昼夜长短的变化、季节更替教学设计

昼夜长短的变化、季节更替（教学设计）同学们，大家好。本节课我们一起研究公转与自转共同作用下产生的地理意义——昼夜长短的变化、季节更替。老师这里有两则消息与大家分享一下。第一则消息：暑假，郑老师班里的小宋同学去哈尔滨探亲，在8月18日这天晚上，小宋发微信跟郑老师聊天，她说：“郑老师，我今天发现哈尔滨早晨4：40左右就日出了，傍晚6点40左右日落，白天长达14小时左右。天津是什么情况？”我回复她说：“天津和哈尔滨不一样，天津大约5:30左右日出，傍晚7点左右日落，白天大约13个半小时。”然后郑老师马上就在手机上查到了下面这两幅图，图中显示8月18日这天哈尔滨和天津日出日落时间。日落时间与日出时间的差值为白昼时间。老师发现这一天哈尔滨的白昼时间比天津要长。为什么同一天哈尔滨和天津的白昼时间不一样呢？第二则消息：郑老师班里的小茗同学家住北京，去年五一劳动节和十一国庆节她都去天安门广场看升旗、降旗仪式了。他说：“劳动节的升旗仪式在5:14分举行，降旗仪式在19:08举行，而十一国庆节的升旗仪式是在6:10举行，降旗仪式在17:57。为什么劳动节和国庆节升降旗时间不一样呢？如果六一儿童节去看升降旗仪式，是不是时间也不一样呢？”（暂停一会）大家知道吗？天安门广场的升降旗是随着太阳的升落而进行的。为什么天安门广场的升旗和降旗时间会发生变化呢？有什么规律呢？要想解开这两个谜团，我们就要一起来研究今天的课题——昼夜长短的变化。昼夜长短的变化，包括空间变化规律和时间变化规律两方面。前面我们已经学过，地球是一个既不发光也不透明的球体，在同一时间，太阳只能照亮地球表面的一半，面对太阳的半球是白天，背对太阳的半球是黑夜，因此地球上出现了昼夜两个半球的分界线——晨昏线。他把所经过的纬线圈分割为昼弧和夜弧两部分。昼夜长短，我们可以用昼弧和夜弧长短比例来表示。由于地球不停的自转，从而出现了昼夜交替。地球自转一周所经历的昼弧长、夜弧短，则白昼长、黑夜短；反之，则黑夜长、白昼短。我们都有一个感受：那就是夏季天长，冬季天短。为什么会有昼夜长短的变化呢？由于地轴是倾斜的，因此出现了黄赤交角，形成了太阳直射点的回归运动。所以晨昏线出现了有规律的摆动，进而使得昼弧和夜弧发生变化，出现了昼夜长短的变化。昼夜长短的变化到底表现出怎样的规律呢？下面我们通过一组活动一起研究一下。活动1：观察下图，总结二分二至日全球昼夜长短的分布规律。同学们请注意一个问题，幻灯片呈现的都是半球图，对应出现的都是昼半弧和夜半弧。另一半球的情况与幻灯片呈现的图片是对称的。我们先来看北半球夏至日，全球各地昼夜长短的分布规律。北半球夏至日，太阳直射北回归线。地球在公转轨道中的位置位于左图中最左边位置（指图）。该日太阳光照图如右图所示。同学们仔细观察图片。北半球同一纬度地区昼弧和夜弧的长短，有什么特征呢？说明北半球昼夜分布是什么样的规律呢？南半球呢？（暂停一会）我们发现，北半球同一纬度地区，昼弧长、夜弧短，说明北半球昼长夜短。南半球同一纬度地区，昼弧短、夜弧长，说明南半球各地昼短夜长。同学们，你们答对了吗？同学们再仔细观察一下北极圈及其以内，昼弧和夜弧分布有什么规律？南极圈及其以内又有什么规律呢？这又说明昼夜长短表现出什么特点呢？（暂停一会）由图我们发现北极圈及其以内，只有昼弧、没有夜弧，完全处于白天，即白昼时长为24小时，我们把这种现象称为极昼。