。因为侵蚀岸的河岸较陡，河床 较深，适合停靠较大的船只。因此，江河的港口或码头一般选择在河流的侵
蚀岸建设。 地转偏向力对自然界的很多运动也都有影响，比如风向，咱们在地理 1 学过在等压线图上绘制风向，近地面的风受水平气压梯度力、摩擦力和地转 偏向力的作用，高压指向低压，北半球向右偏转，南半球向左偏转。再比如 台风，我们知道台风是一种大气旋涡，而它之所以能成为旋涡，也是受到了 地转偏向力的影响。
小结 我们到目前为止，学习了昼夜交替、地方时、沿地表水平运动物体的运 动方向的偏转，这些都是地球自转产生的地理现象。 我们今天的课就上到这儿，同学们再见！课题 地球运动的地理意义（第一课时）
教学目标
教学目标 ：1.通过演示和读图，理解昼夜交替的形成原因，在示意图中判读晨昏线 2. 了解地方时基本概念， 掌握简单的时差计算方法 教学重点 ：理解昼夜交替的形成原因， 掌握昼夜半球 、晨昏线和地方时等基本概念 教学难点 ：晨昏线的判读，地方时的计算。
教学过程
时间 教 学 环 节 主要师生活动
导 入 各位同学大家好，我们今天学习的内容是地球运动的地理意义。 我们先欣赏一首由唐代著名诗人白居易创作的古诗《寄元九 自此后在渭 村作》中的前 4 句“晨鸡才发声，夕雀俄敛翼。昼夜往复来，疾如出入息。 ” 这几句古诗说的是早晨公鸡才报晓没过多久，就到了黄昏时分，鸟雀收了翅 膀，要归巢了。这是由于地球表面昼和夜在不断地循环往复，一天又一天， 过得太快了，诗人在感叹时光飞逝。 【提问】昼夜交替这种自然现象我们很熟悉，那它是怎么产生的呢？和 地球运动有什么联系呢？
昼夜 交替 【提问】要研究昼夜交替，我们首先来看看昼夜是怎么产生的？昼指“ 白 天 ”，夜指“夜晚 ”， 白天和夜晚是怎么产生的呢？ 【讲解】有同学可能已经开始抢答了：是由于地球在不停地自转，所以 产生了昼夜。 【提问】大家同意这种说法吗？我这里有一个地球仪，先让地球仪保持 静止不动，然后从远处有一束光照射过来，假定这束光代表太阳光，请大家 观察地球表面有没有昼夜之分？ 【讲解】通过老师的演示，大家能发现，即使地球不动，仍然有一部分 地表被照亮了，与此同时，见不到光的背面，是暗的。说明什么？说明地球 不运动，地表也能出现昼夜。昼夜的产生主要是由于地球本身是不透明的球 体。 在同一时间里，太阳只能照亮地球表面的一半，朝向太阳的半球是白昼， 称为“昼半球 ”，背对太阳的半球是黑夜，称为“夜半球 ”。 【提问】大家看屏幕中的地球照片，请判断太阳是从哪一侧照过来的呢？ 【讲解】右侧，因此，右面的一半被照亮，是“昼半球 ”，左面的一半 见不到阳光，是“夜半球 ”。 【提问】我们读图还可以看出，昼半球与夜半球之间有一条分界线，这 条分界线叫什么？有什么特点？ 【讲解】大家想一想， 白天即将结束，夜晚将要来临的过渡时段我们称 之为什么？ 白天快结束了，是不是就到黄昏了？太阳初升，天光逐渐放亮， 也就是清晨。因此，人们把昼夜半球之间的分界线称为“晨昏线 ”。 【提问】既然晨昏线是把地球分为两个半球的分界线，大家说一说，晨 昏线的形状特点？ 【讲解】对，是一个过地心的大圆，因此也被称作“晨昏圈 ”。 【提问】晨昏线由晨线和昏线共同组成，晨线和昏线均为一个半圆。现 在老师为大家展示两张图片，读图可以看出，A 地点和 B 地点都在晨昏线上， 请你进一步判断这两个地点哪个位于晨线、哪个位于昏线？ 【讲解】要回答这个问题，就需要我们理解晨线和昏线的区别。从位置 特点上看，两者有共同之处，即都处于昼夜半球的交界处。 【提问】请同学们结合自己的生活体验告诉老师，假如你正好位于晨线 上，会看到什么情景？ 【讲解】有同学说对了，如果是在晨线上，接下来太阳就要升起，迎来 日出时刻。 【提问】如果是在昏线上呢？ 【讲解】太阳马上就要落山了。明白了这些差异，我们就能更好地理解 晨线和昏线，即：晨线是由夜半球进入昼半球的界线； 昏线是由昼半球进入 夜半球的界线。 结合地球自转方向，我们可以判断出 A 地即将由夜半球进入昼半球，那 么图中 A 地所在的线应当为晨线，B 地即将从昼半球进入夜半球，B 地所在的 线为昏线。 因此，要判断一个地点位于晨线还是昏线，一定要结合地球自转的方向， 从动态的角度想问题。 【提问】老师还想问大家几个问题，生活中真有这样一条神奇的分界线 吗？当我们越过它就一脚踏入黑夜或者白天？你有过这样的经历吗？虽然我
