“正午太陽高度的變化”的“五個一”教學(xué)設(shè)計(jì)

胡繼中（江蘇省泗陽中學(xué), 江蘇 宿遷 223700）

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“正午太陽高度的變化”的“五個一”教學(xué)設(shè)計(jì)

胡繼中
（江蘇省泗陽中學(xué), 江蘇 宿遷 223700）

一、展示一幅圖景

展示圖景：

泗陽新世紀(jì)陽光城小區(qū)景觀圖（圖略）。

提供素材：

去年6月，趙華的父母在泗陽新世紀(jì)陽光城小區(qū)購買了一套住房，今年1月，全家入住后發(fā)現(xiàn)陽光全被前排樓房擋住了，他感到很困惑，那天看房時室內(nèi)陽光充足，怎么過了幾個月陽光就被擋住了呢？

學(xué)生閱讀圖文，從生活中定向引思激趣。

（設(shè)計(jì)意圖：學(xué)習(xí)生活中地理，從學(xué)生身邊的日常生活事例切入話題，貼近學(xué)生的生活實(shí)際，易于調(diào)動學(xué)生情趣，學(xué)會在生活中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，激發(fā)求知欲）

二、分析一組問題

1.自主學(xué)習(xí)，完成第一次知識建構(gòu)

根據(jù)導(dǎo)學(xué)案提示，學(xué)生自主學(xué)習(xí)課本，初步掌握基本知識和技能。

(1)太陽高度和正午太陽高度的概念

①什么是太陽高度角？太陽高度角的日變化有什么規(guī)律？你能否繪圖說明（如圖1）？

圖1 太陽高度與太陽高度日變化示意圖

②什么是正午太陽高度角？請思考一下在光照圖上如何確定地方時為12時的經(jīng)線？

歸納：

夜半球：h＜0°，晝半球：h＞ 0°， 晨昏線：h ＝ 0°，直射點(diǎn)：h=90°

(2)正午太陽高度的變化規(guī)律

①正午太陽高度隨緯度變化讀二分日和二至日正午太陽高度角分布圖（見圖2），完成表格填空（見表1）。

圖2 二分日和二至日正午太陽高度分布示意圖

②正午太陽高度的季節(jié)變化

表1 二分二至正午太陽高度緯度變化規(guī)律

觀察上圖，閱讀課文，填寫下面表格內(nèi)容（見表2）。

表2 二分二至正午太陽高度季節(jié)變化規(guī)律

記錄自學(xué)的收獲與困惑。

2.小組合作，完成第二次知識建構(gòu)

展示交流自主學(xué)習(xí)中的成果與問題，讓已會的學(xué)生來教不會的學(xué)生，促使學(xué)生相互合作、互相幫助，達(dá)到“兵”教“兵”的目的。

記錄小組討論成果與存在問題。

3.質(zhì)疑點(diǎn)津，完成第三次知識建構(gòu)

各小組推薦代表展示本組成果及未解決的問題，教師組織討論質(zhì)疑，適時點(diǎn)撥，適度拓展：

(1)正午太陽高度的緯度變化

讀圖（見圖3）、析圖，師生共同歸納其緯度變化規(guī)律。

圖3 正午太陽高度隨緯度變化規(guī)律示意圖

由圖3可知：

二分日，正午太陽高度由赤道向南北兩側(cè)遞減。

夏至日，正午太陽高度由北回歸線向南北兩側(cè)遞減。

冬至日，正午太陽高度由南回歸線向南北兩側(cè)遞減。

概言之，太陽直射點(diǎn)的正午太陽高度最大，為90°，由此分別向南北兩側(cè)遞減，即近大遠(yuǎn)?。x直射的緯線越近越大，越遠(yuǎn)越小）。

