參？47
正午太陽高度角及其應用”教學設計
張旭彥
(南京師范大學教師教育學院，江蘇南京)
—、教材版本
高中《地理》（魯教版?選擇性必修1)第一單元 第二節“地球公轉的意義”中的“正午太陽髙度角的 變化”。
二、 課標解讀
課標內容:《普通高中地理課程標準（實驗）》的 要求為“分析地球運動的地理意義”；《普通高中地理 課程標準(2017年版）》（以下簡稱“2017版課標”）的 要求為“結合實例，說明地球運動的地理意義”。
課標分析：對比兩版課標要求可以發現，2017版 課標更強調學生的綜合思維和地理實踐力，要求學生 利用實例來歸納總結，行為動詞從“分析”到“說明” 的轉變，意味著學習難度的降低。
三、 教材分析
本節內容是高中階段要求學生掌握的重難點。 在此之前學生已學習了地球公轉的基本特征、黃赤交 角的形成原因等相關知識，為正午太陽高度角的學習 奠定了基礎。正午太陽高度角的測量與計算是本節 課的教學重點，也是教學難點，應突出理解、計算與應 用能力的培養，即需要在理解太陽高度角、正午太陽 高度角的基礎上，計算出正午太陽高度角的大小，并 能夠將其應用于實際生活問題的解決中。
四、 教學目標1. 借助視頻、動畫等工具，理解并說出太陽高度 角和正午太陽高度角的含義。
2.
運用生活經驗、畫圖或公式計算等方法，獲得 某時刻某地的正午太陽高度角，并歸納正午太陽高度 角隨緯度和季節變化的規律。
3.
利用正午太陽髙度角的相關知識解決生活中 的實際問題，鍛煉綜合思維，培養人地協調觀。
五、 教學重難點
本節課的教學重難點是正午太陽高度角的計算
及其對人類生產、生活的影響。前者對學生的空間思 維、數學計算能力要求較高，學生需要在理解正午太 陽高度角概念的基礎上，歸納正午太陽高度角隨緯度
和季節的變化規律，運用立體幾何思維和三角函數公 式計算太陽高度角。后者需要學生緊密聯系生活實 際，結合實例探究正午太陽高度對人類生產生活的影 響，而高中生恰恰缺乏此類生活經驗。
六、 學情分析
通過之前的學習，學生初步了解了地球公轉的基 本特征，知道了黃赤交角的存在會導致四季交替、晝 夜長短和正午太陽高度角的變化，但僅限于“知道” “了解”層面。高二年級的學生具備了基本的讀圖能 力，能夠從不同季節的晝夜分布圖中總結出正午太陽 高度角隨緯度和季節的變化規律。正午太陽高度角 的計算對學生的立體幾何思維、三角函數公式計算的 能力要求較高，需要通過創設真實的情境，結合生活 實際問題幫助學生理解相關內容。
七、 設計思路
2017版課標在“教學與評價建議”中指出，要重 視問題式教學,“問題”的設計需要依托情境，建議在 選擇情境時考慮以下幾個方面：貼近學生知識水平、 生活實際和社會現實，使學生理解情境；蘊含問題，給 學生提供探究的空間；體現關聯性，讓學生在一個貫 穿全過程的情境中經歷地理思維發展的過程。
因此， 本節課根據課標要求并結合生活實際，創設了“王先 生狀告售樓處”的情境，以南京地區為例設置了“選
位置”“選戶型” “選樓層”“看遮擋”四個項目式任務， 將正午太陽高度角與現實生活中“房屋采光”的問題 緊密結合，培養學生的綜合思維、區域認知和地理實
踐力，最后以“南京地區為什么不存在40層高的居民 樓”“住宅樓最高多少層”為探究任務，引發學生思 考，使其樹立人地協調觀。具體教學設計思路如圖1
作者簡介：張旭彥，2019級在讀教育碩士，曾獲江蘇省第七屆師范生基本功大賽中學地理一等獎。
—
南樓還是北樓、樓間距 —陽臺、客廳、主臥的朝向----樓間距與樓高
—窗臺遮擋、綠化種植
圖1 “正午太陽高度角及其應用”教學設計思路八、教學過程
