
《宇宙中的地球》的教学教案
一、教学目标
- 知道地球在太阳系中位置的基本特征,认识天体系统及其运行规律。
- 掌握日照图的判读方法,理解日地距离适中、体积适中和液态水的存在对生命的影响。
- 了解哥白尼、布鲁诺等人的科学探索精神,体会人类对宇宙奥秘的好奇心。
二、教学内容与结构
- 第一部分:认识地球的运行特点
- 探讨太阳系中地球的位置及其运动方式。
- 第二部分:日照图的判读方法
- 认识日照图的三大步骤:确定自转方向、判断南北半球和方时。
- 第三部分:理解日地距离适中与体积适中的影响
- 分析日地距离适中、地球体积适中以及液态水的存在对生命影响的作用。
- 第四部分:总结全课
三、教学重点与难点
- 重点:理解日地距离适中、地球体积适中以及液态水的存在对生命的影响。
- 难点:如何从日照图信息中推断出这些条件。
四、教学准备
- 课件与图片:展示地球侧视图、极地俯视图、斜侧图、矩形投影图等,以及相关案例分析图片。
- 日照图判读卡片:设计练习题卡片,让学生通过判读判断正确答案。
- 天体系统模型:制作天体运动模型(赤道、斜轴等)供学生理解。
五、教学过程
1. 教学第一部分:认识地球的运行特点
- 内容:
- 在板书中回顾地球侧视图、极地俯视图、斜侧(俯)视图和矩形投影图,说明它们的区别与作用。
- 强调地球自转方向(东经度由西向东增大,西经度由西向东减小)以及昼夜半球的判断方法。
- 板书设计:
- 地球侧视图:上北下南,赤道为直线。
- 极地俯视图:中心点显示北极和南极,赤道圈经过南北极圈。
- 斜侧(俯)视图:观测者位于斜轴附近,朝右下方观察。
- 矩形投影图:将南北半球的俯视图组合,判断东经度方向。
2. 教学第二部分:日照图的判读方法
- 内容:
- 推导日照图的三大步骤:确定自转方向、判断南北半球和方时。
- 给出判读方法,包括①经度排列法、②纬线圈切点法等。
- 板书设计:
- 灯影与天顶面的关系:昼半球中央经线为正午12时,夜半球中央经线为0时。
- 太阳高度角:直射点位置决定昼长和夜长的比例。
3. 教学第三部分:理解日地距离适中与体积适中的影响
- 内容:
- 分析日地距离适中、地球体积适中以及液态水的存在对生命的影响。
- 引导学生推断地球上存在生命的原因。
- 板书设计:
- 日地距离适中:提供光照充足且温度适宜,适合生命存在。
- 地球体积适中:吸引大气和引力,帮助维持环境稳定。
- 液态水的存在:提供水分、热量和氧气等条件。
4. 教学第四部分:总结全课
- 内容:
- 总结地球的位置特征及其对生命影响的三个关键因素。
- 强调人类研究宇宙奥秘的精神与探索精神。
- 板书设计:
- 灯影分布示意图,判断三点情况(直射点)。
六、课后反思
- 教学收获:学生对地球的位置特征和日照图判读有了清晰的认识。
- 反馈与总结:
- 通过课堂练习题检测学生的掌握情况。
- 参与课后探究活动,了解哥白尼、布鲁诺等人的科学精神。
七、板书设计
教学第一部分:认识地球的运行特点
- 地球侧视图:上北下南,赤道为直线。
- 极地俯视图:中心点显示北极和南极,赤道圈经过南北极圈。
- 斜侧(俯)视图:观测者位于斜轴附近,朝右下方观察。
- 矩形投影图:将南北半球的俯视图组合。
教学第二部分:日照图的判读方法
- 确定自转方向:
- 东经度由西向东增大;西经度由西向东减小。
- 判断南北半球:
- 北极圈切点判断北半球,南极圈切点判断南半球。
- 正午12时与0时的判断:
- 昼半球中央经线为正午12时;夜半球中央经线为0时。
教学第三部分:理解日地距离适中与体积适中的影响
- 日地距适中:提供充足的光照和温度,适合生命。
- 地球体积适中:吸引大气和引力,维持环境稳定。
- 液态水存在:提供水分、热量和氧气。
八、板书设计
教学第一部分
| 项目 | 判读方法 | |-------------------|----------------------------------| | 灯影分布 | ①经度排列法;②纬线圈切点法 | | 北极圈切点 | 区分北半球与南半球 | | 南极圈切点 | 区分南半球与北半球 |
