参？47
正午太阳高度角及其应用”教学设计
张旭彦
(南京师范大学教师教育学院，江苏南京)
—、教材版本
高中《地理》（鲁教版•选择性必修1)第一单元 第二节“地球公转的意义”中的“正午太阳髙度角的 变化”。
二、 课标解读
课标内容:《普通高中地理课程标准（实验）》的 要求为“分析地球运动的地理意义”；《普通高中地理 课程标准(2017年版）》（以下简称“2017版课标”）的 要求为“结合实例，说明地球运动的地理意义”。
课标分析：对比两版课标要求可以发现，2017版 课标更强调学生的综合思维和地理实践力，要求学生 利用实例来归纳总结，行为动词从“分析”到“说明” 的转变，意味着学习难度的降低。
三、 教材分析
本节内容是高中阶段要求学生掌握的重难点。 在此之前学生已学习了地球公转的基本特征、黄赤交 角的形成原因等相关知识，为正午太阳高度角的学习 奠定了基础。正午太阳高度角的测量与计算是本节 课的教学重点，也是教学难点，应突出理解、计算与应 用能力的培养，即需要在理解太阳高度角、正午太阳 高度角的基础上，计算出正午太阳高度角的大小，并 能够将其应用于实际生活问题的解决中。
四、 教学目标1. 借助视频、动画等工具，理解并说出太阳高度 角和正午太阳高度角的含义。
2.
运用生活经验、画图或公式计算等方法，获得 某时刻某地的正午太阳高度角，并归纳正午太阳高度 角随纬度和季节变化的规律。
3.
利用正午太阳髙度角的相关知识解决生活中 的实际问题，锻炼综合思维，培养人地协调观。
五、 教学重难点
本节课的教学重难点是正午太阳高度角的计算
及其对人类生产、生活的影响。前者对学生的空间思 维、数学计算能力要求较高，学生需要在理解正午太 阳高度角概念的基础上，归纳正午太阳高度角随纬度
和季节的变化规律，运用立体几何思维和三角函数公 式计算太阳高度角。后者需要学生紧密联系生活实 际，结合实例探究正午太阳高度对人类生产生活的影 响，而高中生恰恰缺乏此类生活经验。
六、 学情分析
通过之前的学习，学生初步了解了地球公转的基 本特征，知道了黄赤交角的存在会导致四季交替、昼 夜长短和正午太阳高度角的变化，但仅限于“知道” “了解”层面。高二年级的学生具备了基本的读图能 力，能够从不同季节的昼夜分布图中总结出正午太阳 高度角随纬度和季节的变化规律。正午太阳高度角 的计算对学生的立体几何思维、三角函数公式计算的 能力要求较高，需要通过创设真实的情境，结合生活 实际问题帮助学生理解相关内容。
七、 设计思路
2017版课标在“教学与评价建议”中指出，要重 视问题式教学,“问题”的设计需要依托情境，建议在 选择情境时考虑以下几个方面：贴近学生知识水平、 生活实际和社会现实，使学生理解情境；蕴含问题，给 学生提供探究的空间；体现关联性，让学生在一个贯 穿全过程的情境中经历地理思维发展的过程。
因此， 本节课根据课标要求并结合生活实际，创设了“王先 生状告售楼处”的情境，以南京地区为例设置了“选
位置”“选户型” “选楼层”“看遮挡”四个项目式任务， 将正午太阳高度角与现实生活中“房屋采光”的问题 紧密结合，培养学生的综合思维、区域认知和地理实
践力，最后以“南京地区为什么不存在40层高的居民 楼”“住宅楼最高多少层”为探究任务，引发学生思 考，使其树立人地协调观。具体教学设计思路如图1
作者简介：张旭彦，2019级在读教育硕士，曾获江苏省第七届师范生基本功大赛中学地理一等奖。
—
南楼还是北楼、楼间距 —阳台、客厅、主卧的朝向----楼间距与楼高
—窗台遮挡、绿化种植
图1 “正午太阳高度角及其应用”教学设计思路八、教学过程
