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地球的运动一、教学目标（一）知识与技能1．了解地球自转的方向、速度和周期，以及地球公转的方向、轨道、速度变化、周期和黄赤交角。2．了解昼夜的产生及昼夜交替形成的原因。3．了解地方时与区时的区别，以及水平运动物体偏转的含义。4．了解太阳高度和正午太阳高度的含义，以及昼夜长短的季节变化、纬度变化及其成因。5．通过观察地球仪的演示和参与演示操作，进一步培养学生的地理空间思维能力和想像力。6．通过读图、画图、分析等活动，提高学生运用地理因素获取地理知识的能力。（二）过程与方法1．通过观察或用地球仪操作演示地球的自转和公转，提高学生用科学准确的语言表达地理现象、概括地理特点的能力。2．通过分析地球不同纬度地带正午太阳高度变化和昼夜长短变化，进一步提高学生的地球空间思维和想像能力。3．通过绘制太阳直射点回归运动示意图、昼半球和夜半球图、正午太阳高度分布图等，培养学生的动手能力。（三）情感态度与价值观1．树立辩证唯物主义宇宙观，认识宇宙是运动的，运动是绝对的，静止是相对的，运动与静止是统一的唯物主义观点。2．培养爱科学、学科学的兴趣和理论联系实际的思维方法。3．通过绘图训练，培养学生发现美、欣赏美的情趣，激发对科学和个人内在美的追求志向。二、教材分析本节教材由两大部分组成，其一是地球自转及其地理意义，其二是地球公转及其地理意义。地球运动及其地理意义是本教材的重要基础理论，对于认识自然环境中的物质运动和能量交换、自然环境的整体性和差异性、自然环境对人类活动的影响都有着重要意义。地球同时存在着不同的运动形式，如绕地轴自转、绕太阳公转、随太阳参与银河系的运动等。即使是公转也不只是简单地绕太阳作椭圆运动，而是绕日地质心运动，同时也绕月地质心运动。在中学阶段，一般只研究地球的两种基本运动形式——绕地轴自转和绕日公转。要分析地球运动的地理意义，需要认识地球的运动规律。一方面，根据不同的参照系，地球运动有视运动和真运动的不同。另一方面，地球的自转和公转是同时进行的，两种运动迭加、合成了地球的运动。因此，应关注地球自转和公转之间的关系，避免孤立地分析某种运动。地球运动产生的地理现象，主要包括昼夜交替和时间差异、地表水平运动物体运动方向的偏转、正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化、四季更替、五带的划分等。从成因分析，这些地理现象相当一部分是地球自转和公转共同形成的。地球自转和公转形成了黄赤交角，决定了地球表面太阳直射点的回归运动，导致正午太阳高度和昼夜长短的变化，从而形成四季和五带。分析地球运动的地理意义，不仅要分析上述现象产生的原因，还应分析这些现象对地理环境的形成和变化，以及人类活动所具有的重要意义，并且，后者更为重要。其中，地表水平运动物体运动方向发生偏转的原因（地转偏向力的形成），因涉及较深的物理知识可不过多加以讲述。本节教材是学习了地球的宇宙环境之后安排的。地球是宇宙中一颗既普通又特殊的行星，是我们人类和其他生物生存的场所。谈天是为了说地，所以地球的运动是本单元的重点内容，地球运动又是学习地球运动地理意义的基础。两者之间可形成如下知识结构：本节教材重点讲述了三个问题：地球的自转、地球的公转、地球自转与公转的地理意义。自转和公转分别从方向、周期和速度等方面来说明地球运动的规律，它们是地球运动的本质属性。黄赤交角的存在，是地球运动的地理意义产生的基础。关于地球的自转，教材把关注的重点放在了自转的方向、周期、速度以及其地理意义上。初中阶段已经讲述过自转的有关知识，教材在这部分比初中地理有了一定的深化，比如方向的表述、角速度与线速度等。恒星日和太阳日是两个不完全相同的概念，要让学生清楚这两个概念的区别，是比较困难的。教材为了突破这一难点，采取探究活动的形式，一方面通过学生思考、讨论，加深学生对这两个概念的理解，另一方面，使教材的知识内容更加精炼。对于地球自转方向、周期、速度等内容，教学时应交代清楚：一是方向。