而南极圈及其以内，只有夜弧、没有昼弧，完全处于黑夜，即黑夜时长为24小时，我们把这种现象称为极夜。同学们再观察一下，赤道上的昼弧和夜弧分布有什么规律呢？（暂停一会）赤道上昼弧等于夜弧，说明赤道昼夜等长。由此，我们不难发现北半球夏至日，昼夜长短的分布规律为：从南向北，昼渐长、夜渐短。同学们有没有发现，我们只要认真观察北半球夏至日的太阳光照图，就很容易看出全球各地昼夜长短的分布规律呀！老师带着大家一起分析了北半球夏至日，全球各地昼夜长短的分布情况，总结出了分布规律。大家能否按照老师刚才的方法，自己分析一下北半球冬至日，全球各地昼夜长短的分布规律呢？大家试一试吧！冬至日太阳位于公转轨道的右侧的位置（指图），太阳光照图如右图所示（指图）。同学们先找到直射点的位置，然后认真观察光照图，看看晨昏线发生了什么变化，然后分析北半球同一纬度地区昼弧和夜弧的关系、北极圈及其以内昼弧和夜弧的关系、赤道上昼弧和夜弧的关系、以及南半球对应位置的昼夜变化情况。（暂停一会）北半球冬至太阳直射南回归线。北半球昼短夜长，南半球昼长夜短。北极圈及其以内出现极夜现象。南极圈及其以内出现极昼现象。赤道上昼夜等长。由此我们发现，北半球冬至日时，全球的昼夜分布规律为：从南向北，昼渐短、夜渐长。同学们是不是都答对了啊！现在我们一起看一下北半球春分日和秋分日，全球各地昼夜长短的空间分布规律。春秋分太阳直射赤道，全球各地同一纬线上，昼弧等于夜弧。说明，全球各地昼夜等长，均为12小时。二分二至日，全球各地昼夜长短的空间分布表现出以上这些规律，那么随着时间的变化，全球各地昼夜长短又会有发生怎样的变化呢？下面让我们一起一探究竟。活动二，观察下图，分析全球昼夜长短的时间变化规律。大家可以跟随老师一起，按照表格提示的时间段，我们逐一对北半球、南半球以及赤道地区进行分析。请大家认真观察直射点移动方向、晨昏线的变化以及南北半球各地昼弧、夜弧的变化规律。我们先来看春分日至夏至日这一时间段的变化情况。请大家认真观察右侧动态模拟图。（暂停一会。）我们发现春分日至夏至日直射点由赤道向北，逐渐移动至北回归线。此时，北半球各地昼弧逐渐变长，夜弧逐渐变短，说明北半球各地昼渐长、夜渐短。而南半球则恰好相反，昼弧逐渐变短、夜弧逐渐变长，说明南半球昼渐短、夜渐长。赤道上昼弧和夜弧没有任何变化，依然是昼弧等于夜弧，说明昼夜等长。我们再来看夏至日至秋分日的情况。请大家认真观察右侧动态模拟图，总结规律。（暂停一会。）从夏至日至秋分日，直射点由北回归线向南移动至赤道。我们发现，北半球各地昼弧逐渐变短，夜弧逐渐变长，说明北半球昼渐短、夜渐长。而南半球则恰好相反。南半球昼弧逐渐变长，夜弧逐渐变短，说明南半球昼渐长、夜渐短。赤道上，昼弧等于夜弧，说明赤道昼夜等长。同学们，按照老师刚才的思路，能不能自已分析一下秋分日至冬至日和冬至日至转年春分日，全球各地昼夜长短的变化规律呢？（播放动图，暂停一会，直接出答案）从春分日至秋分日，也就是3月21日前后至9月23日前后，我们称之为北半球的夏半年，这段时间直射点一直位于北半球，北半球同纬度地区昼弧长、夜弧短，说明北半球昼长夜短。南半球恰好相反。从秋分日至转年春分日，也就是9月23日前后至来年3月21日前后，我们称之为北半球的冬半年，直射点一直位于南半球，北半球同一纬度地区夜弧长、昼弧短，说明北半球各地夜长昼短，而南半球则恰好相反。无论直射点如何移动，赤道上永远昼弧等于夜弧，所以赤道永远昼夜等长。