地球運(yùn)動(dòng)的基本形式-自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)

教學(xué)目標(biāo) 

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(diǎn)，理解黃赤交角的成因及其重要性，掌握太陽直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
3.學(xué)會(huì)運(yùn)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(xué)生熱愛科學(xué)和勇于探索的精神，樹立科學(xué)的宇宙觀。

教學(xué)建議

關(guān)于地球的公轉(zhuǎn)的教學(xué)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(xué)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(shí)公轉(zhuǎn)速度的變化》進(jìn)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(dòng)畫進(jìn)行演示，將地球公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中近、遠(yuǎn)日點(diǎn)（到達(dá)時(shí)間和日地距離），公轉(zhuǎn)方向，角速度和線速度的變化特點(diǎn)，公轉(zhuǎn)周期等知識(shí)點(diǎn)直觀地展示出來。

地球公轉(zhuǎn)的重要特點(diǎn)是一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。教師可引導(dǎo)學(xué)生讀《二分二至?xí)r地球的位置示意圖》（數(shù)據(jù)庫中媒體素材有相應(yīng)的動(dòng)畫），分析得出地球公轉(zhuǎn)的兩個(gè)重要特點(diǎn)：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(xué)建議
在課堂教學(xué)中，教師可利用地球儀演示地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（也可以通過動(dòng)畫），讓學(xué)生從赤道和南、北極投影的角度，觀察地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。特別是在南、北極投影圖上，要訓(xùn)練學(xué)生識(shí)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(xué)建議

地球在自轉(zhuǎn)的同時(shí)圍繞太陽公轉(zhuǎn)，地球運(yùn)動(dòng)是這兩種運(yùn)動(dòng)的疊加，其結(jié)果就是形成黃赤交角。在教學(xué)中，教師要使學(xué)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(jìn)行講解，形成學(xué)生的空間概念。這部分知識(shí)既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。

關(guān)于地球自轉(zhuǎn)周期的教學(xué)建議

學(xué)生對(duì)于恒星日和太陽日的學(xué)習(xí)，是本節(jié)的難點(diǎn)內(nèi)容。在課堂教學(xué)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(xué)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(shí)際上是因?yàn)槠滢D(zhuǎn)動(dòng)的參照物不一樣。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例一

一、知識(shí)目標(biāo)

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(biāo)

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(xué)會(huì)用科學(xué)準(zhǔn)確的語言等方式表示地理現(xiàn)象、概括地理特點(diǎn)的能力。

2.通過讀圖、畫圖、分析問題等活動(dòng)，學(xué)習(xí)運(yùn)用地理圖表獲取地理知識(shí)的能力，并初步樹立空間思維能力。

三、德育目標(biāo)

1.通過了解地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，使學(xué)生進(jìn)一步樹立辯證唯物主義世界觀。

2.通過讓學(xué)生參與多樣的學(xué)習(xí)活動(dòng)，促使學(xué)生養(yǎng)成觀察、思考和積極發(fā)表個(gè)人見解的良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)分析

本節(jié)內(nèi)容揭示了地球運(yùn)動(dòng)的基本特征，是地球科學(xué)重要的理論基礎(chǔ)，并為理解地球運(yùn)動(dòng)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(diǎn)，黃赤交角的形成是難點(diǎn)，難在建立較強(qiáng)的空間概念。教學(xué)中通過利用教具進(jìn)行演示或讓學(xué)生參與演示活動(dòng)，注重引導(dǎo)學(xué)生觀察思考，將有利于學(xué)生深入、全面地理解地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的特點(diǎn)及兩者的關(guān)系。

本節(jié)內(nèi)容學(xué)生在初中地理課已有所了解，教學(xué)中可利用學(xué)生已有的知識(shí)儲(chǔ)備運(yùn)用演示、觀察、提問、討論等方法引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)。

教學(xué)過程 設(shè)計(jì)

【導(dǎo)入  】前兩節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了地球的宇宙環(huán)境，以及人類對(duì)宇宙的新探索。從這節(jié)課開始，我們要把研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向人類賴以生存的家園——地球。

【提問】運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的本質(zhì)屬性，哪位同學(xué)能根據(jù)初中所學(xué)的知識(shí)，說一說地球是怎樣運(yùn)動(dòng)的？