长期以来，人们根据“日出东方”（太阳东升西落）的规律，把地球自转方向称为自西向东。严格地说，应当表述为：从地轴北端或北极上空观察，地球呈逆时针方向旋转；从地轴南端或南极上空观测，呈顺时针方向旋转。二是周期。（1）地球自转周期的度量，需要有一个超然于地球自转的参照点（即参照系或定标点），这个参照点应当是固定不动的。（2）恒星日即以恒星作为参照点，这是因为恒星十分遥远，在地球上看来，恒星之间的位置似乎是固定不变的（但实际上，所有的恒星都在不停地运动和变化中，即“恒星不恒”）。（3）恒星日是地球自转的真正周期，地球自转了360度，所需时间为23时56分4秒。三是速度。一切运动都有线速度，作为一种圆运动，地球自转还有它的角速度。教学时要紧扣三点：（1）地球自转角速度全球一致，它既不因纬度高低而不同，也不因海拔高度而有差异。（2）自转线速度却因纬度差异而发生变化，这是因为各地与地轴距离有所不同。纬度愈低，距地轴愈远，线速度愈大；纬度愈高，距地轴愈近，线速度就愈小。所以，赤道是唯一的大圆，线速度最大；纬线圈周长自赤道向两极逐渐减小，线速度也就愈来愈小。（3）南、北极点因为各是一个点，自转半径为0，既无角速度，也无线速度。换言之，角速度、线速度均为0。了解地球自转运动的规律，其目的还在于了解这些规律会产生哪些具有地理意义的自然现象。但是，这些自然现象中有相当一部分是地球自转和公转的综合效应。例如，地球自转和公转，共同决定了黄赤交角和二分二至点的存在，进而决定了太阳直射点的回归运动，最终产生了天文四季的变化。昼夜现象主要受地球自转的影响，但也包含着地球公转和太阳回归运动的影响。因此，很难区分哪些地理现象完全是受地球自转影响，哪些地理现象完全是受地球公转的影响。当然，这些现象中，有一些主要是自转造成的，如昼夜交替、地转偏向力。地球形状的变化、天体周日视运动等；另一些则主要是公转造成的。如太阳直射点的南北移动、太阳正午高度角的变化、昼夜长短变化以及四季交替和五带区分等。在具体分析时，可作具体说明。地球自转的地理意义，主要表现在昼夜交替、地表水平运动物体的偏转、地方时等方面。关于昼夜交替，教材安排一个实践活动，让学生自己动手演示昼夜交替现象，达到变抽象为直观的教学效果。首先，将一盏灯放在桌子中央代表太阳，在离电灯大约二米远处的桌边放上一只地球仪代表地球。在黑暗的房间里，把电灯打开，观察地球仪哪些部分被照亮？哪些部分灯光照不到？在地球仪上指出你所在的位置，匀速拨动地球仪，大约每5秒钟转一圈，记下什么时候你的位置被照亮，那就代表白天，什么时候是暗的，那就代表黑夜。让学生思考：在这个演示中，昼夜交替现象是怎样产生的？看几秒钟代表了1天？对于这个活动，要充分让每一个学生参与，让学生充分理解昼夜交替这一地理现象。对于地表水平运动物体的偏转问题，教材在落实课标要求的同时，考虑教学的实际情况，对此作了浅化处理，只讲现象，不讲道川Z，安排一段地转偏向力的阅读材料，让学生知道物体在地表沿水平方向运动时，由于地球自转运动的影响，其方向会发生偏转，在北半球右偏，在南半球左偏，沿赤道运动的物体，则不受影响，方向不会发生改变。并且，由于地球自转产生的地转偏向力只作用于水平运动的物体，其作用方向始终垂直于物体的水平运动方向，随着物体水平运动速度的增加而变大。之所以只讲现象，不讲这种现象产生的原因，是因为地转偏向力涉及惯性作用，要讲清楚这个问题，是高一学生知识能力所不能及的。为了让学生对这一现象有比较直观的理解和认识，教师可以联系实际，用事实说明地转偏向力在水平运动中的重要作用，比如河流两岸的冲刷与淤积差异，西风带的偏转、东南季风和西南季风的形成、气旋的形成等，结合图示的方式，直观形象地说明地转偏向力的影响，从而加深由于地球自转而对地理环境等作用的地理意义的理解。对于地方时、时区和区时、区时的换算、日期和国际日期变更线等内容，初中地理有过讲述。高中地理在初中地理的基础上，主要通过一系列活动，来进一步说明这些问题，让学生在理解的基础上能实际运用。为此，教材安排了一个阅读。四个活动。地方时是以一个地方太阳升到最高时的时间正午为12时，将连续两个12时之间等分为24小时所形成的时间系统。