課前，教師需要搜集或制作有關正午太陽高度角 的演示動畫或講解視頻，設計相應的學習任務單，在 上課前發放給學生，讓學生在學習的過程中完成相應 的任務。
1 ?新課導入(5分鐘）
教師活動：展示“王先生狀告售樓處”的情境 材料。
情境材料以漫畫的形式呈現，篇幅所限，具體漫 畫略，文字材料如下：
2019年4月，王先生想要購買一套性價比高、采 光好、樓層較低的房子，于是前往南京某售樓處咨詢 了銷售人員。銷售人員向王先生推薦了一套位于7 樓的三居室。6月，銷售人員邀請王先生實地看房， 看房時正值下午三點半，屋內陽光充足，屋前無建筑 物遮擋，王先生立馬簽了購房合同。12月，房子精裝 修完成，王先生于冬至日下午搬進新房，卻發現此時 屋內完全不見陽光，并且前樓仍在施工，噪聲污染十 分嚴重。王先生非常憤怒，認為售樓部涉嫌欺騙消費 者，想要提起上訴尋求賠償。
教師提問:①銷售人員借助哪些地理知識設下 了騙局？為什么屋內6月采光極好，冬至日下午卻 完全不見陽光呢？②王先生咨詢了律師和地理專 家，搜集了樓高、層高、樓間距等數據，接下來要怎么 證明該小區的設計存在問題呢？③若經過調解，只 能更換樓層并賠償裝修款，王先生應該換到哪一層 比較好呢？
學生活動：認真閱讀情境材料，積極思考，嘗試回
教師將本節課的重難點進行歸納總結，布置 開放式課后探究作業。學生完成課后探究任 務并闡述設計
的理由。
利用漫畫展示“王先生狀告售樓處”的情境，
敘述王先生購買采光差的房屋的經過，圍繞 “選房”問題，引出本節教學內容“正午太 陽高度角及其應用”，激發學生的學習興趣3介紹太陽高度角的含義，？丨導學生結合生活經 驗思考一天中何時太陽高度角最大，一年中何 時正午大陽高度最大、何時最小。
地方時12時測量物長和影長；在晝夜分布圖 上進行測量；通過公式進行計算。站您!年教第?期參t
⑩堂教學
所示。
答問題(①運用了太陽直射點隨季節移動的規律，夏
季光照條件好，冬季光照條件差;②不知道怎么證明； ③樓層越高采光越好）。
過渡：在這個案例中，銷售人員利用了正午太陽 高度角的相關知識設下了陷阱，今天我們就來學習這 部分內容，希望通過學習，同學們能夠解答上面的 問題。
設計意圖：結合生活中的實際問題創設情境，激 發學生的好奇心和學習興趣；提出的問題與本節內容 息息相關，利于引發學生深人思考。
2.新課活動（35分鐘）
(1)想一想：正午太陽高度角的概念、測量與計算教師活動：請學生結合生活經驗，嘗試回答太陽 高度角、正午太陽高度角的含義及聯系，并播放相關 視頻介紹兩個概念。
教師提問：一天中什么時候的太陽高度角最小， 什么時候的最大？“正午”是什么含義？正午太陽高 度角的范圍是什么？舉例說明某個城市的正午太陽 高度角何時最大，何時最小？
學生回答：略。
設計意圖：引導學生結合生活經驗闡述太陽高度 角的內涵，再借助視頻演示，以生動直觀的方式加深 學生對太陽高度角的理解。
教師提問：正午太陽高度角是指某地地方時12 時太陽與地面的夾角，你會如何設計測量方案，將這 個夾角測算出來呢？
學生活動：小組討論，設計方案并展示（具體略）。教師追問：這種方法只能測量當天的正午太陽高 度角，如果想知道某地任意一天的正午太陽高度角， 可以采用什么樣的方法呢？
教師活動：引導學生在晝夜分布圖上畫出正午太 陽高度角，板書講解用量角器測量正午太陽高度角的 過程，并請學生分別總結同一緯度和不同緯度正午太 陽高度角的變化規律；利用板書、板畫講解在知道太 陽直射地緯度的前提下，如何運用公式計算某地的正 午太陽高度角；以南京為例，請學生計算該地夏至日、 冬至日正午太陽高度角的大小，并歸納計算緯度差的 方法。
