1、第二单元第二单元 地球的运动地球的运动 一、一、单元概述单元概述 本单元属于地球与宇宙科学领域的学习内容， 旨在帮助学生理解课程标准中 “在太阳系中， 地球、月球和其他星球有规律地运动着”的大概念。本单元的学习内容在本领域的知识结构中 的位置如下图所示： 本单元的学习目标来自课程标准中的 56 年级的下列相关学习内容。 13.1.1 知道地球自西向东围绕地轴自转，形成了昼夜交替与天体东升西落的现象。 3.1.2 知道地球自转轴(地轴)及自转的周期、方向等。 13.2.1 知道正午时物体影子在不同季节的有规律的变化。 13.2.2 知道四季的形成与地球围绕太阳公转有关。 本单元有两个突出特点。
2、一是突出了地球空间领域的学习特点。学生在学习过程中，系统而深入地采用模拟实验、 查阅资料、实际观测、建构模型等主要探究方法，特别强调学生在探究中不断建构和修改自己 的解释模型，有助于学生科学概念与科学探究双螺旋协同发展。在“昼夜交替成因” “谁先迎 来黎明” “地球公转与四季变化”等主题研究中，都强化了这样的学习特点。具体如下面的“探 索昼夜交替成因”的学习模型图。 二是提供了有助于学生认知发展的学习工具。在学习单元新知之前， 引导学生用概念图对 相关的已知进行分析、整理，并提出自己感兴趣的研究问题；在单元学习结束之后，引用思维 导图帮助学生建构自己的地球运动的认知模型。 本单元共 7 课 第
3、 1 课“我们的地球模型” ，作为单元的起始课，为了让学生奠定后续学习的基础，教师 将带领学生回忆地球相关知识，并在分析整理原来认识的基础上，提出问题，找到硏究方向。 本课中， 为了培养学生用模型表达已有知识的能力和提高学生读懂模型的能力， 将安排各种探 究活动，如制作各种地球模型，观察、分析各种地球模型。 第 2 课“昼夜交替现象” ，关于昼夜交替现象的成因，每名学生都有机会真正提出、检验 和修正自己的解释。学生将在教师的组织下充分交流、分享自己的观点，然后通过模拟实验验 证自己的假设是否能产生昼夜交替。学生会发现有很多假设都能形成昼夜交替现象， 面对这样 的结果，学生需要分析假设的相同与不
4、同，通过反思和研讨，发现解释昼夜交替成因的关键在 于明确地球运动的特点。 第 3 课“人类认识地球运动的历史” ，延续上一课的探究。学生将通过对比阅读历史上关 于地球运动的经典学说， 知道地球的运动状态是自转的同时绕太阳公转。 根据地球的运动特点， 学生再次进行模拟实验验证是否能产生昼夜交替现象，并最终建立昼夜交替的解释， 用连续组 图的形式表达自己的解释 第 4 课“谁先迎来黎明” ，学生认识到了地球在自转且自转形成昼夜交替现象，本课将依 托“北京和乌鲁木齐谁先迎来黎明”的探究活动，让学生进一步研究地球的自转方向。学生需 要先确定北京和乌鲁木齐的地理位置，然后用拉圆圈的方法模拟地球自转，发现
5、不同的自转方 向会导致不同的结果，进而从生活实例中感知相对运动的原理，利用“太阳东升西落”这个可 视的证据，推理出地球的自转方向是自西向东。 第 5 课“影长的四季变化” ，学生将在第 5、第 6 两课中，研究学习地球公转的特点以及 公转产生四季变化。本课将引导学生了解古人如何观察日影的四季变化规律， 然后组织学生通 过制作简易圭表， 利用圭表根据四季太阳高度不同， 模拟测量日影的变化， 并通过记录、 统计、 分析数据得出四季影长的规律。同时，本课还安排了时间长度为一年的持续测量活动，希望学 生能实证影长的四季变化规律。 第 6 课“地球的公转与四季变化” ，在了解四季变化之后，提出“地球的公
6、转与四季变化 有关系吗？”的研究问题，这是一个非常恰当的时机。本课将引导学生观察公转模型图片，了 解地球公转的相关知识， 然后进行模拟实验，把地球自转和公转的相关特征表达在地球运动模 型上。教科书紧接着提供地球公转的数据和图片等更多信息，让学生通过推理，纠正“地球围 绕太阳公转时，太阳与地球距离远近不同是形成四季变化的原因”的错误观点。 第 7 课“昼夜和四季变化对生物的影响” ，学生将通过网络查找、阅读资料，了解昼夜交 替和四季变化对生物产生的影响，然后再进行交流、汇报学习成果，加深对问题的理解，提高 获取、处理、表达信息的能力。最后，本课将引导学生通过思维导图总结本单元中学习到的地 球运动