各地的地方时和它们的地理位置相关：（1）经度相同的地方，地方时相同，经度不同的地方，地方时不同。（2）地理位置越靠东边的地方，地方时的值越大。全球经度分成360°，每相差15°，地方时相差1个小时。每相差1°，地方时时间相差4分钟。对于地方时的运用，教材设计了用观测日影的方法，测定学校所在地经度的活动，让学生理解和感受地方时与经度是关联的，为后面的区时及其换算、日期与国际日期变更等内容的讲述打下基础。地方时的计量，一般有三种计时方法：1．地方时。以太阳“东升西落”为标准，在同纬度地区，相邻位置偏东的地点，比偏西的地点先看到日出，时刻就早。教学应注意三点：（1）地方时的概念。因经度而不同的钟表时刻，称为地方时。（2）在同一瞬间，经度不同的世界各地时刻都不同。（3）根据两地地方时之差，可以换算两地经度差。2．区时。在地方时（使用不方便）的基础上，人为制定了理论区时，实行分区（24个时区）计时（相邻两时区相差1小时）的办法。区时是以各时区的中央经线的地方时为计时标准，这样使用起来就有了一个统一的标准。3．特别的计时方法。不少国家根据本国的具体情况，在理论区时的基础上，采用了一些变通的办法计时，如我国采用北京时间（东八区区时）。地方时的计算公式为：所求地的时刻＝已知地方的时刻±4分钟×经度差说明：（1）式中±号使用方法是：所求地在已知地之东，取“＋”号；在已知地之西，用“一”号。（2）4分钟×经度差：是将两地的经度差换算成时间差（每4分钟转1°）。（3）求经度差的方法①两地的经度同是东经或西经，经度差=甲地经度数一乙地经度数（大数减小数）②两地在0°经线两侧，一为东经，一为西经，两地经度差=甲地经度数十乙地经度数③两地在180°经线两侧，一为东经，一为西经，两地经度差=（180°一甲地经度数）＋（180°一乙地经度数）关于地球的公转，要着重讲述黄赤交角。由于地球自转和公转的结合，才会产生黄赤交角，进而使得太阳直射点具有回归运动的规律。因此，黄赤交角的存在体现了地球自转与公转的关系，而太阳直射点的移动规律又是由这个关系直接决定的。这一点，一定要讲清楚。太阳直射点的回归运动，初中地理已经讲过。此处讲同样的问题已无必要。但有一点必须要交待清楚，即太阳回归运动起因于两个重要因素，一是地球公转，二是地球以黄赤交角倾斜着自转。如果地球不公转，直射点纬度就不会变化，就没有四季的形成；如果地球不倾斜着自转，直射点将永远在赤道上，这也说明太阳直射点的回归运动是地球自转和公转共同作用的结果。对于地球公转的方向，地球绕日公转方向同地球自转方向一致，由西向东。地球公转轨道就是地球环绕太阳运动的路线。重点在于：近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上，太阳略微偏离地球公转轨道的中心。这样有利于讲解日地距离的细微变化对地球公转速度的影响。黄赤交角是一个比较抽象的概念，看不见、摸不着，甚至感觉不到。因此，建议按照“抽象知识形象化”的原则，利用天球仪或地球仪作直观分析，或者自制教具，将赤道平面和黄道平面镶在一个球上作演示，让学生看出二者的夹角，从而调动学生的空间想像能力。地球一边自转，一边公转。有自转，就有赤道平面；有公转，就有轨道平面。这两个平面并不相互重合，二者之间有一个交角，叫黄赤交角。目前的黄赤交角（从1984年起使用的数值）为23．5°。黄赤交角不是固定的，其值以40000年为周期变化于22°和24．5°之间。目前每128年减小l°。由于黄赤交角的存在，太阳及其在地球上的直射点往返于南北回归线之间，并且使得各地正午太阳高度和昼夜长短（赤道除外）发生季节变化，从而造成四季的更替和五带的划分。地球公转的地理意义，主要表现为导致各地正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化以及四季的更替等。影响一个地点接受太阳辐射能量大小的天文因素是正午太阳高度和昼夜长短的变化。这个“变化”有两方面的含义：一是时间变化，二是纬度变化。地表接受太阳辐射能，可以简单地看