- 教案：1.4 地球運動的基本形式——自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn) 推薦度：
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地球運動的基本形式-自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)
教學目標
1．了解地球自轉(zhuǎn)的方向、速度和周期;了解地球公轉(zhuǎn)的軌道、方向、速度和周期。
2．了解地球公轉(zhuǎn)的重要特點，理解黃赤交角的成因及其重要性，掌握太陽直射點的回歸運動規(guī)律。
3．學會運用地球儀演示地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)現(xiàn)象，形成空間想象能力。
4．培養(yǎng)學生熱愛科學和勇于探索的精神，樹立科學的宇宙觀。
教學建議
關(guān)于地球的公轉(zhuǎn)的教學建議
關(guān)于地球公轉(zhuǎn)的軌道、方向、速度和周期：教師可向?qū)W生介紹開普勒三定律，由此引入地球公轉(zhuǎn)內(nèi)容的講授。在課堂教學中，除利用課本中《地球公轉(zhuǎn)的軌道示意圖》和表1.2《地球在公轉(zhuǎn)軌道不同位置時公轉(zhuǎn)速度的變化》進行講解外，教師還可以利用本期的圖片素材，或者自己制作動畫進行演示，將地球公轉(zhuǎn)運動中近、遠日點（到達時間和日地距離），公轉(zhuǎn)方向，角速度和線速度的變化特點，公轉(zhuǎn)周期等知識點直觀地展示出來。
地球公轉(zhuǎn)的重要特點是一個重點內(nèi)容。教師可引導學生讀《二分二至時地球的位置示意圖》（數(shù)據(jù)庫中媒體素材有相應(yīng)的動畫），分析得出地球公轉(zhuǎn)的兩個重要特點：①地軸與公轉(zhuǎn)軌道平面（黃道平面）保持66°34ˊ的交角；②地軸的空間指向基本不變。
關(guān)于地球自轉(zhuǎn)方向的教學建議
在課堂教學中，教師可利用地球儀演示地球的自轉(zhuǎn)運動（也可以通過動畫），讓學生從赤道和南、北極投影的角度，觀察地球的自轉(zhuǎn)運動。特別是在南、北極投影圖上，要訓練學生識別地球的自轉(zhuǎn)方向。
關(guān)于地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的關(guān)系的教學建議
地球在自轉(zhuǎn)的同時圍繞太陽公轉(zhuǎn)，地球運動是這兩種運動的疊加，其結(jié)果就是形成黃赤交角。在教學中，教師要使學生搞清地軸、赤道平面、公轉(zhuǎn)軌道平面（黃道平面）三者之間的角度關(guān)系，利用《黃赤交角示意圖》進行講解，形成學生的空間概念。這部分知識既是重點也是難點。
關(guān)于地球自轉(zhuǎn)周期的教學建議
學生對于恒星日和太陽日的學習，是本節(jié)的難點內(nèi)容。在課堂教學中，教師可利用《恒星日和太陽日示意圖》講解地球自轉(zhuǎn)周期，也可以通過與學生一起扮演不同的角色來向?qū)W生演示他們的區(qū)別。地球自轉(zhuǎn)周期的不同實際上是因為其轉(zhuǎn)動的參照物不一樣。
教學設(shè)計示例一
一、知識目標
1．了解地球自轉(zhuǎn)的方向、速度和周期。
2．了解地球公轉(zhuǎn)的方向、軌道、周期和黃赤交角。
3．了解地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的相互關(guān)系。
二、能力目標
1．通過觀察或用地球儀操作演示地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，學會用科學準確的語言等方式表示地理現(xiàn)象、概括地理特點的能力。
2．通過讀圖、畫圖、分析問題等活動，學習運用地理圖表獲取地理知識的能力，并初步樹立空間思維能力。
三、德育目標
1．通過了解地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運動的特點和規(guī)律，使學生進一步樹立辯證唯物主義世界觀。
2．通過讓學生參與多樣的學習活動，促使學生養(yǎng)成觀察、思考和積極發(fā)表個人見解的良好的學習習慣。
教學重點難點分析