7、相关知识。 二、二、单元教学目标单元教学目标 科学概念目标科学概念目标 地球由地核、地幔、地壳以及大气层组成，地球表面主要由海洋和陆地组成。 地球自西向东绕地轴自转，自转一周 24 小时，形成了昼夜交替和天体东升西落的现象。 圭表是中国古代测量正午时刻的日影长度的天文仪器。正午时， 物体影子在不同季节有规 律地变化。 地球自西向东围绕太阳公转，周期是 1 年，公转时地轴倾斜角不变，公转过程中产生四季 变化。 昼夜交替和四季变化影响着生物的生长与生活。 科学探究目标科学探究目标 学会使用模型和思维导图等表达已学的地球相关知识。 能根据已有知识， 对昼夜交替现象成因、 地球自转方向和四季变化成因提
8、出有依据的假设。 能基于假设，制订比较完整的探究方案，能通过观察、模拟实验、资料査阅、实际测量等 形式获取信息、分析信息、验证假设，从而建构自己的模型假说。 能在研究中发现问题，带着问题开展新的研究，最终形成自己的观点。 科学态度目标科学态度目标 对自然有敬畏之心，对探寻自然规律保持好奇心与探究欲。 能大胆质疑，善于从不同角度思考问题，追求创新；勇于采用新的方法和新的材料设计和 制作模型，进行模拟实验。 能主动与他人合作，积极参与交流、讨论和分享观点；能根据事实，勇于修正与完善自己 的观点。 乐于参与调查、查阅、实验等科学活动，有证据意识，知道任何科学观点都需要证据的支 持。 科学、技术、社会
9、与环境目标科学、技术、社会与环境目标 知道科学技术进步来之不易，它是人类社会与经济发展的主要推动力。 了解科学与社会生活密不可分，生活处处是科学，科学能解释身边的自然现象。 了解科学技术可以让我们更好地改造生存环境，保护自然环境， 减少自然灾害对人类生活 的影响。 通过复制古人仪器，感受古人的智慧，体会中国古代科学技术的先进。 单元词汇单元词汇 昼夜交替：地球是一个不发光且不透明的球体， 被阳光照亮的半个地球是白昼没有被阳光 照亮的半个地球是黑夜，由于地球自转形成了昼夜交替。 傅科摆：是以法国物理学家莱昂傅科的名字命名的，是证明地球自转的一种简单设备。 该摆摆长 67 米，摆锤重 28 千克。
10、 相对运动：一个物体相对另一个物体的位置随时间而改变， 则另一物体相对此物体也在发 生运动，且方向相反。 四季变化：指一年中交替出现的四个季节，即春季、夏季、秋季和冬季。由于地球接收到 太阳的热量不同，产生了四季的温度规律变化。地球上的四季变化表现在温度的周期性变化、 昼夜长短变化和随四季太阳高度的周期性变化。 太阳高度角：是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角。 近日点远日点： 地球公转轨道是近似正圆的椭圆形轨道， 太阳位于椭圆形轨道的一个焦点 上，并非正中心上，即是偏向轨道的一端。每年的 1 月初，地球距离太阳最近，这个位置叫近 日点。每年的 7 月初，地球距离太阳最远，这个位置叫远日点。
11、 地轴：地轴就是地球斜轴，也被称为地球自转轴。具体是指地球自转的中心轴其北端与地 表的交点是北极，其南端与地表的交点是南极。 材料清单材料清单( (视学生人数和分组情况确定数量视学生人数和分组情况确定数量) ) 橡皮泥地球结构模型、 抹油的小刀 细线)、 泡沫球或塑料球等球体、 笔头较宽的彩色笔、 橙子、勺子、吸管、地球仪、反光性好的小圆贴片、较硬的铁线、手电筒、打印好的“北京” “乌鲁木齐” “东” “西”大字(剪成合适大小)、双面胶、红色圆卡纸(做成方便举起的手柄)、 可以旋转的办公椅、A3 纸条、卡纸、长尺、剪刀， “春分、秋分、冬至、夏至”的标志物、乒 乓球、圆盘等。 三、三、分课时教