【演示】發(fā)給每位學(xué)生（或兩人、四人）一個(gè)地球儀。若只有一個(gè)地球儀，可請(qǐng)l～2位學(xué)生到講臺(tái)前演示地球的自轉(zhuǎn)，要求學(xué)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(shí)要注意：地球在太空中的運(yùn)動(dòng)一個(gè)顯著的特征是它有自己的旋轉(zhuǎn)軸，這個(gè)軸和地表的兩個(gè)交點(diǎn)我們定義其為南極和北極（實(shí)際上把哪一個(gè)定義為北極點(diǎn)，哪一個(gè)為南極點(diǎn)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(duì)的。地球上的東西方位則隨地球自轉(zhuǎn)而變化，是相對(duì)的。

【演示】要求學(xué)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(qǐng)學(xué)生聯(lián)系物理課和初中地理課所學(xué)知識(shí)回答。

【提問】確定地球自轉(zhuǎn)周期為一天（24小時(shí)）的參照物是什么？

對(duì)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(shí)，叫做一個(gè)太陽日。但這不是地球自轉(zhuǎn)的真正周期，科學(xué)家們選擇了遙遠(yuǎn)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(xué)生扮作太陽，再讓最后一排的一位學(xué)生扮作遙遠(yuǎn)的一顆恒星。教師面對(duì)太陽，也面對(duì)與之在同一直線上遙遠(yuǎn)的恒星，邊轉(zhuǎn)動(dòng)身體演示自轉(zhuǎn)，邊移動(dòng)腳步演示繞太陽的公轉(zhuǎn)。教師自轉(zhuǎn)360°后，正好面對(duì)遙遠(yuǎn)的恒星，卻不是正好面對(duì)太陽。因?yàn)榻處熞牙@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(duì)太陽。

【提問】以兩個(gè)不同參照物確定的地球自轉(zhuǎn)周期，哪個(gè)是真正的周期？周期的時(shí)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(jì)量一天的長度，日出而做，日落而息等。

【活動(dòng)】讓學(xué)生用太陽日計(jì)算地球自轉(zhuǎn)的角速度。

【提問】教師用地球儀演示自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，問：地球自轉(zhuǎn)時(shí)，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(yùn)動(dòng)。

【講述并提問】我們很明顯看到除了南北兩極外，其余各點(diǎn)的角速度都一樣，其角速度約為每小時(shí)15°，嚴(yán)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(gè)恒星日）來計(jì)算，想想為什么？因?yàn)楦骶暰�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(yùn)動(dòng)的另一種形式是繞日公轉(zhuǎn)，哪位同學(xué)能根據(jù)初中學(xué)習(xí)的知識(shí)和教材插圖1.22所給信息，演示地球的公轉(zhuǎn)？

【演示】讓學(xué)生以講桌面作為地球公轉(zhuǎn)軌道平面，演示地球公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。提示學(xué)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(xué)生觀察和評(píng)價(jià)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(xué)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(diǎn)，說明兩者間的關(guān)系。

【講述】因?yàn)榈厍蚬�轉(zhuǎn)軌道是近似正圓的橢圓形，所以太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，使地球繞日公轉(zhuǎn)中出現(xiàn)近日和遠(yuǎn)日現(xiàn)象。開普勒第三定律證明：地球位于近日點(diǎn)及附近時(shí)，公轉(zhuǎn)速度快，位于遠(yuǎn)日點(diǎn)及附近，公轉(zhuǎn)速度慢，表1.2已說明這點(diǎn)。

地球公轉(zhuǎn)速度變化很小，但地球在近日點(diǎn)附近公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)快，所用時(shí)間短；遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，公轉(zhuǎn)速度慢，所用時(shí)間長，這對(duì)地球上冬夏季節(jié)的時(shí)間長短都有一定影響。

【演示】要求學(xué)生用手撥動(dòng)地球儀自轉(zhuǎn)，同時(shí)手持地球儀使其公轉(zhuǎn)，演示自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的疊加運(yùn)動(dòng)。

【提問】地球運(yùn)動(dòng)是自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動(dòng)疊加而成的，兩種運(yùn)動(dòng)同時(shí)存在，緊密聯(lián)系，這種聯(lián)系在時(shí)間上和空間上具體表現(xiàn)是什么？

【活動(dòng)】讓學(xué)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(yùn)動(dòng)相互關(guān)聯(lián)，密不可分。表現(xiàn)在時(shí)間上：地球公轉(zhuǎn)一周為360°，是一恒星年，相當(dāng)于地球自轉(zhuǎn)了365日6時(shí)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(yuǎn)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(dòng)】要求學(xué)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(shí)畫出四條太陽直射光線（用直線箭頭來表示）。觀察二分二至?xí)r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(kuò)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(diǎn)在地球表面由S23°26′→0°→N23°26′→0°的回歸運(yùn)動(dòng)—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(qǐng)同學(xué)課下思考。