教学第三部分
| 地球特征 | 判读依据 | |-------------------|------------------------------| | 日地距适中 | 光照充足,温度适宜 | | 地球体积适中 | 引力增强,吸引大气 | | 液态水存在 | 提供水分、热量和氧气 |
九、课后探究
- 学生查找资料:哥白尼《天体运行》的分析与影响。
- 分析其他科学家(如布鲁诺)对日地距的研究,分享自己的观点。
十、板书设计总结
- 灯影分布示意图,判断三点情况(直射点)。
教学反思: 通过本次教案设计,学生能够基本掌握地球运行特点和日照图的判读方法。但在实际应用中发现部分学生对于日照图判读步骤的推导理解不够深入,可以加强课后练习题的变式题目的训练以提升解题能力。
太阳直射点地理坐标的确定及与日出、日落方向的关系
太阳直射点是地球上光照分布的重要标志。该点是太阳正交进入大气层的位置,其经度和纬度决定了太阳直射点的具体位置。通过研究地球自转方向和昼夜分布规律,我们可以推算出太阳直射点的地理坐标。
-
太阳直射点经度的确定
根据已知某地的太阳时和地方时,利用时差与经度差的关系,可以计算出正午12时所在的经线。该经线的度数即为太阳直射点的经度。例如,若图中晨昏线与赤道交点的时间为0°,则此时太阳直射点位于经度为90°E的位置。 -
太阳直射点纬度的确定
确定太阳直射点的纬度可以通过以下几种方法: - 利用正午太阳高度角公式:H = 90°-(某点与太阳直射点之间的纬度间隔),可以推算出某时太阳直射点的纬度。
- 特殊日期:北半球春分、秋分日太阳直射赤道(0°),夏至日太阳直射北回归线(23.5°N),冬至日太阳直射南回归线(23.5°S)。
- 根据晨昏线与纬线圈的关系:太阳直射点的纬度与该纬线圈之间的夹角之和为90°。例如,若晨昏线与70°N纬线相切,则太阳直射点的纬度为20°N。
太阳直射点地理坐标确定方法
(1)正午太阳高度角法
利用正午太阳高度角公式:H = 90°-(某点与太阳直射点之间的纬度间隔),可以计算出太阳直射点的纬度。例如,若图中某地的正午太阳高度为43°,则太阳直射点的纬度为23.5°N。
(2)特殊日期法
北半球春分、秋分日太阳直射赤道(0°),夏至日太阳直射北回归线(23.5°N),冬至日太阳直射南回归线(23.5°S)。例如,若图中某地是夏至日,则太阳直射点位于北回归线(23.5°N)。
(3)方位关系法
根据晨昏线与经线和纬线的关系:
- 除了春分、秋分日外,晨昏线任何时候都与南北半球两条相对称的纬线相切,这两条纬线的度数之和为90°。例如,若晨昏线与70°N纬线相切,则太阳直射点位于20°N。
太阳直射点与日出、日落方向
根据太阳直射点的位置,可以总结出以下规律:
1. 太阳直射在赤道(全球各地):正东方日出,正西方日落。
2. 太阳直射在北半球:东北方向日出,西北方向日落。
3. 太阳直射在南半球:东南方向日出,西南方向日落。
例题解析
(1)某地太阳直射纬线的纬度及晨昏线与经线夹角
图中,某地正午太阳高度为43°,且太阳直射点位于北半球。根据公式:H = 90°-纬度差,可得太阳直射点纬度为23.5°N。同时,晨昏线与经线的夹角为20°(与70°N纬线相切),因此太阳直射点的纬度与该纬线之和为90°。
(2)日出、日落范围绘制
若太阳直射点位于北半球,则夜半球的范围为东南方向。示意图中,用阴影表示夜半球范围即可完成任务。
(3)昼长计算与方向确定
假设某地甲(20°N,50°E)昼长为13时14分,乙地(20°S,60°W)的昼长为:根据公式,太阳直射点位于北半球,则甲地日出方位为东南方向,日落为西南方向。乙地由于在南半球且昼夜相反,昼长与甲地相同,仍为13时14分。
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