12、材分析分课时教材分析 笫笫 1 1 课课 我们的地球模型我们的地球模型 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 在小学阶段， 学生受空间想象能力等多种因素的影响， 学习地球与宇宙科学领域的内容存 在一定的难度，这就需要我们为学生提供一些较为有效的学习方法，而本课作为起始课，就是 从介绍一种有效的学习方法开始的。学生先整理关于地球的已有认知，再通过同学间的对比、 讨论，发现并提出问题，然后根据学生提出的问题展开本单元后续的研究学习。这是一种符合 学生的认知规律的开篇设计，也是能提高学生学习能力的开篇设计。 由于宇宙空间观察的条件限制，我们常常通过模型与模拟实验进行宇宙科学领域的学习。 而科
13、学家在进行此领域的研究时，也会把已知表达在模型上，并利用模型进行模拟实验，从而 得出新知，再通过实践观察验证新知。本课也是通过制作模型帮助学生整理已掌握的知识，并 希望学生把自己制作的模型应用在后续的各个主题的研究中，从而获得新知。 动手制作各种类型的地球模型并展示、分享自己的模型，是学生非常感兴趣的内容，难度 较低，能极大地激发学生的学习兴趣，能为整个单元的学习提供动力，奠定基础 科学概念目标科学概念目标 地球的结构由地核、地幔、地壳以及大气层组成。 地球表面主要由海洋和陆地构成。 科学探究目标科学探究目标 能用思维导图表达并整理已学的地球知识。 能通过制作模型表达、概括已学知识。 能从地球
14、的结构、运动、气候等角度提出可探究的科学问题。 科学态度目标科学态度目标 付地球与宇宙科学领域内容探究保持好奇心与探究热情。 愿意与小组成员分享和交流，有综合考虑他人意见的习惯。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 知道技术与科学探究相互促进的关系。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：橡皮泥地球结构模型、抹油的小刀(防沾刀)、可以上色的泡沫球或塑料球等 球体、笔头较宽的彩色笔、橙子、勺子、吸管、地球仪、学生活动手册等。 教师准备：教学课件、班级记录大表一份。 第第 2 2 课课 昼夜交替现象昼夜交替现象 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 昼夜交替现象是
15、地球上最常见的天文现象， 每天都在上演， 也是学生非常熟悉的自然现象。 但是，学生熟悉的只是现象的特征，对现象成因的理解却比较模糊，有过探究经历的学生就更 少了。其实，昼夜交替现象的形成与“太阳光的照射” “地球是不透明的球体” “地球自转”因 素有关。 “太阳光的照射”和“地球是不透明的球体”这两个成因会被学生作为一种常识快速 地接受并理解。在前概念测查中，我们发现，学生对于“地球自转”这个关键因素常常表现出 不理解或不确定。当然，也有部分学生会提及地球自转因素，但并不等于他们能合理解释。如 果同时考虑地球的公转，他们有的就会改变原有的解释。测查还发现，有的学生会把月球与地 球关系作为昼夜交
16、替的成因。 正是基于学生前概念的多样性与现象本身的复杂性， 本课希望让学生能自主展示各种解释 方案，暴露自己的原有认知，然后按照自己的假设进行模拟实验，通过讨论交流后修正解释， 最终推动学生的认知向前发展。 科学概念目标科学概念目标 昼夜交替是地球常见的天文现象。 昼夜交替现象的解释可以有多种方案，但与事实相符的是昼夜交替与地球自转有关。 科学探究目标科学探究目标 能根据已有知识，对昼夜交替现象成因提出有依据的偎设。 能基于假设，制订可行的探究方案，并通过模拟实验验证昼夜交替成因的假设。 科学态度目标科学态度目标 能用批判性思维大胆质疑，善于从不同角度思考问题，追求创新。 科学、技术、社会与环