课前，教师需要搜集或制作有关正午太阳高度角 的演示动画或讲解视频，设计相应的学习任务单，在 上课前发放给学生，让学生在学习的过程中完成相应 的任务。
1 •新课导入(5分钟）
教师活动：展示“王先生状告售楼处”的情境 材料。
情境材料以漫画的形式呈现，篇幅所限，具体漫 画略，文字材料如下：
2019年4月，王先生想要购买一套性价比高、采 光好、楼层较低的房子，于是前往南京某售楼处咨询 了销售人员。销售人员向王先生推荐了一套位于7 楼的三居室。6月，销售人员邀请王先生实地看房， 看房时正值下午三点半，屋内阳光充足，屋前无建筑 物遮挡，王先生立马签了购房合同。12月，房子精装 修完成，王先生于冬至日下午搬进新房，却发现此时 屋内完全不见阳光，并且前楼仍在施工，噪声污染十 分严重。王先生非常愤怒，认为售楼部涉嫌欺骗消费 者，想要提起上诉寻求赔偿。
教师提问:①销售人员借助哪些地理知识设下 了骗局？为什么屋内6月采光极好，冬至日下午却 完全不见阳光呢？②王先生咨询了律师和地理专 家，搜集了楼高、层高、楼间距等数据，接下来要怎么 证明该小区的设计存在问题呢？③若经过调解，只 能更换楼层并赔偿装修款，王先生应该换到哪一层 比较好呢？
学生活动：认真阅读情境材料，积极思考，尝试回
教师将本节课的重难点进行归纳总结，布置 开放式课后探究作业。学生完成课后探究任 务并阐述设计
的理由。
利用漫画展示“王先生状告售楼处”的情境，
叙述王先生购买采光差的房屋的经过，围绕 “选房”问题，引出本节教学内容“正午太 阳高度角及其应用”，激发学生的学习兴趣3介绍太阳高度角的含义，？丨导学生结合生活经 验思考一天中何时太阳高度角最大，一年中何 时正午大阳高度最大、何时最小。
地方时12时测量物长和影长；在昼夜分布图 上进行测量；通过公式进行计算。站您!年教第?期参t
⑩堂教学
所示。
答问题(①运用了太阳直射点随季节移动的规律，夏
季光照条件好，冬季光照条件差;②不知道怎么证明； ③楼层越高采光越好）。
过渡：在这个案例中，销售人员利用了正午太阳 高度角的相关知识设下了陷阱，今天我们就来学习这 部分内容，希望通过学习，同学们能够解答上面的 问题。
设计意图：结合生活中的实际问题创设情境，激 发学生的好奇心和学习兴趣；提出的问题与本节内容 息息相关，利于引发学生深人思考。
2.新课活动（35分钟）
(1)想一想：正午太阳高度角的概念、测量与计算教师活动：请学生结合生活经验，尝试回答太阳 高度角、正午太阳高度角的含义及联系，并播放相关 视频介绍两个概念。
教师提问：一天中什么时候的太阳高度角最小， 什么时候的最大？“正午”是什么含义？正午太阳高 度角的范围是什么？举例说明某个城市的正午太阳 高度角何时最大，何时最小？
学生回答：略。
设计意图：引导学生结合生活经验阐述太阳高度 角的内涵，再借助视频演示，以生动直观的方式加深 学生对太阳高度角的理解。
教师提问：正午太阳高度角是指某地地方时12 时太阳与地面的夹角，你会如何设计测量方案，将这 个夹角测算出来呢？
学生活动：小组讨论，设计方案并展示（具体略）。教师追问：这种方法只能测量当天的正午太阳高 度角，如果想知道某地任意一天的正午太阳高度角， 可以采用什么样的方法呢？
教师活动：引导学生在昼夜分布图上画出正午太 阳高度角，板书讲解用量角器测量正午太阳高度角的 过程，并请学生分别总结同一纬度和不同纬度正午太 阳高度角的变化规律；利用板书、板画讲解在知道太 阳直射地纬度的前提下，如何运用公式计算某地的正 午太阳高度角；以南京为例，请学生计算该地夏至日、 冬至日正午太阳高度角的大小，并归纳计算纬度差的 方法。
