二、专题4单元结构分析 |
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专题4地球的运动由“地球自转”、“地方时与区时”、“地转偏向力”、“地球公转”和“季节的形成”五个知识点组成。
地球运动是地理环境的形成以及地理环境各要素运动变化的基础,既是本篇的重点,也是高中阶段地理学习的重要基础。由于地球运动涉及许多物理知识和天文知识,特别是抽象的空间位置变化,使学生不易理解,因此,又是本篇的难点所在。

1.地球自转
地球自转知识点包括地球自转的特点及其地理意义两大部分。
地球自转的特点可从地球自转的方向、周期、速度三个方面进行分析。讲地球自转方向时,一定要利用地球仪进行演示,否则,学生很难理解这种现象。
地球自转的周期有两个:恒星日和太阳日。它是地球自转这部分教学内容的一个难点。在恒星日的教学中,首先要强调:置身在地球上是很难感觉到地球在转动,特别是地球自转的周期难以确定,因此必须找一个参照物来辅助确定地球自转运动周期的开始与结束的时刻。我们将恒星两次经过子午圈(上中天)的时间间隔,定义为地球自转的周期,叫一个恒星日。同理,以太阳为参照物,就叫太阳日。
在教学中还应强调,我们平时所说的一天,其时间单位是一个太阳日,虽然不是地球自转的真正周期,但以太阳为参照物,方便人们安排工作和学习。
为了理解什么是太阳日,什么是恒星日,为什么恒星日是地球自转的真正周期,为什么太阳日长于恒星日,有必要阅读“地球自转的周期”示意图。
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图上方标注的是“同一恒星”,为什么却在不同位置上画了三颗星?这有两个原因:一是由于恒星距离我们十分遥远,如果把图上三条线无限延长就会交于一个点(恒星)上,只是在图中极小的距离内,无法表示出恒星与地球之间遥远的距离,所以只能将同一颗恒星画成了在不同位置上的三颗星。二是由于表达上的需要,示意图上E1至E2和E2至E3的弧线长度都画夸张了,如E1至E2实际只公转了59′的角度,而图上∠E1SE2画成了约30°的角度。这样一夸张,同一恒星也只能画成如图分得很开的三颗星了。
读该图,当地球公转至E1 位置时,某恒星、太阳、地心和P地点位于同一直线,说明该恒星和太阳均经过P地的上中天。当地球公转至E2位置时,同一恒星再次经过P地上中天,这时地球已自转360°,为一个恒星日。但太阳日的参照物是太阳,由于地球在自转的同时又在公转,当地球自转一周后,在公转轨道上也转过一个角度到E3的位置,这时太阳与P地及地心已不处在一条直线上。从图上可看出,只有当地球再多转一个角度至E3位置时,才能使太阳再次经过P地上中天,这就是一个太阳日,地球多转的度数大致可以这样算出:公转一周360°大约需要365天(即一年),每日地球公转(也就是从E1至E2)的平均角速度为59′,这就是太阳日比恒星日地球需多转的角度,大约需3分56秒的时间。我们规定一个太阳日为24小时,那么恒星日就只有23时56分4秒了。
对于这两个周期的差别及成因,用表格进行归纳。
周期 |
时间 |
自转度数 |
说明 |
恒星日 |
23小时56分4秒 |
360° |
地球自转的真正周期 |
太阳日 |
24小时 |
360°59′ |
通常使用的地球自转周期 |
地球自转的地理意义包括昼夜更替、地方时、物体水平运动方向的偏转和对地球形状的影响。这里地方时和沿地表作水平运动的物体发生偏向是难点。
2.地方时与区时
注意讲清基本概念,特别是近似概念,如时区与区时、区时与地方时。
对于地方时的教学,首先应了解地方时的概念:人们把当地太阳位置最高定为12点,以此划分的时间。教学方法可用太阳视运动与太阳真运动示意图,启发学生自己观察,找出太阳视运动图中,正午12点时的太阳位置;辨认太阳真运动图中,地球上12点的位置。然后用地球仪演示或画示意图,并引导学生回忆初中地理学过的知识,启发学生理解地方时的三个基本特征:①同经度地方时相同;②地方时东大西小(越向东时刻数越大,越向西时刻数越小);③每15度差1小时,每1度差4分钟。
在此基础上,用图示法或公式法进行地方时的计算。
当地方时搞清楚后,可设问:地方时虽精确,但是否能在全球各地使用?以此引出区时。
关于区时的教学,要抓住时区的划分方法(注意0时区、东西12区的特殊性)及每个时区区时的确定,及在实际应用中各国法定时的使用,特别是北京时间的含义及应用。从180度经线东、西两侧分别是地球上时间最晚和最早的地方,说明国际日界线两侧时间与日期的差异。
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3.地转偏向力
“地转偏向力”是教学的一个难点,它与地球上的许多地理现象都有关系。它的成因不容易理解,在教学中要强调水平运动的物体其方向发生偏转是地球自转的结果,“地转偏向力”是人们为便于研究和解释这一现象而假想的力。
对于这部分内容,可利用小实验或结合学生身边事例,如河中漩涡的旋转方向。主要讲清两点:①偏转规律;②促使水平运动物体方向发生偏转的力是地转偏向力。其中偏转规律是重点。
对偏转规律的实际运用,教学时可指导学生用左右手定则来判断地转偏向力的方向。右手代表北半球,左手代表南半球,手心朝上,四指表示物体沿地表水平运动的起始方向,大拇指表示地转偏向力方向。
4.地球公转
地球公转知识点主要包括:地球公转的特点和黄赤交角两部分内容。
地球公转的特点有三个:①自西向东的公转方向;②以1年为单位的公转周期;③可分为角速度和线速度的公转速度。黄赤交角是本节的重点。可通过课本中的黄赤交角示意图(如下)、地球公转(二分二至)图讲解。黄赤交角造成太阳直射点的回归运动。
对黄赤交角的空间概念,需弄清地轴、赤道平面和黄道平面三者之间的关系,可以从“一轴两面三角度”进行理解:“一轴”指地轴;“两面”指黄道平面和赤道平面;“三角度”指黄道平面与赤道平面的交角为23°26′,地轴与黄道平面的夹角为66°34′,地轴与赤道平面的夹角为90°。
关于太阳直射点的回归运动,初中地理已经讲过,本课中讲同样的问题,主要区别是:第一,说明了太阳回归运动起因于两个重要因素,即地球公转和地球以地轴为轴倾斜着自转。如果地球不公转,直射点纬度就不会变化;如果地球不倾斜着自转,直射点将永远在赤道上。这也说明了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。第二,比较细致地说明了太阳直射点的回归过程。第三,与前面讲到的回归年的概念相对应,回归年即太阳直射点的回归周期。