17、境目标科学、技术、社会与环境目标 认识到身边许多常见的自然现象是有科学解释的。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：手电筒、三选一(地球仪、第 1 课的地球自转模型、增加地轴的海陆分布模 型)、学生活动手册。 教师准备：班级记录大表、彩色笔记录学生假说、一套学生实验材料。 第第 3 3 课课 人类认识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 在人类认识地球及其运动的历史上，有过两个非常有代表性的学说，即“地心说”和“日 心说” 。在教科书中，列举了“地心说”和“日心说”的代表人物及其学说的主要观点。 “地心 说”以托勒密为代表，其主要观点是认
18、为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳及其他天体 都绕着地球在转。 “日心说”是 16 世纪波兰天文学家哥白尼提出的，认为太阳是宇宙的中心， 是静止不动的，地球围绕着太阳公转同时还自转，自转一周 24 小时。教科书罗列了两种学说 的主要观点，一方面是希望学生能通过对比分析，获取地球运动的关键信息；另一方面是让学 生了解每一种学说在历史上都有其产生、发展、修正、革新的过程，了解人类认识地球及其运 动的历史也经历了艰辛而漫长的探索过程。 在本课中，学生在获取了地球运动的关键信息后，需要进一步探究昼夜交替现象成因。在 前一课学习中，学生发现解释昼夜交替现象成因的关键在于确定地球与太阳的运动关系， 因
19、此 本课需要学生依据正确的地球运动再次模拟实验，最终形成昼夜交替现象的正确解释。这样的 设计，既体现科学的严谨性，也符合学生的认知规律。 科学概念目标科学概念目标 日心说”和“地心说”都是人类认识地球运动以及宇宙的历史上具有代表性的学说。 地球会绕地轴自转，地球的自转产生了昼夜交替现象。 地球还会绕着太阳公转。 科学探究目标科学探究目标 学会在阅读过程中使用文献摘要，并能通过阅读文献获取地球运动的相关信息。 能通过一系列的研究，不断地发现问题，解决问题，形成自己最终的观点。 科学态度目标科学态度目标 实事求是，勇于修正与完善自己的观点。 乐于参与调查、查阅、实验等科学活动。 有证据意识，知道所
20、有科学观点都需要众多证据的支持。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 知道科学技术是推动社会与经济的发展的动力。 知道科学技术的进步来之不易。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：反光效果好的小圆贴片、较硬的铁线、第 1 课中学生自已制作的海陆分布模 型或自转模型、手电筒、学生活动手册、彩笔。 教师准备：教学课件、学生实验材料。 第第 4 4 课课 谁先迎来黎明谁先迎来黎明 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 本课将同第 2 课、第 3 课一起解决课程标准里的学段目标 “知道地球自西向东绕地轴 自转，形成了昼夜交替与天体东升西落的现象；知道地球自转轴及自转
21、的周期、方向等” 。此 前，通过哥白尼学说，学生已经知道了地球绕地轴自转形成了昼夜交替。那么本课的内容则落 在了解地球自转的方向、自转周期，以及自转形成了天体的东升西落现象上。 本课通过学生手拉手围成一个“地球” ，按不同方向模拟“地球”转动，观察谁先迎来黎 明。再通过“地球椅”体验活动，结合太阳每天东升西落的事实，推理得出地球的运动方向是 自西向东运动。确定了地球自转方向是自西向东运动之后，结合“人体地球”的模拟实验，就 能知道北京比乌鲁木齐先迎来黎明，即东边比西边先迎来黎明。最后，再利用地球模型进行一 次模拟实验，验证我们推理出来的结论，巩固本课的学习目标。 本课有两处难点：一是三个模拟实
