第一章第二节《地球运动的地理意义 —— 昼夜长短和正午太阳高度的变化》教学设计--人教版（2019）地理选择性必修一人教版（2019）

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人教版地理选择性必修一第一章第二节《地球运动的地理意义 —— 昼夜长短和正午太阳高度的变化》教学设计
一、学习目标
1.知识技能目标
⑴理解昼夜长短和正午太阳高度的变化规律，能够运用图示分析不同季节、不同纬度地区的变化特点。
⑵掌握昼长、夜长和正午太阳高度角的计算方法，能解释生活中的地理现象（如太阳能热水器安装角度、楼间距设计等）。
⑶通过图表分析和案例讨论，培养学生的空间思维和逻辑推理能力。
2.思想方法目标
⑴通过对昼夜长短和正午太阳高度变化原因的探究，引导学生建立 “太阳直射点回归运动→地理现象变化” 的因果关系链，培养学生的逻辑思维能力。
⑵运用动画演示、实验模拟等直观手段，帮助学生将三维的地球运动转化为二维的图示分析，提升学生的空间想象能力。
⑶通过小组合作探究和问题解决，培养学生的自主学习能力和团队协作精神。
3.素养成长目标（核心素养）
⑴区域认知：通过分析不同纬度地区的昼夜长短和正午太阳高度变化，认识地球表面地理现象的区域差异，形成空间观念。
⑵综合思维：综合考虑地球公转、黄赤交角、太阳直射点移动等因素，理解昼夜长短和正午太阳高度变化的原理，培养综合分析问题的能力。
⑶地理实践力：通过设计实验测量正午太阳高度角、分析实际案例（如太阳能热水器安装），提高学生的实践操作能力和解决实际问题的能力。
⑷人地协调观：通过探讨昼夜长短和正午太阳高度变化对人类活动的影响（如农业生产、建筑设计），树立人地和谐发展的观念。
二、课标教材
1.课程标准
运用示意图，说明地球运动的地理意义。
2.教材分析
本节内容是人教版 2020 年版高二地理选择性必修一第一章第二节，主要讲述地球公转产生的昼夜长短和正午太阳高度的变化。这两个地理意义是理解四季更替和五带划分的基础，也是高考的重点内容。教材通过图文结合的方式，详细阐述了昼夜长短和正午太阳高度的变化规律，但对于原理的解释和应用案例的分析相对简略，需要教师在教学中进一步拓展和深化。
3.教学重点
⑴昼夜长短的变化规律（包括纬度分布规律和季节变化规律）。
⑵正午太阳高度的变化规律（包括纬度分布规律和季节变化规律）。
⑶昼长、夜长和正午太阳高度角的计算方法。
4.教学难点
⑴理解太阳直射点的回归运动如何导致昼夜长短和正午太阳高度的变化。
⑵运用光照图分析不同节气、不同纬度地区的昼夜长短和正午太阳高度情况。
⑶将所学知识应用于实际生活，解决太阳能热水器安装、楼间距设计等问题。
三、学情分析
1.知识基础
高二学生已经学习了地球的自转和公转基本特征，对昼夜交替、时差和四季更替有一定的了解。他们知道太阳直射点在南北回归线之间移动，但对于这种移动如何具体影响昼夜长短和正午太阳高度的变化，理解还不够深入。
2.能力水平
学生的抽象思维能力有所发展，但仍需借助直观的图表、动画和实验来帮助理解复杂的地理原理。他们具备一定的分析问题和解决问题的能力，但在综合运用多学科知识解决实际问题方面还存在不足。
3.学习习惯
学生在学习过程中，对生活中的地理现象比较感兴趣，但缺乏主动探究的意识。在课堂上，需要教师通过问题引导、小组合作等方式激发学生的学习兴趣，培养他们的自主学习能力。
4.可能遇到的困难
⑴空间想象能力不足，难以将三维的地球运动转化为二维的图示分析。
⑵对太阳直射点回归运动的动态过程理解困难，导致无法准确分析昼夜长短和正午太阳高度的变化。
⑶在计算昼长和正午太阳高度角时，容易混淆公式和应用条件。
四、教学过程设计
1.情景引入（5 分钟）
教师活动：
呈现数字：哈密冬至日出9:13，日落18:15，昼长9小时01分钟。夏至日出6:07，日落21:28，昼长15小时20分钟。
提问：“同学们，你们有没有注意到哈密的昼夜长短在不同季节有很大的变化？为什么会出现这种现象呢？”
展示一组不同季节太阳能热水器安装角度的图片，提问：“太阳能热水器的安装角度为什么会随着季节的变化而调整？这与太阳高度有什么关系？”
学生活动：
观看材料，思考并回答教师提出的问题。
结合生活经验，讨论昼夜长短和太阳高度变化对日常生活的影响。
设计意图：
通过展示学生熟悉的生活场景，激发学生的学习兴趣和好奇心。
引导学生从生活现象中发现地理问题，为后续的学习奠定基础。
2.问题导学（5 分钟）
教师活动：