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5.季节的形成
季节的形成知识点主要包括正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化和四季更替等地球公转的地理意义。
对于正午太阳高度的变化:
首先,讲清太阳高度和正午太阳高度两个概念。太阳高度是指太阳光线对于地平面的交角(即太阳在当地的仰角)。正午太阳高度是指一日内最大的太阳高度。
其次,要从时间和空间两方面讲清正午太阳高度的变化规律。读课本中的二分二至日正午太阳高度的纬度变化图,分析正午太阳高度的空间(即纬度)变化规律。

无论什么季节,正午太阳高度总是由太阳直射点的纬度向南北两侧依次递减。正午太阳高度的时间(即季节)变化规律主要是由太阳直射点的周年变化造成的。
正午太阳高度的变化规律表(时间和空间)
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春分 |
夏至 |
秋分 |
冬至 |
北极圈 |
赤道:
正午太阳高度角最大,向两侧递减 |
北回归线:正午太阳高度角最大,向两侧递减。
北回归线及其以北地区:正午太阳高度角达一年中最大。
赤道以南:达一年中最小 |
赤道:
正午太阳高度角最大,向两侧递减 |
南回归线:正午太阳高度角最大,向两侧递减。
南回归线及其以南地区:正午太阳高度角达一年中最大。
赤道以北:达一年中最小 |
北回归线 |
赤道 |
南回归线 |
南极圈 |
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对于昼夜长短的变化:
昼长和夜长的表示方法:读“昼半球和夜半球”图,明确昼弧、夜弧及其长度所表示的地理意义。昼(夜)弧所在的纬线长表示昼(夜)长。如昼(夜)弧的纬度长度为120°,即昼(夜)长为8小时。
昼夜长短的纬度分布看表二分、二至日全球昼夜长短状况
时间 |
北半球 |
南半球 |
6月22日 |
昼最(长),夜最(短),北极圈以内为极昼 |
昼最(短),夜最(长),南极圈以南为极夜 |
12月22日 |
昼最(短),夜最(长),北极圈以内为极夜 |
昼最(长),夜最(短),南极圈以南为极昼 |
3月21日
9月23日 |
全球昼夜等长 |
关于四季的划分可通过以下两表进行讲述:
天文四季表
四季 |
春季 |
夏季 |
秋季 |
冬季 |
中点节气 |
春分 |
夏至 |
秋分 |
冬至 |
天文含义 |
冬夏过渡季节 |
白昼最长
正午太阳最高 |
夏冬过渡季节 |
白昼最短
正午太阳最低 |
我国气候统计四季(中纬度地区)
四季 |
春季 |
夏季 |
秋季 |
冬季 |
月份 |
3~5 |
6~8 |
9~11 |
12~2 |
天文含义 |
冬夏过渡季节 |
白昼最长、太阳最高 |
夏冬过渡季节 |
白昼最短,太阳最低 |
气候含义 |
冷热适中,由冷转热 |
气温最高,炎热 |
冷热适中,由热转冷 |
气温最低,寒冷 |
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小结:
地球的自转和公转的对比表
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自转 |
公转 |
定义 |
地球围绕自转轴的旋转运动 |
地球围绕太阳的运动 |
轨道面 |
赤道平面 |
黄道平面 |
地轴的空间位置 |
北端始终指向北极星附近 |
北端始终指向北极星附近 |
方向 |
侧视:自西向东
从北极上空看:逆时针
从南极上空看:顺时针 |
自西向东
从北极上空看:逆时针
从南极上空看:顺时针 |
周期 |
恒星日:真正周期
太阳日:昼夜交替的周期 |
恒星年
回归年 |
速度 |
角速度:除南北极点外,其他任何地点均为每小时15°
线速度:从赤道向两极递减,两极为0 |
角速度:每天向东推进1°
线速度:30千米/时 |

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