们每天都在经历昼夜交替，但这种神奇的现象好像还没有见过，这是为什么？ 【讲解】事实上， 由于光线的折射和散射等物理现象，清晨，人们感受 到的是天空慢慢泛起了鱼肚白，黄昏时分，天空也是渐渐暗下来。晨昏线不 是一条线，更像是一个过渡区域，只是为了学习研究的方便，我们不考虑这 些具体复杂的现象，把它当作一个圆圈。 由于地球不停地自西向东运动，我们生活的地区就不断迎来日出，又迎 来日落，昼和夜就好像在接力赛跑，夜以继日，交替出现。于是，地球表面 就产生了昼夜交替的现象。晨昏线看起来像在不停地自东向西运动一样。 【提问】那昼夜交替的周期是多长时间？ 【讲解】对，应该和地球自转的周期一样，地球自转一圈，地表的昼与 夜也正好交替一次。 【提问】但前面我们学过，地球自转时由于参照物不同， 自转周期有两 个。哪个是昼夜交替的周期呢？ 【讲解】 这就要看昼夜交替现象是以谁为参照物。 对，昼夜现象的出 现是以太阳为参照物，所以昼夜交替的周期是一个太阳日，24 小时。 同学们说对了吗？ 【提问】我们每天都经历的昼夜交替现象会产生哪些影响呢？现在请大 家讨论一下。 【讲解】大家已经说了很多了，老师来帮大家总结一下。通过高一的学 习我们知道，在八大行星中由于地球自身的体积和质量、以及地球在太阳系 的位置关系等原因，它成为了八大行星中唯一存在高级智慧生命的星球。学 到这儿，我们会发现，地球能够出现生命的条件还有很多，比如我们今天学 习的昼夜交替的周期，也是地球上有生命物质存在的重要条件之一。 目前昼 夜交替的周期长短适宜，它使得地面白昼不会过于炎热，黑夜不会过于寒冷， 有利于生命有机体的生存与发展。 除此之外，昼夜交替还影响到人类的生产和生活以及其他生物的生长， 例如我们的作息规律。包括前面诗句里提到的清晨公鸡报晓，黄昏鸟雀归巢 等。你还想到昼夜交替有哪些其他的影响吗？课后可以和其他同学继续交流。
活 动 ： 绘制 平面 图 【过渡】之前我们看到随着地球自西向东不停地自转，晨昏线看起来就 像在不停地自东向西运动。除此之外，地球还会公转，如果考虑到太阳直射 点的回归运动，晨昏线的运动会更复杂。 【提问】老师将展示一段动画，动画中的白色光柱代表太阳光线，同学 们找一找哪里是太阳直射点呢？ 【讲解】对，最亮的这个点，它代表光照强度最强的地点，这就是直射 点。 【提问】紫色的大圆是什么呢？ 【讲解】对，它位于昼半球和夜半球的分界线，是晨昏线。 【提问】这段动画展示出了太阳直射点和晨昏线在地球表面的运动，老 师请大家带着问题看动画：请说出太阳光线与晨昏线所在平面的位置关系。 【讲解】在地球绕太阳公转的过程中，太阳直射光线也就是视频中那束 最亮的光线，在两条回归线之间做回归运动。晨昏线也会跟随太阳直射光线 出现有规律的运动，但太阳光线与晨昏线所在的紫色平面始终保持着垂直关 系。 【提问】老师在动画中截取了一张图片，请你观察这张截图，截图中太 阳的直射光线照在了哪一条纬线上？这对应我们之前学习的二分二至节气中 的哪一个？你能否判断出与这张动画截图最有可能对应的是上面三张图中的 哪一张么？ 【讲解】在动画截屏中，太阳直射北回归线，所以这是北半球的夏至日。 上面三张图中，图 1 的直射光线位于北半球，图 2 的直射光线位于南半球， 而图 3 的直射光线在赤道上，所以和动画截图对应的是图 1。 【活动】现在请各位同学读甲、乙两图，在丙图中画出北半球夏至日的 光照示意图的平面图。 【提问】在画之前请各位同学先观察丙图，与乙图相比丙图中的纬线形 态有哪些变化？ 【讲解】观察仔细的同学很快就能发现，丙图中的纬线已经由纬线圈变 成了直线，这是因为乙图是立体图，添加了透视效果，将我们原本看不到的 背面用虚线展示了出来，丙图是平面图背面是看不到的，从乙图到丙图，相 当于把立体图压成平面图。 