提出问题：“为什么夏季白天长，冬季白天短？太阳高度的变化与季节有什么关系？”
引导学生回顾地球公转的基本特征和太阳直射点的移动规律。
学生活动：
思考教师提出的问题，回忆已学知识。
分组讨论，尝试用自己的语言解释昼夜长短和太阳高度变化的原因。
设计意图：
通过问题引导，激活学生的已有知识，建立新旧知识之间的联系。
培养学生的自主思考和合作探究能力，为新知探究做好准备。
3.新知探究一：昼夜长短的变化（10 分钟）
教师活动：
展示 “二分二至日全球昼夜长短分布示意图”，结合动画演示太阳直射点的回归运动，讲解昼夜长短的变化规律：
纬度分布规律：太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高昼越长；另一半球昼短夜长，且纬度越高夜越长。赤道上全年昼夜平分。
季节变化规律：太阳直射点向北移动，北半球昼渐长，夜渐短；太阳直射点向南移动，南半球昼渐长，夜渐短。
讲解昼长的计算方法：
昼长 = 日落时刻 - 日出时刻
昼长 = （12 - 日出时刻）× 2 = （日落时刻 - 12）× 2
学生活动：
观察示意图和动画，理解昼夜长短的变化规律。
跟随教师的讲解，学习昼长的计算方法，并完成简单的计算练习（如已知某地日出时间为 5 点，求昼长）。
设计意图：
利用直观的图表和动画，帮助学生建立空间概念，理解昼夜长短的变化规律。
通过计算练习，巩固学生对昼长计算方法的掌握。
4.深度学习一：昼夜长短变化的原因（8 分钟）
教师活动：
提问：“为什么太阳直射点的移动会导致昼夜长短的变化？”
结合地球仪和手电筒模拟太阳光照，演示晨昏线的移动和昼夜半球的变化，解释昼夜长短变化的原理。
引导学生分析不同节气时，晨昏线与纬线的关系，进一步理解昼夜长短的纬度分布规律。
学生活动：
观察教师的演示，思考昼夜长短变化的原因。
分组讨论，用自己的语言解释晨昏线的移动如何影响昼夜长短。
设计意图：
通过实验模拟，将抽象的原理直观化，帮助学生理解昼夜长短变化的本质。
培养学生的观察能力和逻辑推理能力，深化对知识的理解。
5.新知探究二：正午太阳高度的变化（10 分钟）
教师活动：
讲解正午太阳高度的概念：正午太阳高度是指一天中太阳高度的最大值，出现在当地地方时 12 点。
展示 “二分二至日正午太阳高度分布示意图”，结合动画演示太阳直射点的移动，讲解正午太阳高度的变化规律：
纬度分布规律：正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
季节变化规律：夏至日，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，南半球达到最小值；冬至日，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，北半球达到最小值；二分日，赤道上正午太阳高度最大。
讲解正午太阳高度角的计算方法：H = 90° - |φ - δ|，其中 φ 为当地纬度，δ 为太阳直射点纬度（当地夏半年取正值，冬半年取负值）。
学生活动：
理解正午太阳高度的概念，观察示意图和动画，掌握正午太阳高度的变化规律。
跟随教师的讲解，学习正午太阳高度角的计算方法，并完成计算练习（如计算北京（40°N）在夏至日的正午太阳高度角）。
设计意图：
明确正午太阳高度的概念，帮助学生建立正确的认知。
通过图表和动画分析，使学生掌握正午太阳高度的变化规律和计算方法。
6.深度学习二：正午太阳高度变化的应用（7 分钟）
教师活动：
提出问题：“太阳能热水器的安装角度应该如何调整才能获得最佳的集热效果？楼间距设计需要考虑哪些因素？”
引导学生运用正午太阳高度的计算方法，分析实际案例。
展示太阳能热水器安装角度和楼间距设计的示意图，解释其原理。
学生活动：
思考教师提出的问题，尝试运用所学知识进行分析。
分组讨论，设计太阳能热水器的最佳安装角度和楼间距，并展示讨论结果。
设计意图：
通过实际案例分析，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
增强学生对地理知识实用性的认识，激发学生的学习兴趣。
7.当堂应用（5 分钟）
教师活动：
发放课堂练习题。内容包括昼夜长短和正午太阳高度的计算、变化规律分析等。
巡视学生答题情况，及时给予指导和反馈。
某地是我国重要的人工多层经济林区。下图为该地“某日太阳处在最高位置时的示意图”，此时北京时间为12：40，树影遮档地被植物的面积在一年中达到正午时的最大。读图回答1—2小题。