学生活动：小组讨论，思考、绘图和计算。设计意图：巧用物长、影长解决地理问题，化难为 易，化抽象为具体；组织学生小组讨论、画图、计算，培
置型层挡
位户楼遮 选选选
看
养学生的地理实践力。
(2)帮一帮：如何利用正午太阳高度角的相关知 识选房
选位置
过渡：学习了正午太阳高度角的概念、测量及计 算方法，现在我们帮王先生挑选最满意的房子。
教师活动：展示购房小区各楼分布图（略），布置 小组讨论任务——“选位置”。（以南京为例，如果王 先生购买的是底层，想要一年四季的正午屋内都能照 射到阳光，应该选哪一排楼？为什么？如果以曼谷、墨尔本为例，又该如何选择？）
学生活动：小组讨论完成“选位置”任务（见表 1)，小组代表回答问题。
表丨"选位置”任务
地区楼房位置理由
南京
曼谷
墨尔本
教师追问：最南边一排楼十分火爆，如果只能选 择后排楼房，居住在底层会面临什么问题？若想让底 层房屋冬至日正午也能照到阳光，前后两楼应满足什 么样的条件？
引导探究：要分析这个问题，需先画出楼房布局 示意图，假设楼高30米，两幢楼的间距也为30米，周 边无任何遮挡物，尝试画出南京冬至日的太阳光线，你发现了什么问题？
学生活动：小组讨论、绘制示意图（略）并进行计 算，回答问题。
学生回答：居住在底层，冬天阳光会被前面的楼 房完全遮挡，如果要解决这个问题，让底层在冬至日 正午也能照到阳光，楼间距应大于44. 8米或者南楼 的高度应低于20.1米。
设计意图：通过填表、绘制示意图和计算三种方 式，帮助学生加深对太阳方位和正午太阳高度角的理 解，创设贴近生活实际的问题，培养学生的地理实践力。
选户型
过渡：王先生想要一套三居室的房子，销售人员 提供了三种户型（如图2所示）。
教师提问：你知道该选哪种户型吗？选户型时要
⑩堂教学49考虑哪些内容呢?
图2三种户型图
~1_
次卧:
阳台
L生丨
53厨
房
次卧
客
物间丨餐
主卧
7
丙
~1阳台户
教师活动：介绍我国“坐北朝南”的房屋朝向，并
解释古代“坐北朝南”是指房屋背朝北，门朝南，而现
今的“坐北朝南”指的是阳台、客厅和主卧室（或房屋
主要采光面）在南侧。组织小组活动，引导学生为南 京、曼谷、墨尔本地区的购房者选择合适的户型并说
明理由。
学生活动：小组讨论选择户型，并派小组代表进
行交流。
设计意图：利用“选户型”这一贴近生活实际的
活动，巩固学生对太阳方位及太阳直射点移动规律的
认识，锻炼学生的综合思维和地理实践力。
选楼层
教师提问：情境中该小区已经竣工，楼间距和楼
高都不能改变，已知楼高120米，楼间距为144米，如
果要满足王先生的要求，即冬至日正午屋内能够照到
阳光，那应该选北楼最低第几层的房屋？
学生活动：独立绘制示意图（略）并进行计算，然
后在组内交流计算结果和想法。
设计意图：从小组合作绘制示意图并进行计算到
独立自主绘制示意图并进行计算，任务难度上升，对
学生而言，既锻炼了绘图能力，培养了地理实践力，又
能提升思维水平和问题解决的能力，加深对正午太阳
高度角的理解。
看遮挡
过渡：即使我们提前算好了哪个楼层最合适，在
确定购买房子前仍需进行实地考察。
教师提问：大家想一想还需要考虑哪些问题呢？
学生回答：看绿化，看景色……
引导探究：小区一般都会种植绿化植物，有些小
区还会在窗台上放置遮阳棚，这些对屋内的采光有什
么影响呢？
学生回答：茂密高大的树木会遮挡阳光，遮阳棚 也会……
教师回答：是的，南京为亚热带季风气候，植被为 常绿阔叶林，冬天易遮挡阳光，为此有些小区会在楼 前种植落叶阔叶树种，夏天便于纳凉，冬天也不影响 采光。遮阳棚的大小、开合会影响光线。当然，选房 还有很多需要考虑的问题，同学们可以课下进行 讨论。
3.