學生活動：小組討論，思考、繪圖和計算。設計意圖：巧用物長、影長解決地理問題，化難為 易，化抽象為具體；組織學生小組討論、畫圖、計算，培
置型層擋
位戶樓遮 選選選
看
養學生的地理實踐力。
(2)幫一幫：如何利用正午太陽高度角的相關知 識選房
選位置
過渡：學習了正午太陽高度角的概念、測量及計 算方法，現在我們幫王先生挑選最滿意的房子。
教師活動：展示購房小區各樓分布圖（略），布置 小組討論任務——“選位置”。（以南京為例，如果王 先生購買的是底層，想要一年四季的正午屋內都能照 射到陽光，應該選哪一排樓？為什么？如果以曼谷、墨爾本為例，又該如何選擇？）
學生活動：小組討論完成“選位置”任務（見表 1)，小組代表回答問題。
表丨"選位置”任務
地區樓房位置理由
南京
曼谷
墨爾本
教師追問：最南邊一排樓十分火爆，如果只能選 擇后排樓房，居住在底層會面臨什么問題？若想讓底 層房屋冬至日正午也能照到陽光，前后兩樓應滿足什 么樣的條件？
引導探究：要分析這個問題，需先畫出樓房布局 示意圖，假設樓高30米，兩幢樓的間距也為30米，周 邊無任何遮擋物，嘗試畫出南京冬至日的太陽光線，你發現了什么問題？
學生活動：小組討論、繪制示意圖（略）并進行計 算，回答問題。
學生回答：居住在底層，冬天陽光會被前面的樓 房完全遮擋，如果要解決這個問題，讓底層在冬至日 正午也能照到陽光，樓間距應大于44. 8米或者南樓 的高度應低于20.1米。
設計意圖：通過填表、繪制示意圖和計算三種方 式，幫助學生加深對太陽方位和正午太陽高度角的理 解，創設貼近生活實際的問題，培養學生的地理實踐力。
選戶型
過渡：王先生想要一套三居室的房子，銷售人員 提供了三種戶型（如圖2所示）。
教師提問：你知道該選哪種戶型嗎？選戶型時要
⑩堂教學49考慮哪些內容呢?
圖2三種戶型圖
~1_
次臥:
陽臺
L生丨
53廚
房
次臥
客
物間丨餐
主臥
7
丙
~1陽臺戶
教師活動：介紹我國“坐北朝南”的房屋朝向，并
解釋古代“坐北朝南”是指房屋背朝北，門朝南，而現
今的“坐北朝南”指的是陽臺、客廳和主臥室（或房屋
主要采光面）在南側。組織小組活動，引導學生為南 京、曼谷、墨爾本地區的購房者選擇合適的戶型并說
明理由。
學生活動：小組討論選擇戶型，并派小組代表進
行交流。
設計意圖：利用“選戶型”這一貼近生活實際的
活動，鞏固學生對太陽方位及太陽直射點移動規律的
認識，鍛煉學生的綜合思維和地理實踐力。
選樓層
教師提問：情境中該小區已經竣工，樓間距和樓
高都不能改變，已知樓高120米，樓間距為144米，如
果要滿足王先生的要求，即冬至日正午屋內能夠照到
陽光，那應該選北樓最低第幾層的房屋？
學生活動：獨立繪制示意圖（略）并進行計算，然
后在組內交流計算結果和想法。
設計意圖：從小組合作繪制示意圖并進行計算到
獨立自主繪制示意圖并進行計算，任務難度上升，對
學生而言，既鍛煉了繪圖能力，培養了地理實踐力，又
能提升思維水平和問題解決的能力，加深對正午太陽
高度角的理解。
看遮擋
過渡：即使我們提前算好了哪個樓層最合適，在
確定購買房子前仍需進行實地考察。
教師提問：大家想一想還需要考慮哪些問題呢？
學生回答：看綠化，看景色……
引導探究：小區一般都會種植綠化植物，有些小
區還會在窗臺上放置遮陽棚，這些對屋內的采光有什
么影響呢？
學生回答：茂密高大的樹木會遮擋陽光，遮陽棚 也會……
教師回答：是的，南京為亞熱帶季風氣候，植被為 常綠闊葉林，冬天易遮擋陽光，為此有些小區會在樓 前種植落葉闊葉樹種，夏天便于納涼，冬天也不影響 采光。遮陽棚的大小、開合會影響光線。當然，選房 還有很多需要考慮的問題，同學們可以課下進行 討論。
3.