(2)正午太陽高度的季節(jié)變化

方法突破，讀圖（見圖4）說明，在夏至日時不同緯度正午太陽高度的大小隨季節(jié)的變化規(guī)律。

圖4 夏至日正午太陽高度分布圖

依據(jù)圖4畫出冬至日正午太陽高度分布圖。

讀圖5，比較二至日同一緯線上的太陽正午高度。

圖5 夏至日、冬至日正午太陽高度對比示意簡圖

提問：為什么一個地區(qū)的正午太陽高度會發(fā)生季節(jié)變化？

(3) 正午太陽高度的計(jì)算

正午太陽高度= 90°—緯度差。

（緯度差：即所求地點(diǎn)緯度與太陽直射點(diǎn)的緯度差，同一半球相減，不同半球相加）

當(dāng)太陽直射B點(diǎn)(10°N)時，A點(diǎn)(30°N)、C點(diǎn)(23°26′S)正午太陽高度如圖6所示。

圖6 正午太陽高度計(jì)算示意圖

當(dāng)太陽直射B點(diǎn)(10°N)時，A點(diǎn)(30°N)正午太陽高度是：

HA＝90°—緯度差 ＝90°—(30°—10°)＝70°

當(dāng)太陽直射B點(diǎn)(10°N)時，C點(diǎn)(23°26′S)正午太陽高度是：

HC＝90°—緯度差＝90°—(10°＋23°26′)＝56°34′

計(jì)算泗陽（33°26′N）在夏至日、冬至日、春秋分日時的泗陽正午太陽高度（見表3）。

表3 江蘇泗陽正午太陽高度

（設(shè)計(jì)意圖：在教學(xué)中特別強(qiáng)調(diào)問題在學(xué)習(xí)中的重要性，一方面強(qiáng)調(diào)通過問題來進(jìn)行學(xué)習(xí)，把問題看做學(xué)習(xí)的動力、起點(diǎn)和貫穿學(xué)習(xí)過程中的主線；另一方面通過學(xué)習(xí)來生成問題，把學(xué)習(xí)過程看成是發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程。在“自主學(xué)習(xí)”階段，進(jìn)行第一次知識建構(gòu)；通過“小組互助”基本解決自學(xué)中沒有解決的問題，進(jìn)行第二次知識建構(gòu)；通過老師主持的“質(zhì)疑點(diǎn)撥”解決小組互助時沒有解決的問題，進(jìn)行第三次知識建構(gòu)。符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律與特點(diǎn)，循序漸進(jìn)，不斷加深對知識理解）

三、歸納一條規(guī)律

在三次知識建構(gòu)的基礎(chǔ)上，師生共同歸納：

1.正午太陽高度的緯度分布規(guī)律

同一時刻，正午太陽高度由太陽直射點(diǎn)緯線向南北兩側(cè)遞減（如圖7）。地球上，同一緯線上正午太陽高度相同。太陽直射點(diǎn)所在緯線上正午太陽高度最大（90°），正午太陽高度由此緯線向南北方向遞減。

圖7 正午太陽高度緯度變化規(guī)律圖

2.正午太陽高度的季節(jié)變化

同一緯度，正午太陽高度的大小隨季節(jié)而變化（如圖8）。離太陽直射點(diǎn)越近，正午太陽高度角越大；離太陽直射點(diǎn)越遠(yuǎn)，正午太陽高度角越小。

北回歸線以北的地區(qū)：每年夏至日達(dá)最大值，冬至日最小。

南回歸線以南的地區(qū)：每年北半球冬至日達(dá)最大值，夏至日最小。

回歸線之間的地區(qū)：一年太陽兩次直射，直射時達(dá)最大值。

圖8 正午太陽高度季節(jié)變化規(guī)律圖

（設(shè)計(jì)意圖：把這節(jié)課的內(nèi)容、觀點(diǎn)、概念和事實(shí)，以一種有組織的方式放進(jìn)構(gòu)架中有助于揭示教材的內(nèi)在規(guī)律和聯(lián)系，強(qiáng)化知識結(jié)構(gòu)教學(xué)可節(jié)省時間。既提高學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性，又提升學(xué)生的思維方式方法和思維品質(zhì)，促進(jìn)教師有效教學(xué)及學(xué)生高效自學(xué)）

四、面對一個實(shí)際問題

太陽能熱水器集熱板應(yīng)與太陽光線垂直，即集熱板與地面之間的夾角等于當(dāng)天正午太陽高度的余角（如圖9乙），如下圖乙所示，α＋H＝90°時效果最佳。

思考：生活中還有哪些方面應(yīng)用到正午太陽高度變化規(guī)律?

圖9 樓間距及太陽能熱水器示意簡圖

（設(shè)計(jì)意圖：通過引導(dǎo)學(xué)生積極思考、抽象概括出一般規(guī)律后，再用同類事實(shí)對得出的一般規(guī)律加以驗(yàn)證，這樣通過自身的工具性操作、主動建構(gòu)才能內(nèi)化在學(xué)生心理層面上，學(xué)生學(xué)到的地理知識和方法，只有是內(nèi)化了的地理知識和方法，才有助于學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和發(fā)展，提升自己的素質(zhì)）

五、設(shè)計(jì)一份創(chuàng)意

正午太陽高度變化規(guī)律的應(yīng)用與探索。

⒈讀圖10，完成(1)～(2)題。

圖10 某地住宅建筑冬夏正午日照示意圖

（1）該地可能是

A.剛果盆地 B.撒哈拉沙漠南緣

C.巴西高原 D.北美洲五大湖地區(qū)

（2）僅考慮地球運(yùn)動，圖示窗戶、屋檐搭配對室內(nèi)光熱的影響有

①利于夏季遮陽、冬季采光 ②冬至到春分，正午室內(nèi)的日照面積逐漸增大 ③春分到夏至，正午屋檐的遮陽作用逐漸增強(qiáng) ④利于減少室內(nèi)能源消耗

A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④

⒉在不增加樓間距的情況下，為了充分利用“陽光”，請你給開發(fā)商提出合理化建議。

⒊設(shè)計(jì)測量當(dāng)?shù)卣缣柛叨鹊姆桨浮?/p>

（設(shè)計(jì)意圖：強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)有用的地理，注重實(shí)踐與運(yùn)用的環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生初步掌握地理基礎(chǔ)知識和基本原理；獲得地理基本技能，發(fā)展地理思維能力，初步掌握學(xué)習(xí)和探究地理問題的基本方法和技術(shù)手段；同時培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的興趣，理論聯(lián)系實(shí)際的良好習(xí)慣。拓展學(xué)生視野，讓學(xué)生能夠準(zhǔn)確地再現(xiàn)和創(chuàng)造性地運(yùn)用所學(xué)知識解決和評價實(shí)際問題，提出正確見解。這是學(xué)好地理的重要標(biāo)志）