“正午太阳高度的变化”的“五个一”教学设计

胡继中（江苏省泗阳中学, 江苏 宿迁 223700）



“正午太阳高度的变化”的“五个一”教学设计

胡继中
（江苏省泗阳中学, 江苏 宿迁 223700）

一、展示一幅图景

展示图景：

泗阳新世纪阳光城小区景观图（图略）。

提供素材：

去年6月，赵华的父母在泗阳新世纪阳光城小区购买了一套住房，今年1月，全家入住后发现阳光全被前排楼房挡住了，他感到很困惑，那天看房时室内阳光充足，怎么过了几个月阳光就被挡住了呢？

学生阅读图文，从生活中定向引思激趣。

（设计意图：学习生活中地理，从学生身边的日常生活事例切入话题，贴近学生的生活实际，易于调动学生情趣，学会在生活中发现问题，提出问题，激发求知欲）

二、分析一组问题

1.自主学习，完成第一次知识建构

根据导学案提示，学生自主学习课本，初步掌握基本知识和技能。

(1)太阳高度和正午太阳高度的概念

①什么是太阳高度角？太阳高度角的日变化有什么规律？你能否绘图说明（如图1）？

图1 太阳高度与太阳高度日变化示意图

②什么是正午太阳高度角？请思考一下在光照图上如何确定地方时为12时的经线？

归纳：

夜半球：h＜0°，昼半球：h＞ 0°， 晨昏线：h ＝ 0°，直射点：h=90°

(2)正午太阳高度的变化规律

①正午太阳高度随纬度变化读二分日和二至日正午太阳高度角分布图（见图2），完成表格填空（见表1）。

图2 二分日和二至日正午太阳高度分布示意图

②正午太阳高度的季节变化

表1 二分二至正午太阳高度纬度变化规律

观察上图，阅读课文，填写下面表格内容（见表2）。

表2 二分二至正午太阳高度季节变化规律

记录自学的收获与困惑。

2.小组合作，完成第二次知识建构

展示交流自主学习中的成果与问题，让已会的学生来教不会的学生，促使学生相互合作、互相帮助，达到“兵”教“兵”的目的。

记录小组讨论成果与存在问题。

3.质疑点津，完成第三次知识建构

各小组推荐代表展示本组成果及未解决的问题，教师组织讨论质疑，适时点拨，适度拓展：

(1)正午太阳高度的纬度变化

读图（见图3）、析图，师生共同归纳其纬度变化规律。

图3 正午太阳高度随纬度变化规律示意图

由图3可知：

二分日，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。

夏至日，正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。

冬至日，正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。

概言之，太阳直射点的正午太阳高度最大，为90°，由此分别向南北两侧递减，即近大远小（离直射的纬线越近越大，越远越小）。

(2)正午太阳高度的季节变化

方法突破，读图（见图4）说明，在夏至日时不同纬度正午太阳高度的大小随季节的变化规律。

图4 夏至日正午太阳高度分布图

依据图4画出冬至日正午太阳高度分布图。

读图5，比较二至日同一纬线上的太阳正午高度。

图5 夏至日、冬至日正午太阳高度对比示意简图

提问：为什么一个地区的正午太阳高度会发生季节变化？

(3) 正午太阳高度的计算

正午太阳高度= 90°—纬度差。

（纬度差：即所求地点纬度与太阳直射点的纬度差，同一半球相减，不同半球相加）

当太阳直射B点(10°N)时，A点(30°N)、C点(23°26′S)正午太阳高度如图6所示。

图6 正午太阳高度计算示意图

当太阳直射B点(10°N)时，A点(30°N)正午太阳高度是：

HA＝90°—纬度差 ＝90°—(30°—10°)＝70°

当太阳直射B点(10°N)时，C点(23°26′S)正午太阳高度是：

HC＝90°—纬度差＝90°—(10°＋23°26′)＝56°34′

计算泗阳（33°26′N）在夏至日、冬至日、春秋分日时的泗阳正午太阳高度（见表3）。

表3 江苏泗阳正午太阳高度

（设计意图：在教学中特别强调问题在学习中的重要性，一方面强调通过问题来进行学习，把问题看做学习的动力、起点和贯穿学习过程中的主线；另一方面通过学习来生成问题，把学习过程看成是发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。在“自主学习”阶段，进行第一次知识建构；通过“小组互助”基本解决自学中没有解决的问题，进行第二次知识建构；通过老师主持的“质疑点拨”解决小组互助时没有解决的问题，进行第三次知识建构。符合学生的认知规律与特点，循序渐进，不断加深对知识理解）

三、归纳一条规律

在三次知识建构的基础上，师生共同归纳：

1.正午太阳高度的纬度分布规律

同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点纬线向南北两侧递减（如图7）。地球上，同一纬线上正午太阳高度相同。太阳直射点所在纬线上正午太阳高度最大（90°），正午太阳高度由此纬线向南北方向递减。

图7 正午太阳高度纬度变化规律图

2.正午太阳高度的季节变化

同一纬度，正午太阳高度的大小随季节而变化（如图8）。离太阳直射点越近，正午太阳高度角越大；离太阳直射点越远，正午太阳高度角越小。

北回归线以北的地区：每年夏至日达最大值，冬至日最小。

南回归线以南的地区：每年北半球冬至日达最大值，夏至日最小。

回归线之间的地区：一年太阳两次直射，直射时达最大值。

图8 正午太阳高度季节变化规律图

（设计意图：把这节课的内容、观点、概念和事实，以一种有组织的方式放进构架中有助于揭示教材的内在规律和联系，强化知识结构教学可节省时间。既提高学生学习的有效性，又提升学生的思维方式方法和思维品质，促进教师有效教学及学生高效自学）

四、面对一个实际问题

太阳能热水器集热板应与太阳光线垂直，即集热板与地面之间的夹角等于当天正午太阳高度的余角（如图9乙），如下图乙所示，α＋H＝90°时效果最佳。

思考：生活中还有哪些方面应用到正午太阳高度变化规律?

图9 楼间距及太阳能热水器示意简图

（设计意图：通过引导学生积极思考、抽象概括出一般规律后，再用同类事实对得出的一般规律加以验证，这样通过自身的工具性操作、主动建构才能内化在学生心理层面上，学生学到的地理知识和方法，只有是内化了的地理知识和方法，才有助于学生的终身学习和发展，提升自己的素质）

五、设计一份创意

正午太阳高度变化规律的应用与探索。

⒈读图10，完成(1)～(2)题。

图10 某地住宅建筑冬夏正午日照示意图

（1）该地可能是

A.刚果盆地 B.撒哈拉沙漠南缘

C.巴西高原 D.北美洲五大湖地区

（2）仅考虑地球运动，图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有

①利于夏季遮阳、冬季采光 ②冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大 ③春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强 ④利于减少室内能源消耗

A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④

⒉在不增加楼间距的情况下，为了充分利用“阳光”，请你给开发商提出合理化建议。

⒊设计测量当地正午太阳高度的方案。

（设计意图：强调学习有用的地理，注重实践与运用的环节，促进学生初步掌握地理基础知识和基本原理；获得地理基本技能，发展地理思维能力，初步掌握学习和探究地理问题的基本方法和技术手段；同时培养学生热爱科学的兴趣，理论联系实际的良好习惯。拓展学生视野，让学生能够准确地再现和创造性地运用所学知识解决和评价实际问题，提出正确见解。这是学好地理的重要标志）