现在请大家跟着这位同学一起画，首先要画太阳直射光线，先找到太阳 直射点，夏至日这一天太阳直射北回归线，找到北回归线与最外圈经线的交 点，用虚线将这一点与地心相连，然后沿着虚线的延长线在地球外画出指向 地球表面的箭头，这样一条直射光线就画好了。太阳光线只有一条么？我们 还应该画什么呢？对，做研究的时候我们把太阳光看作是一束平行光，要在 直射光线旁边再画几条平行线。那晨昏线怎么画呢？回忆太阳光线与晨昏线 所在平面的位置关系：始终垂直，所以过地心做直射光线延长线的垂线就可 以画出晨昏线，那么晨昏线还能画成一个圆圈么？不需要了，现在是平面图， 直接画成直线就可以了。最后用阴影部分表示夜半球，一张完整的北半球夏 至日光照示意图就画完了，你画对了么？
练习 【过渡】接下来我们来做一个小练习，上面四幅图是人们日常活动的四 个场景，请各位同学将这些场景与图 1 中的 ABCD 四个地点相互对应。 【讲解】通过这节课的学习，我们很快就能判断出 B 点是在晨线上，所 以 B 点最适合观看日出。C 点是刚刚经历日出不久，应该是在上午，正是同学 们开展体育活动的最佳时间，所以与 C 对应的活动图片是课间操。 【提问】新年的烟花要等到零点准时燃放，午饭要到每天的中午，我们 如何判断 A、D 两地的时间是否合适呢？ 【讲解】老师在图 2 中分别标注了 EFGHI 五个点，我们先看 EF 两点，这 两点是晨昏线和纬线圈的两个交点，晨昏线将纬线圈分成了两个圆弧，红色 的部分处于昼半球，称为昼弧；黑色的部分处于夜半球，称为夜弧。我们再 看 G 点的位置，G 点将昼弧分成了两段，这两段的长度相等么？很好，这两段 昼弧的长度是相等的，所以 G 点正好是白天的中点，也就是正午 12 点，同理 我们也可看出 H 点也平分了它所在纬线的昼弧，所以 H 点的位置也是正午 12 点。 【提问】各位同学也再继续标出其他纬线上的昼弧平分点，看一看这些 点都在哪条经线上？ 【讲解】几次尝试后，我们发现所有昼弧的平分点都位于 G 点所在的经 线上，所以我们可以判定这条经线上的点都是正午 12 点。同理 I 点所在的经 线正好平分所有夜弧，所以 I 点所在的经线时间是夜里零点整。 【提问】那么你能在图 1 中找到平分白天的经线么？ 【讲解】对，就是 D 点所在的经线，所以 D 点的时间是正午 12 点，正好 是午饭时间。 【提问】而 A 点则位于平分黑夜的经线上，所以 A 点的时间是几点呢？ 【讲解】没错，A 点的时间是夜里零点整，所以如果日期合适，A 可以欣 赏到新年烟花。
北极 点俯 视图 中的 晨昏 线判 读 【过渡】前面我们学习了地球自转的特点，老师带着同学们从不同的视 角观察了地球自转的方向，我们刚才从侧视图中观察晨昏线与太阳光线的关 系。如果从极地上空俯视地球，太阳光线和晨昏线的关系又该如何表示呢？ 【提问】这里我们看到的是一张北极点俯视图，在这张图上，我们如何 判断晨线和昏线呢？ 【讲解】首先，我们先标明北极点“N ”，然后根据前两节课学过的知识， 判断自转方向，应该是逆时针方向，我们刚刚讲过晨线和昏线的概念，随着 地球自转，图中 A 地即将进入夜半球，B 地即将进入昼半球；所以黄色线段是 昏线，同样道理，蓝色线段是晨线。俯视图的阅读有一定难度，关键在于理 解地球运动方向与晨昏线及太阳光线的关系。
地方 时 【过渡】讲到这里我们已经知道了晨昏线划分昼夜半球，而昼夜交替影 响我们的作息， 自古以来，人们养成了日出而作、 日落而息的习惯，对于同 学们来说，就是清晨我们走进校园开始学习，傍晚我们离开校园回家休息。 北京师范大学附属中学的同学们，每天 8:00 开始第一节课的学习，下午 的 16:00 最后一节课结束，同学们放学回家。 乌鲁木齐第二十中学的同学们，每天 9:15 开始第一节课的学习，18:00 最后一节课结束。 【提问】乌鲁木齐和北京两所中学的学生同样都是清晨上学、傍晚回家，