本節(jié)內(nèi)容揭示了地球運動的基本特征，是地球科學重要的理論基礎(chǔ)，并為理解地球運動的地理意義奠定了基礎(chǔ)。地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的相互關(guān)系是本節(jié)的重點，黃赤交角的形成是難點，難在建立較強的空間概念。教學中通過利用教具進行演示或讓學生參與演示活動，注重引導學生觀察思考，將有利于學生深入、全面地理解地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的特點及兩者的關(guān)系。
本節(jié)內(nèi)容學生在初中地理課已有所了解，教學中可利用學生已有的知識儲備運用演示、觀察、提問、討論等方法引導學生深入學習。
教學過程設(shè)計
【導入】前兩節(jié)課，我們學習了地球的宇宙環(huán)境，以及人類對宇宙的新探索。從這節(jié)課開始，我們要把研究的重點轉(zhuǎn)向人類賴以生存的家園——地球。
【提問】運動是物質(zhì)的本質(zhì)屬性，哪位同學能根據(jù)初中所學的知識，說一說地球是怎樣運動的？
【演示】發(fā)給每位學生（或兩人、四人）一個地球儀。若只有一個地球儀，可請l～2位學生到講臺前演示地球的自轉(zhuǎn)，要求學生注意地球自轉(zhuǎn)的方向，留心觀察在北極上空或南極上空看地球的自轉(zhuǎn)方向有何不同。
【講述】確定地球自轉(zhuǎn)方向時要注意：地球在太空中的運動一個顯著的特征是它有自己的旋轉(zhuǎn)軸，這個軸和地表的兩個交點我們定義其為南極和北極（實際上把哪一個定義為北極點，哪一個為南極點并不重要）。地球南、北方向是由南、北兩極的位置來決定的，是絕對的。地球上的東西方位則隨地球自轉(zhuǎn)而變化，是相對的。
【演示】要求學生演示地球儀，思考：如何確定地球的自轉(zhuǎn)周期？地球自轉(zhuǎn)周期究竟是多長？請學生聯(lián)系物理課和初中地理課所學知識回答。
【提問】確定地球自轉(zhuǎn)周期為一天（24小時）的參照物是什么？
對地球而言，太陽是天空中最亮的天體，所以人們選擇太陽作參照物，一天是24小時，叫做一個太陽日。但這不是地球自轉(zhuǎn)的真正周期，科學家們選擇了遙遠的恒星作參照物，由此確定地球自轉(zhuǎn)的周期。這是為什么？
【演示】教師自扮地球，讓前排一位學生扮作太陽，再讓最后一排的一位學生扮作遙遠的一顆恒星。教師面對太陽，也面對與之在同一直線上遙遠的恒星，邊轉(zhuǎn)動身體演示自轉(zhuǎn)，邊移動腳步演示繞太陽的公轉(zhuǎn)。教師自轉(zhuǎn)360°后，正好面對遙遠的恒星，卻不是正好面對太陽。因為教師已繞太陽公轉(zhuǎn)了大約一度，所以必須再多轉(zhuǎn)約1°，才能正好面對太陽。
【提問】以兩個不同參照物確定的地球自轉(zhuǎn)周期，哪個是真正的周期？周期的時間是多長？確定真正周期的意義是什么？
【講述】太陽日是人們生活中最常用的周期，如計量一天的長度，日出而做，日落而息等。
【活動】讓學生用太陽日計算地球自轉(zhuǎn)的角速度。
【提問】教師用地球儀演示自轉(zhuǎn)運動，問：地球自轉(zhuǎn)時，各地的角速度是否都一樣？自轉(zhuǎn)線速度大小是否相同？
【演示】用地球儀向?qū)W生演示地球的自轉(zhuǎn)運動。
【講述并提問】我們很明顯看到除了南北兩極外，其余各點的角速度都一樣，其角速度約為每小時15°，嚴格地講，這里應(yīng)該用360°除以地球的自轉(zhuǎn)真正周期（即一個恒星日）來計算，想想為什么？因為各緯線圈的長度不一樣，所以同樣是自轉(zhuǎn)一周，不同緯度的地方，其走過的路程是不一樣的，顯然赤道地區(qū)的自轉(zhuǎn)線速度最大，赤道向兩極減小為零。
【提問】地球運動的另一種形式是繞日公轉(zhuǎn)，哪位同學能根據(jù)初中學習的知識和教材插圖1.22所給信息，演示地球的公轉(zhuǎn)？
【演示】讓學生以講桌面作為地球公轉(zhuǎn)軌道平面，演示地球公轉(zhuǎn)運動。提示學生注意掌握住地球公轉(zhuǎn)的方向和公轉(zhuǎn)的狀態(tài)，讓其他學生觀察和評價演示是否正確。
【提問】你能總結(jié)出地球公轉(zhuǎn)的方向？公轉(zhuǎn)中地軸的姿態(tài)嗎？
【閱讀】學生讀書圖1.20和表1.2及教材有關(guān)內(nèi)容，分析說明地球公轉(zhuǎn)的軌道和速度特點，說明兩者間的關(guān)系。