板書設(shè)計(jì) 

教學(xué)設(shè)計(jì)方案二

〖導(dǎo)入  新課〗

1.  觀察式導(dǎo)入  ：引導(dǎo)學(xué)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(yùn)動(dòng)的。

2.  提問式導(dǎo)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(huì)有晝夜交替？

③地球上為什么會(huì)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(xué)〗

1.  演示：教師轉(zhuǎn)動(dòng)地球儀，說明地球自轉(zhuǎn)的概念。

2.  提問：學(xué)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(dòng)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(xué)〗

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(dòng)地球儀。

3.  提問：地球自轉(zhuǎn)了幾周？（學(xué)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(dòng)的，而是在高速運(yùn)動(dòng)的。為什么地球上的人們看不出恒星在運(yùn)動(dòng)？（學(xué)生回答距離遙遠(yuǎn)）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(yùn)動(dòng)？（學(xué)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(shí)間間隔，所需的時(shí)間是23時(shí)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(shí)間間隔，所需時(shí)間是24小時(shí)。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(shí)還在繞日公轉(zhuǎn)，所以一個(gè)太陽日，地球要自轉(zhuǎn)360°59ˊ，時(shí)間上比恒星日多3分56秒。

〖地球自轉(zhuǎn)速度的教學(xué)〗

1.  讀圖：《自轉(zhuǎn)角速度和線速度》。

2.  計(jì)算：地球自轉(zhuǎn)的平均角速度（360°÷24小時(shí) =15°/小時(shí)）。

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(diǎn)外，任何地點(diǎn)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(xué)〗

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(yùn)動(dòng)，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(shí)針方向繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)。地球公轉(zhuǎn)的軌道是一個(gè)橢圓，太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)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(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)，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(shí)公轉(zhuǎn)速度的變化》

5.  講解：地球公轉(zhuǎn)在每年一月初到達(dá)近日點(diǎn)，此時(shí)，地球公轉(zhuǎn)角速度和線速度都達(dá)到最大；每年七月初到達(dá)遠(yuǎn)日點(diǎn)，此時(shí)，地球公轉(zhuǎn)角速度和線速度都達(dá)到最小。

6.  講解：由于地球繞日公轉(zhuǎn)的同時(shí)，太陽也在運(yùn)動(dòng)，因此，以太陽作為參照物時(shí)地球公轉(zhuǎn)的周期（回歸年），要比以恒星作為參照物時(shí)地球公轉(zhuǎn)的周期（恒星年）要短，前者為365日5時(shí)48分46秒，后者為365日6時(shí)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(gè)焦點(diǎn)上

〖地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的關(guān)系——黃赤交角的教學(xué)〗

1.  演示：地球公轉(zhuǎn)和二分二至?xí)r地球與太陽的相對(duì)位置。

2.  讀圖：《二分二至?xí)r地球的位置與黃赤交角》

3.  講解：地球公轉(zhuǎn)有兩個(gè)重要特點(diǎn)：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(yùn)動(dòng)相互疊加的結(jié)果。

4.  板書：黃赤交角：23°26ˊ

〖太陽直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)規(guī)律的教學(xué)〗

1.  讀圖：《太陽直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)》

2.  講解：由于黃赤交角的存在，導(dǎo)致地球在公轉(zhuǎn)軌道的不同位置，太陽直射點(diǎn)位置發(fā)生有規(guī)律的變化。夏至日時(shí)，太陽直射北緯23°26ˊ（北回歸線）；冬至日時(shí)，太陽直射南緯23°26ˊ（南回歸線）。夏至日和冬至日之間的時(shí)段，太陽直射點(diǎn)作往返運(yùn)動(dòng)。太陽直射點(diǎn)的這種周期性往返運(yùn)動(dòng)，稱為太陽直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)。

3.板書：                       

探究活動(dòng)

拍攝北極星空照片：
⑴準(zhǔn)備器材：帶有B門的照相機(jī)，三腳架，快門線，普通黑白膠卷。
⑵活動(dòng)步驟：支好相機(jī)（將鏡頭光心對(duì)準(zhǔn)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(shí)、1小時(shí)、1.5小時(shí)、2小時(shí)曝光時(shí)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(yùn)動(dòng)。