为什么这两所中学上学、放学时间差异这么大呢？ 【讲解】有同学提出两个城市的地理位置有差别，所以时间有差异。那 么就一起来看一下两座城市在地图上的位置和地理坐标。它们的纬度位置十 分接近，经度位置差异较大，北京位于 120 °E，乌鲁木齐位于 86 °E，北京 更偏东，乌鲁木齐更偏西。这会带来什么影响？ 【提问】现在我们在地球仪上找到它们的位置，利用地球仪模拟地球自 转的情形，会出现什么现象？ 【讲解】通过模拟演示我们观察到，随着地球自西向东自转，在同一纬 度地区，东边的地点会比西边的地点先看到日出，先迎来中午，也先迎来日 落。这样，时间就有了早迟之分：东边的地点比西边的地点迎来日出的时间 要早。具体到北京和乌鲁木齐，北京永远要早看到日出，北京的学生要早上 学；乌鲁木齐要迟迎来日出，当地的学生上学也会推迟。 【提问】 同学们再想一下当北京太阳升起，人们开始起床工作的时候， 乌鲁木齐的人们在干什么呢？他们的天亮了么？ 【讲解】对，当地人可能还没有起床。 【提问】不过东边的同学也不用羡慕，你再想想两地的学生放学时间会 有什么差异？谁放学早呢？ 【讲解】肯定也是北京的学生放学早。北京这边天黑了，乌鲁木齐还是 下午呢。通过一张示意图来总结一下，图中有三个地点，ABC 三地，AB 两地 纬度相同，但 B 地经度位置更偏东，B 地在 A 地的正东方，在同一瞬间 AB 两 地的地方时不同，B 地的时间早于 A 地。 【提问】我们再看 B 地和 C 地，B 地和 C 地位于同一条经线上，那它们的 地方时相同么？ 【讲解】对， 由于经度相同，所以两地的地方时是相同的。我们把各地 因经度不同而产生的不同时刻称为地方时。 由于经度变化而带来的时间差异 称为时差。同一瞬间，不同经度的地方，地方时不同。 【提问】那么当两地经度不同时，我们应当如何计算不同经度间的地方 时呢？ 【提问】 以 A 地为例，A 地自转一周后再回到原点需要多长时间呢？ 【讲解】对，这刚好是一次昼夜交替的时间是 24 小时。 【提问】那么 A 地一共转过了多少度呢？ 【讲解】没错， 自转一周所转过的角度是 360 °。 【提问】那么 A 地每转过 1 °需要多少时间呢？ 【讲解】我们直接用 24 小时除以 360 °就可算出，每转过 1 个经度所需 要的时间是 4 分钟。所以我们可以按照这样的规律去计算地方时：每相差 1 个经度，地方时就相差 4 分钟，每隔 15 °地方时相差 1 小时。 【提问】在掌握地方时的计算方法后，同学们就可以算一下北京和乌鲁 木齐的时差到底有多长呢？ 【讲解】乌鲁木齐的经度是 86 °E，北京的经度是 120 °E，我们用 120 ° 减去 86 °算出两地经度相差 34 ° , 经度相差 1 °地方时相差 4 分钟，所以两 地相差 136 分钟，也就是 2 小时 16 分钟。北京的经度位置更偏东，北京的时 间更早，所以北京的地方时要比乌鲁木齐早 2 小时 16 分钟，你算对了么？
课后 思 考 ： 如何 将地 方时 统一 起 来？ 【过渡】我们已经掌握了地方时的计算方法，但是如果全国各地都用地 方时，换算起比较麻烦，而且不同地区交流合作时也容易产生误会。下面我 们看一个真实的故事。 最早在美国每个城镇都会保留自己的地方时，并以此设置时钟，他们都 将太阳直射头顶的时间作为当地的正午十二点。东边的波士顿比纽约早上几 分钟，而西边的费城在纽约经历中午的几分钟之后才迎来自己的正午。在全 国范围内，每个城市都是如此，时间差不断累积，最终导致了明显的混乱。 1883 年 11 月 21 日，一位债务人被命令在第二天上午 9:00 向波士顿法庭报告， 按照惯例，他还可以获得一个小时的宽限，也就是在 10 点前报告即可。事实 上，他在标准时间 9 点 48 分出现在专员面前，但专员裁定他是在 10 点以后 到达，因此判定他违约了。 ” 所以为了方便交流，避免类似的误会再次发生，我们需要一种方法能将 时间尽量统一起来，应当如何统一呢？各位同学可以课下继续思考一下，我 们下节课一起来学习这个内容。