1．该地位于（ ）
A．45°N，110°E
B．21°34′N，110°E
C．45°N，130°E
D．21°34′N，130°E
2.这一天（ ）
A．太阳距离地球最远
B．江苏省各地昼长夜短
C．晨昏线与极圈相切
D．正午太阳高度由赤道向南北两侧递减
学生活动：
独立完成练习题，巩固所学知识。
核对答案，纠正错误，提出疑问。
设计意图：
通过当堂练习，检验学生对知识的掌握情况，及时发现问题并进行针对性辅导。
培养学生的独立思考能力和应试能力。
8.归纳总结（3 分钟）
教师活动：
引导学生回顾本节课的主要内容，梳理知识框架：
昼夜长短的变化规律（纬度分布、季节变化）
正午太阳高度的变化规律（纬度分布、季节变化）
昼长和正午太阳高度角的计算方法
实际应用案例（太阳能热水器安装、楼间距设计）
强调重点和难点，提醒学生在学习过程中需要注意的问题。
学生活动：
跟随教师的引导，总结本节课的知识点。
记录重点和难点，整理笔记。
设计意图：
帮助学生构建完整的知识体系，加深对知识的理解和记忆。
培养学生的归纳总结能力，提高学习效率。
9.拓展提升（2 分钟）
教师活动：
布置课后探究任务：“查阅资料，分析不同季节农业生产活动与昼夜长短和正午太阳高度变化的关系，并撰写一篇小短文。”
鼓励学生运用所学知识，进一步探索地理现象背后的原理。
学生活动：
明确课后探究任务，制定探究计划。
积极参与探究活动，拓展知识面。
设计意图：
通过拓展探究，培养学生的自主学习能力和创新思维。
引导学生将地理知识与实际生活相结合，提高学生的综合素养。
五、教学板书设计
地球运动的地理意义 —— 昼夜长短和正午太阳高度的变化
一、昼夜长短的变化
1.纬度分布规律：太阳直射点所在半球昼长夜短，纬度越高昼越长；另一半球相反。赤道全年昼夜平分。
2.季节变化规律：太阳直射点北移，北半球昼渐长；南移，南半球昼渐长。
3.计算方法：昼长 = 日落时刻 - 日出时刻 = （12 - 日出时刻）× 2 = （日落时刻 - 12）× 2
二、正午太阳高度的变化
1.纬度分布规律：从太阳直射点向南北两侧递减。
2.季节变化规律：夏至日，北回归线及其以北地区正午太阳高度最大；冬至日，南回归线及其以南地区正午太阳高度最大。
3.计算方法：H = 90° - |φ - δ|
六、分层作业设计
1.基础题（面向全体学生）
⑴填写表格，总结二分二至日全球昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。
节气 太阳直射点纬度 北半球昼夜长短情况 南半球昼夜长短情况 赤道昼夜长短情况 北半球正午太阳高度分布规律 南半球正午太阳高度分布规律
春分
夏至
秋分
冬至
⑵计算哈密市（43°N）在冬至日的正午太阳高度角。
2.提高题（面向中等水平学生）
⑴分析同一纬度地区，昼夜长短在不同季节的变化趋势，并解释原因。
⑵已知某地昼长为 14 小时，求该地的日出和日落时间。
3.拓展题（面向学有余力的学生）
⑴设计一个实验方案，测量当地某一天的正午太阳高度角，并分析实验结果。
⑵结合哈密市的实际情况，为你所在的小区设计合理的楼间距，并说明设计依据。
七、教学反思
1.成功之处
⑴情景引入贴近学生生活，激发了学生的学习兴趣和探究欲望。通过展示哈密当地的昼夜长短变化和太阳能热水器安装图片，使学生感受到地理知识与生活的密切联系。
⑵教学过程中注重直观教学，运用动画演示、实验模拟等手段，帮助学生理解抽象的地理原理。例如，通过地球仪和手电筒模拟太阳光照，学生能够直观地观察到晨昏线的移动和昼夜半球的变化。
⑶分层作业设计体现了因材施教的原则，满足了不同层次学生的学习需求。基础题巩固了基础知识，提高题培养了学生的分析能力，拓展题则激发了学生的创新思维和实践能力。
2.不足之处
⑴在教学过程中，部分学生对太阳直射点回归运动的动态过程理解仍有困难，需要进一步加强动画演示和讲解。
⑵课堂时间有限，部分学生在完成当堂练习时感到时间紧张，导致部分题目未能充分思考。
⑶小组合作探究活动中，个别学生参与度不高，需要教师进一步引导和监督。
3.改进措施
⑴增加太阳直射点回归运动的动画演示次数，并结合板书进行详细讲解，帮助学生建立动态的空间概念。
⑵合理安排课堂时间，提前预估学生的答题速度，适当调整练习题的数量和难度。
⑶加强小组合作探究活动的组织和管理，明确小组分工，鼓励每个学生积极参与讨论和展示。
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