22、验目标要明确，观察要细致，才能有效地解决问题；二 是有的学生原有知识储备不足，生活体验不足，影响相对运动的理解，需要教师想办法克服。 科学概念目标科学概念目标 地球自西向东绕地轴自转，自转一周 24 小时，并形成了天体东升西落的现象。 东边的北京比西边的乌鲁木齐先迎来黎明。 科学探究目标科学探究目标 能运用“地球椅”模拟实验的体验，并结合生活实践来理解相对运动的特点。 能运用各种实验逐步认识地球的自转方向。 科学态度目标科学态度目标 对探寻自然现象，解密自然规律保持好奇心和探究兴趣。 能主动与他人合作，积极参与交流和讨论，尊重他人的情感和态度。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境
23、目标 了解科学与社会生活密不可分，生活处处是科学。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：打印好的“北京” “乌鲁木齐” “东” “西”大字(剪成合适大小)、双面胶、 红色圆卡纸、可以旋转的办公椅、手电筒、学生制作的地球模型、小圆片贴纸。 教师准备：教学课件、班级记录大表、地球仪。 第第 5 5 课课 影长的四季变化影长的四季变化 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 本单元的 57 课都是基于课程标准的“地球每年自西向东围绕太阳公转， 形成四季等有规 律的自然现象”学习目标而设计的，因此，这三课分别是影长的四季变化规律研究，四季变化 成因初探， 了解地球公转与四季变化的关系，
24、 最后回归生活， 了解四季变化对地球生物的影响。 我们常说的四季变化是指平均气温的四季变化、正午影长的四季变化、日出时间的四季变 化、太阳高度的四季变化等自然现象，都是与地球公转有关的。本课选取“探究正午影长的四 季变化规律” 作为主题，教科书还在拓展部分提供了日出时间变化规律和太阳仰角变化规律的 学习资料。 圭表是中国古代测量正午时刻的日影长度、定节气用的天文仪器，它由圭和表组成，圭面 上有刻度，不同的刻度可以代表不同的节气。 科学概念目标科学概念目标 正午时，物体影子随季节变化呈有规律的变化。 圭表是中国古代测量正午时刻的日影长度的天文仪器。 科学探究目标科学探究目标 能复制古代天文仪器，
25、模拟测量四季的影长。 能通过实验收集数据、分析数据帮助我们发现四季影长的变化规律。 科学态度目标科学态度目标 有创新精神，勇于采用新的方法和新的材料有创意地完成圭表的制作。 科学、技术、社会科学、技术、社会与环境目标与环境目标 了解科学技术可以让我们更好地改造生存环境，顺应自然规律， 减少自然灾害对人类生活 的影响。 通过复制古人仪器，感受古人的智慧，体验中国古代科学技术的先进。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：A3 纸条、卡纸、长尺、双面胶、剪刀、手电筒、 “春分、秋分、冬至、夏至” 的标志物。 教师准备：学生实验材料、教学课件。 第第 6 6 课课 地球的公转与四季变化地球的
26、公转与四季变化 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 前一课学生已经学习了一些四季变化的自然现象，了解了它们的变化规律。本课则尝试探 究地球绕太阳公转与四季变化的关系，并了解地球公转的特点。 本课的学习内容主要有两部分。一是了解地球公转的特点， 并推理得出四季变化与地球公 转有关。 二是初步尝试探究四季变化的成因。 但本课并不要求学生通过各种探究活动得出科学、 准确的四季变化成因，而是纠正学生常见的一个错误观点而已。为什么教科书不探到底，而是 安排一个看似不完整没有结论的探究活动呢？我们知道，四季变化的成因是非常复杂的， 是由 多方因素共同作用形成的，最主要的原因是地球公转过程中地轴的