细心的你，有没有发现这样的规律：太阳直射点北移过程，北半球各纬度昼变长、夜变短，而太阳直射点南移过程，南半球各纬度昼变长、夜变短。下面我们一起总结一下全球昼夜长短的变化规律。1.赤道上全年昼夜平分；其他地区随纬度增高，昼夜长短的变化幅度加大；极圈内出现极昼、极夜现象。2.春秋分，太阳直射赤道，全球各地昼夜平分，均为12小时。3.北半球夏半年，太阳直射北半球，北半球各地昼长夜短，且纬度越高，昼越长，夜越短。夏至日，北半球昼最长、夜最短，极昼范围达到最大，北极圈及其以内都有极昼现象。北半球冬半年与夏半年相反。4.南半球与北半球相反。我们研究了全球各地昼夜长短的变化规律，现在我们一起来研究这两个问题。问题1，为什么同一天哈尔滨和天津的白昼时间不一样呢？在8月18日，直射点位于赤道与北回归线之间，北半球各地昼长夜短，且纬度越高，昼越长、夜越短。哈尔滨和天津同处于北半球，且哈尔滨比天津纬度更高，所以哈尔滨的白昼时间要长于天津。问题2：为什么天安门广场升旗和降旗时间会发生变化呢？有什么规律呢？因为地轴是倾斜的，所以形成了黄赤交角，造成太阳直射点的回归运动，使得晨昏线发生有规律的摆动，从而使得南北半球各地昼夜长短发生变化。因此北京的日出和日落时刻随季节发生变化。天安门广场的升旗仪式与日出同步，降旗仪式与日落同步。所以每天的升降旗时间不同。从北半球冬至日至夏至日，直射点不断向北移动，北半球各地昼渐长、夜渐短，北京位于北纬40度，所以这个时间段北京的日出时间越来越早，升旗时间越来越早。而日落时间则越来越晚，降旗时间会越来越晚。从夏至日至冬至日，直射点由北回归线不断向南移动，北半球各地昼渐短、夜渐长。在这个时间段，北京的日出会越来越晚，所以升旗时间会逐渐变晚。而日落时间会越来越早，所以降旗时间会逐渐提前。同学们都答对了吧！昼夜长短的差异和变化导致地球表面不同地区接受太阳辐射的时间长短不同。我国冬季南北温差大，夏季南北温差小。同学们知道原因吗？（暂停一会）冬季，太阳直射南半球，我国北方比南方太阳高度角越小，且白昼时间比南方短。夏季，我国北方比南方太阳高度角小，但是白昼时间比南方长。所以冬季南北温差大，夏季南北温差小。当然，这种现象的出现还有其他原因，同学们可以研究一下！太阳直射点在纬度上的周年变化，造成同纬度地区，正午太阳高度角的变化和昼夜长短的变化，正午太阳高度角的差异和变化造成地球表面不同地区太阳辐射的强度不同，昼夜长短的差异和变化导致地球表面不同地区接受太阳辐射的时间长短不同，使得太阳辐射发生变化，进而带来季节更替。地球上不同纬度地区都有四季变化吗？同学们知道，哈尔滨冬季的冰雕展是非常引人注目的，每年春节前后吸引了国内外大量游客，天津蓟县的玉龙滑雪场也是冬季吸引市民的绝好旅游目的地。在“北国风光，千里冰封，万里雪飘”的季节，海南岛的热带风情却显得格外与众不同。所以，不同地区季节变化表现不同。赤道附近的低纬度地区，一年中昼夜长短和正午太阳高度角变化不大，全年正午太阳高度角都较大，季节更替现象不明显。极地附近的高纬度地区昼夜长短变化最大，南北极圈内有极昼和极夜现象，且全年正午太阳高度角都很小，季节更替也不明显。中纬度地区一年中昼夜长短和正午太阳高度角变化都很大，季节更替明显。那么春夏秋冬四季是如何划分的呢？有一个常识，南北半球季节相反。当我国是冬季时，澳大利亚是夏季。大家知道为什么吗？从天文学上讲，白昼最长、太阳高度角最大的季节，为夏季。而白昼最短、太阳高度角最小的季节，为冬季。春秋两季是冬季与夏季之间的过渡季节。