课堂小结（3分钟）
教师总结：这节课我们学习了太阳高度角、正午 太阳高度角的概念，正午太阳高度角的测量与计算方 法，以及如何利用正午太阳高度角的相关知识判断楼 间距、楼高是否恰当。现在同学们能够回答“王先生 状告售楼处”事件中的几个问题了吗？
学生活动：积极思考，跟着教师一起总结、归纳， 补充本节课的知识点。
设计意图：加强师生活动，锻炼学生的总结归纳 能力，促使学生掌握本节课的知识点，建构知识体系。
4.
课后探究（2分钟）
教师活动：有同学向老师提出质疑，认为南京地 区并没有40层高的居民楼，情境中的小区根本不存 在。查阅相关资料，试从地理角度分析为什么南京 未建40层高的居民楼，住宅楼最高能建多少层？
设计意图：教师以真实小区为原型，对“王先生状5〇
教学参考藝堂教学
2021 年第丨期•上
(上接第46页）
(教师追问）结合材料分析发展中国家和发达国 家环境问题的差异有哪些？
(学生回答）发展中国家人口压力较大、科技水 平较低，比较突出的环境问题是生态破坏；发达国家 的环境问题主要表现为环境污染，以及由环境污染衍 生出的问题。
(教师追问）随着发达国家高污染产业的转移, 发达国家与发展中国家的环境问题可能会出现什么 样的
变化？
(学生回答）发展中国家因高污染产业的转人， 对资源的开采力度加大，排放的废弃物增多，环境问 题日趋严重，而发达国家的环境问题可能会有所 好转。
(教师点拨）发达国家与发展中国家的生产力水 平存在差异，对环境产生的影响不同，因而出现的环 境问题也不同。
告售楼处”情境中提到的小区进行了适度“加工”。 实际上，南京地区并没有40层高的居民楼，该问题将 引起学生的认知矛盾，激发学生的好奇心，促使其进 一步探究冋题。
九、教学反思1.
巧用生活中的真实问题，创设贯穿全课的情境
以“王先生状告售楼处”事件为情境，点明学习主题，引发学生的好奇心和学习兴趣。通过视频演 示、画图、公式计算等，学生了解了太阳高度角、正午 太阳高度角的定义，学会了计算正午太阳高度角的方 法。在学生掌握了基础知识后，设置了“选位置”“选 户型”“选楼层”“看遮挡”四个课堂活动，引导学生将 正午太阳高度角的相关知识应用于实际生活问题的 解决中，让学生从被动学习转变为主动学习。
2.
将课堂主动权还给学生，注重核心素养培养
本节课在情境导人部分提出的引导性问题，与主题紧密联系，层层递进，逐步引导学生进行思考。在 “正午太阳高度角的测量与计算”“选位置”“选楼层” 几个课堂活动中，布置了读图、析图、计算、总结归纳 等任务，有利于培养学生的综合思维和地理实践力； 活动过程中学生动手绘图、计算、互相交流，利于增强 自信心，检验自己的学习效果，发现问题及时改进，深 化对知识的理解。％
(设计意图）以发展中国家和发达国家出现的不 同环境问题为例，引导学生展开对比分析，加深其对 知识的理解。
(教师总结）由于经济结构、产业政策和环境政 策的不同，不同时期不同地区的环境问题会存在差异。
板书设计如图3所示。
H 环境问题的概念
0环境污染问题
|由环境污染演化而来的问题|1环境问題的类型||
|生态破坏问题
t 自然资源衰竭问题f 不同历史时期不同|
U 环境问题的特点!<
f 发达国家
1•不同地区不同
I ]发展中国家|
图3
(教师布置作业）请同学们利用课外时间搜集相 关资料，分析不同历史时期的环境问题有何差异？咚