27、倾斜角度与方向保持不变， 探究难度大，学生理解难度也大。但是，许多学生包括成人对四季的成因有着较普遍的错误认 识，他们一般根据日常生活经验进行推理：太阳是一个发热的天体，四季变化的最显著特征是 温度的变化。进而推理：夏季温度高说明地球离太阳近；地球离太阳远就温度低，那时就是冬 天。本课不仅要纠正这个错误观点，还要在学生心中埋下继续探究的种子。 科学概念目标科学概念目标 地球自西向东围绕太阳公转，公转一周是一年。 四季变化与地球公转有关。 科学探究目标科学探究目标 能根据地球公转和自转的特征模拟地球在太阳系的运动。 通过研讨知道四季变化与地球公转特征中地球与太阳的距离变化无关。 科学态度目标科学
28、态度目标 面对有说服力的证据，能调整自己的观点。 为完成探究活动，乐于分享彼此的想法，贡献自己的力量。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 了解四季变化与我们生活密切相关。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：乒乓球、油性笔、圆盘、地球模型。 教师准备：地球公转的资料、教学课件、学生实验材料。 第第 7 7 课课 昼夜和四季变化对生物的影响昼夜和四季变化对生物的影响 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 本课是本单元的最后一课，有两个重要的内容，一是了解地球运动对生物的影响；二是总 结有关地球运动的知识。这体现科学学习要与生活关联的教育理念， 也希望学生养成
29、在单元知 识学习后总结提升的学习习惯。 学生在二年级已学习过季节变化对动植物和人类活动的影响， 学生也会在生活中积累一些 相关的知识。 本课内容聚焦在昼夜对生物的影响和四季变化对生物的影响上， 其实万物生长靠 太阳，昼夜和四季变化都体现在光照变化上，所以绝大多数物种都与昼夜和四季变化有关。本 课会让学生在查阅资料的过程中看到万物之妙、自然之奇，体会自然的力量、生命之坚强、生 命之美，并对自然产生敬畏之心。 在拓展环节中，希望学生能用思维导图的方式进行概况性表达。学生在表达过程中，尤其 要表达清楚概念之间的关系， 比如运动特点和现象之间的关系。学生对概念关系的表达是区分 学生是否真正理解地球运动
30、的关键。同时，教师应鼓励学生使用多种形式的表达方式。 科学概念目标科学概念目标 昼夜交替和四季变化影响着生物的生长与生活。 地球运动和地球上的一些现象有因果关系。 科学探究目标科学探究目标 能通过网络学习了解昼夜交替和四季变化对生物的影响。 能利用思维导图总结归纳地球运动的相关知识。 科学态度目标科学态度目标 了解自然之妙，感受生命之坚强、生命之美，形成自然敬畏之心。 有总结归纳知识的习惯，有建构知识网络的意识。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 了解科学研究与技术应用，知道产品的投产必须经过对环境和自然影响的论证。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：文字资料和
31、视频资料 教师准备：班级记录表、教学课件。 四、参考资料四、参考资料 傅科摆傅科摆 为了证明地球在自转，法国物理学家傅科(18191868)于 1851 年做了一次成功的摆动实 验，傅科摆由此而得名。傅科的实验在法国巴黎先贤祠最高的圆顶下方进行，摆长 67 米，摆 锤重 28 千克，悬挂点经过特殊设计使摩擦减少到最低限度。这种摆惯性和动量大，因而基本 不受地球自转影响而自行摆动，并且摆动时间较长。在傅科摆实验中，人们看到，摆动过程中 摆动平面沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向不断变化。分析这种现象，摆在摆动平面方向上并 没有受到外力作用，按照惯性定律，摆动的空间方向不会改变。因而可知，这种摆动方向