你知道南北半球季节相反的原因了吧！我国传统上以24节气当中的立春、立夏、立秋和立冬为起点来划分四季。但是，各地气候实际与此并不一定相符。立春节气一般在2月4日前后，但此时我国大部分地区气温还比较低，还没有进入春季。立秋节气一般在8月7日前后，但此时我国大部分地区气温还比较高，还处于夏季。为了季节与气候相符，气候统计工作中一般把3、4、5月划分为春季，6、7、8月划分为夏季，9、10、11月划分为秋季，12月、1月、2月划分为冬季。接下来我们做一些习题，巩固一下本节课所研究的内容。下表中所列的是12月22日甲乙丙丁四地白昼时间。根据表中数据回答下题。1、四地中，属于南半球的是？题目中提到此时为12月22日，为北半球冬至日，我们知道北半球冬至日太阳直射南回归线。此时，南半球各地昼长夜短，也就是昼长超过12小时。而北半球各地昼短夜长，昼长小于12小时。仔细观察表中甲乙丙丁四地的白昼时间长短，我们发现，甲乙丙三地白昼时间均小于12小时，而丁地白昼时间长于12小时，因此属于南半球的为丁地，所以此题应该选4D选项。2、四地所处纬度从高到低排列正确的是？我们知道纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。赤道上终年昼夜平分，变化幅度为零。极圈内出现极昼、极夜现象，变化幅度最大。我们用四地的昼长与12小时做差，就可以计算出四地昼夜长短的变化幅度。从表格中数据，我们发现，丙、丁两地相对来说离赤道较近，昼夜长短变化比甲、乙两地小。而且丙地更接近赤道，纬度更低。甲地昼夜长短变化最大，纬度最高。因此，纬度从高到低的排序为甲乙丁丙。下图是北京时间2016年11月18日甲乙丙丁四地的昼夜长短分布示意图。图中阴影部分表示黑夜。读图完成下题。1.四地自北向南排列，正确的是？题目中提到北京时间为2016年11月18日。此时为北半球冬季。直射点位于南半球。根据昼夜长短的空间变化规律。我们知道，此时越往北，昼越短、夜越长。题目提示，阴影表示黑夜。结合题目当中所给示意图，我们发现，甲地黑夜时间最长，丙地黑夜时间最短，所以甲地最偏北，丙地最偏南。乙地黑夜时间比丁地长，所以乙地比丁地偏北。所以由北向南的排序，正确的应为4D选项。二十四节气是中华传统文化的瑰宝，已被列入世界非物质文化遗产。它是根据地球在黄道（即地球绕太阳公转的轨道）上的位置变化而制定的，用于指导人们生产生活。读二十四节气图，完成下题。“惊蛰”节气古解为“二月节……万物出乎震，震为雷，故曰惊蛰，是蛰虫惊而出走矣”，从惊蛰到夏至期间以下关于天津市的说法正确的是？（暂停一会读题目）根据材料，惊蛰节气在春分前，此时太阳直射点在南半球，靠近赤道。从惊蛰到夏至，太阳直射点一直向北移动，天津市昼渐长，正午太阳高度角逐渐增大，正午杆影渐短，A错误，B错误，C正确。天津市属于温带季风气候，降水主要在夏秋季节，从惊蛰到夏至，太阳直射点一直向北移动，天津市降水量逐渐增加，太阳辐射强度逐渐增强，D错误。故选C。如图为我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节分配示意图。读图，回答下题。1、图示季节分配自上而下依次为？我们知道，纬度越低的地区，热量越充足，夏季时间应该越长。所以夏季时间由长到短的顺序为纬度由低到高的顺序。大家结合左图对应找到这四个城市的纬度位置。纬度由低到高依次为广州、武汉、北京、哈尔滨。因此，夏季