【講述】因為地球公轉(zhuǎn)軌道是近似正圓的橢圓形，所以太陽位于橢圓的一個焦點上，使地球繞日公轉(zhuǎn)中出現(xiàn)近日和遠日現(xiàn)象。開普勒第三定律證明：地球位于近日點及附近時，公轉(zhuǎn)速度快，位于遠日點及附近，公轉(zhuǎn)速度慢，表1.2已說明這點。
地球公轉(zhuǎn)速度變化很小，但地球在近日點附近公轉(zhuǎn)運動快，所用時間短；遠日點時，公轉(zhuǎn)速度慢，所用時間長，這對地球上冬夏季節(jié)的時間長短都有一定影響。
【演示】要求學生用手撥動地球儀自轉(zhuǎn)，同時手持地球儀使其公轉(zhuǎn)，演示自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的疊加運動。
【提問】地球運動是自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)兩種運動疊加而成的，兩種運動同時存在，緊密聯(lián)系，這種聯(lián)系在時間上和空間上具體表現(xiàn)是什么？
【活動】讓學生分組用地球儀邊演示邊思考和議論上述問題。
【總結(jié)】地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運動相互關(guān)聯(lián)，密不可分。表現(xiàn)在時間上：地球公轉(zhuǎn)一周為360°，是一恒星年，相當于地球自轉(zhuǎn)了365日6時9分10秒。在空間上：地軸和公轉(zhuǎn)軌道平面（黃道面）之間有66°34′的傾角，且北極永遠指向北極星附近，由此產(chǎn)生黃道平面與赤道平面的夾角—黃赤交角，為23°26′，如書圖1.22下圖所示。
【活動】要求學生在圖上描畫出黃道面和赤道面的交線（簡稱黃赤交線），在圖1.22上圖中也畫出黃赤交線，同時畫出四條太陽直射光線（用直線箭頭來表示）。觀察二分二至時太陽直射光線與黃赤交線的關(guān)系及在一年中如何變化。
【提問】太陽直射光線和黃赤交線的關(guān)系在一年中是如何變化的？研究兩者關(guān)系有什么意義？
【總結(jié)】太陽直射光線與黃赤交線的關(guān)系，在一年中，自春分→夏至→秋分→冬至→轉(zhuǎn)年春分，由0°逐漸擴大到360°，可利用太陽直射光線與黃赤交線所成的夾角，確定二分二至日及其他日期，地球在公轉(zhuǎn)軌道上的空間位置。
【觀察】圖1.23，太陽直射點在地球表面由S23°26′→0°→N23°26′→0°的回歸運動—回歸年。
【思考】地球上哪些自然現(xiàn)象與地球自轉(zhuǎn)有關(guān)？哪些自然現(xiàn)象與地球公轉(zhuǎn)有關(guān)？請同學課下思考。
板書設(shè)計
地球運動
方向
周期
速度
特點
自轉(zhuǎn)
（繞地軸）
自西向東
23時56分4秒
15°/時
地軸指向不變
自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)同時、疊加
回歸年
黃赤交角23°26′
太陽直射點的回歸運動
公轉(zhuǎn)
（繞太陽）
自西向東
365日6時
9分10秒
59′/時
30㎞/秒
地軸相對于黃道傾斜
成66°34′夾角
教學設(shè)計方案二
〖導入新課〗
1． 觀察式導入：引導學生觀察《北京天文館中的傅科擺》景觀圖，探究傅科擺是如何證明地球自轉(zhuǎn)運動的。
2． 提問式導入：①為什么在地球上看日月星辰是東升西落？
②地球上為什么會有晝夜交替？
③地球上為什么會有春、夏、秋、冬四季變化？
④為什么冬天晝短夜長，夏天晝長夜短？
〖地球自轉(zhuǎn)方向的教學〗
1． 演示：教師轉(zhuǎn)動地球儀，說明地球自轉(zhuǎn)的概念。
2． 提問：學生表述地球自轉(zhuǎn)方向。
3． 演示：轉(zhuǎn)換地球儀的觀察角度，分別從北極和南極上方觀察地球儀的轉(zhuǎn)動情況。
4． 提問：從北極和南極上空看地球自轉(zhuǎn)分別是什么方向？
〖地球自轉(zhuǎn)周期的教學〗
1． 提問：生活在地球上的人怎樣知道地球自轉(zhuǎn)了一周？
2． 演示：任意轉(zhuǎn)動地球儀。
3． 提問：地球自轉(zhuǎn)了幾周？（學生回答不出來）
4． 講解：確定地球自轉(zhuǎn)周期必須選取參照物，參照物就是恒星和太陽，分別為恒星日和太陽日。
5． 板圖：《恒星日和太陽日示意圖》