課堂小結（3分鐘）
教師總結：這節課我們學習了太陽高度角、正午 太陽高度角的概念，正午太陽高度角的測量與計算方 法，以及如何利用正午太陽高度角的相關知識判斷樓 間距、樓高是否恰當。現在同學們能夠回答“王先生 狀告售樓處”事件中的幾個問題了嗎？
學生活動：積極思考，跟著教師一起總結、歸納， 補充本節課的知識點。
設計意圖：加強師生活動，鍛煉學生的總結歸納 能力，促使學生掌握本節課的知識點，建構知識體系。
4.
課后探究（2分鐘）
教師活動：有同學向老師提出質疑，認為南京地 區并沒有40層高的居民樓，情境中的小區根本不存 在。查閱相關資料，試從地理角度分析為什么南京 未建40層高的居民樓，住宅樓最高能建多少層？
設計意圖：教師以真實小區為原型，對“王先生狀5〇
教學參考藝堂教學
2021 年第丨期?上
(上接第46頁）
(教師追問）結合材料分析發展中國家和發達國 家環境問題的差異有哪些？
(學生回答）發展中國家人口壓力較大、科技水 平較低，比較突出的環境問題是生態破壞；發達國家 的環境問題主要表現為環境污染，以及由環境污染衍 生出的問題。
(教師追問）隨著發達國家高污染產業的轉移, 發達國家與發展中國家的環境問題可能會出現什么 樣的
變化？
(學生回答）發展中國家因高污染產業的轉人， 對資源的開采力度加大，排放的廢棄物增多，環境問 題日趨嚴重，而發達國家的環境問題可能會有所 好轉。
(教師點撥）發達國家與發展中國家的生產力水 平存在差異，對環境產生的影響不同，因而出現的環 境問題也不同。
告售樓處”情境中提到的小區進行了適度“加工”。 實際上，南京地區并沒有40層高的居民樓，該問題將 引起學生的認知矛盾，激發學生的好奇心，促使其進 一步探究冋題。
九、教學反思1.
巧用生活中的真實問題，創設貫穿全課的情境
以“王先生狀告售樓處”事件為情境，點明學習主題，引發學生的好奇心和學習興趣。通過視頻演 示、畫圖、公式計算等，學生了解了太陽高度角、正午 太陽高度角的定義，學會了計算正午太陽高度角的方 法。在學生掌握了基礎知識后，設置了“選位置”“選 戶型”“選樓層”“看遮擋”四個課堂活動，引導學生將 正午太陽高度角的相關知識應用于實際生活問題的 解決中，讓學生從被動學習轉變為主動學習。
2.
將課堂主動權還給學生，注重核心素養培養
本節課在情境導人部分提出的引導性問題，與主題緊密聯系，層層遞進，逐步引導學生進行思考。在 “正午太陽高度角的測量與計算”“選位置”“選樓層” 幾個課堂活動中，布置了讀圖、析圖、計算、總結歸納 等任務，有利于培養學生的綜合思維和地理實踐力； 活動過程中學生動手繪圖、計算、互相交流，利于增強 自信心，檢驗自己的學習效果，發現問題及時改進，深 化對知識的理解。％
(設計意圖）以發展中國家和發達國家出現的不 同環境問題為例，引導學生展開對比分析，加深其對 知識的理解。
(教師總結）由于經濟結構、產業政策和環境政 策的不同，不同時期不同地區的環境問題會存在差異。
板書設計如圖3所示。
H 環境問題的概念
0環境污染問題
|由環境污染演化而來的問題|1環境問題的類型||
|生態破壞問題
t 自然資源衰竭問題f 不同歷史時期不同|
U 環境問題的特點!<
f 發達國家
1?不同地區不同
I ]發展中國家|
圖3
(教師布置作業）請同學們利用課外時間搜集相 關資料，分析不同歷史時期的環境問題有何差異？咚