6． 啟發(fā)：恒星并不是恒定不動的，而是在高速運動的。為什么地球上的人們看不出恒星在運動？（學生回答距離遙遠）那么試想一下，如果人們處在恒星的位置回首望地球，能否看到地球在運動？（學生回答不能）。
7． 講解：恒星日是某一恒星連續(xù)兩次經(jīng)過上中天的時間間隔，所需的時間是23時56分4秒，這是地球自轉(zhuǎn)的真正周期（自轉(zhuǎn)360°）。太陽日是太陽連續(xù)兩次經(jīng)過上中天的時間間隔，所需時間是24小時。由于日地距離較地球和恒星的距離近的多，又由于地球在自轉(zhuǎn)的同時還在繞日公轉(zhuǎn)，所以一個太陽日，地球要自轉(zhuǎn)360°59ˊ，時間上比恒星日多3分56秒。
〖地球自轉(zhuǎn)速度的教學〗
1． 讀圖：《自轉(zhuǎn)角速度和線速度》。
2． 計算：地球自轉(zhuǎn)的平均角速度（360°÷24小時 = 15°/小時）。
3． 觀察：不同緯度的線速度變化規(guī)律。
4． 講解：地球表面除南北極點外，任何地點的角速度都相等，而線速度則由于各緯線圈周長不同出現(xiàn)差異，由赤道向兩極遞減，南北兩極線速度為零。
〖地球公轉(zhuǎn)的方向、軌道、速度、周期的教學〗
1． 講述：開普勒三定律。
2． 讀圖：《地球公轉(zhuǎn)的軌道》
3． 講解：地球的繞日運動，稱為地球的公轉(zhuǎn)。其方向同地球自轉(zhuǎn)方向一致，也為自西向東，從北極上空向下看，地球沿逆時針方向繞太陽運轉(zhuǎn)。地球公轉(zhuǎn)的軌道是一個橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。因此，日地距離不斷隨地球公轉(zhuǎn)發(fā)生變化，出現(xiàn)了近日點和遠日點，公轉(zhuǎn)速度也相應(yīng)發(fā)生了變化。
4． 讀表：《地球在公轉(zhuǎn)軌道不同位置時公轉(zhuǎn)速度的變化》
5． 講解：地球公轉(zhuǎn)在每年一月初到達近日點，此時，地球公轉(zhuǎn)角速度和線速度都達到最大；每年七月初到達遠日點，此時，地球公轉(zhuǎn)角速度和線速度都達到最小。
6． 講解：由于地球繞日公轉(zhuǎn)的同時，太陽也在運動，因此，以太陽作為參照物時地球公轉(zhuǎn)的周期（回歸年），要比以恒星作為參照物時地球公轉(zhuǎn)的周期（恒星年）要短，前者為365日5時48分46秒，后者為365日6時9分10秒。
7． 板書：
方向：自西向東
軌道: 橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上
〖地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的關(guān)系——黃赤交角的教學〗
1． 演示：地球公轉(zhuǎn)和二分二至時地球與太陽的相對位置。
2． 讀圖：《二分二至時地球的位置與黃赤交角》
3． 講解：地球公轉(zhuǎn)有兩個重要特點：一是地軸與公轉(zhuǎn)軌道面（黃道面）保持66°34ˊ的交角；二是地軸的空間指向基本不變，北極延長線指向北極星。因此，地球自轉(zhuǎn)形成的赤道平面和公轉(zhuǎn)形成的黃道平面構(gòu)成23°26ˊ的交角，稱為黃赤交角。它是地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運動相互疊加的結(jié)果。
4． 板書：黃赤交角：23°26ˊ
〖太陽直射點的回歸運動規(guī)律的教學〗
1． 讀圖：《太陽直射點的回歸運動》
2． 講解：由于黃赤交角的存在，導致地球在公轉(zhuǎn)軌道的不同位置，太陽直射點位置發(fā)生有規(guī)律的變化。夏至日時，太陽直射北緯23°26ˊ（北回歸線）；冬至日時，太陽直射南緯23°26ˊ（南回歸線）。夏至日和冬至日之間的時段，太陽直射點作往返運動。太陽直射點的這種周期性往返運動，稱為太陽直射點的回歸運動。
3．板書：
探究活動
拍攝北極星空照片：
⑴準備器材：帶有B門的照相機，三腳架，快門線，普通黑白膠卷。
⑵活動步驟：支好相機（將鏡頭光心對準北極星），裝上快門線，將快門速度設(shè)定為B門，開啟快門曝光，按0.5小時、1小時、1.5小時、2小時曝光時間分別拍攝，經(jīng)沖洗放大獲得四張北極星空照片，分析照片結(jié)果可以證明地球的自轉(zhuǎn)運動。
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