32、的变 化， 是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果， 地球上的观察者看到相对运动现象， 从而有力地证明了地球在自转。 地球自转地球自转 地球绕自转轴自西向东转动， 从北极点上空看呈逆时针旋转， 从南极点上空看呈顺时针旋 转。 地球自转轴与黄道面成 66.34夹角， 与赤道面垂直。 地球自转是地球的种重要运动形式， 自转的平均角速度为 4.167103 度/秒，在地球赤道上的自转线速度为 465 米/秒。地球自转 一周耗时 23 小时 56 分，约每隔 10 年自转周期会增加或者减少千分之三至千分之四秒。 时区和区时时区和区时 地球是自西向东自转，东边比西边先看到太阳，东边的时间也比西边
33、的早。东边时刻与西 边时刻的差值不仅要以时计，而且还要以分和秒来计算，这给人们的生活带来不便。 为了克服时间上的混乱，1884 年，在华盛顿召开的一次国际经度会议(又称国际子午线会 议)上，规定将全球划分为 24 个时区(东、西各 12 个时区)。规定英国(格林尼治天文台旧址) 为中时区(零时区)，向东有 112 区，向西有 112 区，每个时区横跨经度 15 度，时间正好是 1 小时。最后的东、西第 12 区各跨经度 7.5 度，以东、西经 180 度为界。每个时区的中央经 线上的时间就是这个时区内统一采用的时间，称为区时，相邻两个时区的时间相差 1 小时。因 此，出国旅行的人，必须随时调整
34、自己的手表，才能和当地时间相一致。凡向西走，每过一个 时区，就要把表拨慢 1 小时(比如 2 点拨到 1 点)；凡向东走，每过一个时区，就要把表拨快 1 小时(比如 1 点拨到 2 点)。并且规定英国(格林尼治天文台旧址)为本初子午线，即零度经线。 地球公转地球公转 地球公转就是地球按一定轨道围绕太阳转动。像地球的自转具有其独特规律性一样， 地球 公转也有其自身的规律。 地球的公转遵从地球轨道、 地球轨道面、 黄赤交角、 地球公转的周期、 地球公转速度和地球公转的效应等规律。 地球绕太阳公转一周所需要的时间，就是地球公转周期。笼统地说，地球公转周期是一 “年”。 因为太阳周年视运动的周期与地球
35、公转周期是相同的，所以地球公转的周期可以用太 阳周年视运动来测得。地球上的观测者，观测到太阳在黄道上连续经过某一点的时间间隔，就 是一“年”。由于所选取的参考点不同，“年”的长度也不同。常用的周期单位有恒星年、回 归年和近点年。 恒星年，地球公转的恒星周期就是恒星年。恒星年是以某一恒星或星系作为参照物，地球 绕日公转运动一周的周期。恒星或星系距离我们十分遥远，无论地球怎样绕日运动，地轴的空 间指向完全可以看作不变。在一个恒星年期间，从太阳中心上看，地球中心从以恒星为背景的 某一点出发，环绕太阳运行一周，然后回到天空中的同一点；从地球中心上看，太阳中心从黄 道上某点出发，这一点相对于恒星是固定的
36、，运行一周，然后回到黄道上的同一点。因此，从 地心天球的角度来讲，一个恒星年的长度就是视太阳中心，在黄道上，连续两次通过同一恒星 的时间间隔。 恒星年是以恒定不动的恒星为参考点而得到的， 所以它是地球公转 360的时间， 是地球公转的真正周期。恒星年长度为 365.2564 日，即 365 日 6 小时 9 分 10 秒；回归年长度 为 365.242199174 日，即 365 日 5 时 48 分 46 秒。 回归年，地球公转的春分点周期就是回归年。这种周期单位是以春分点为参考点得到的。 在一个回归年期间，从太阳中心上看，地球中心连续两次过春分点；从地球中心上看，太阳中 心连续两次过春分点
37、。从地心天球的角度来讲，一个回归年的长度就是视太阳中心在黄道上， 连续两次通过春分点的时间间隔。春分点是黄道和天赤道的一个交点， 它在黄道上的位置不是 固定不变的，每年西移 50.29，也就是说春分点。在以“年”为单位的时间里，是个动点， 移动的方向是自东向西的，即顺时针方向。而视太阳在黄道上的运行方向是自西向东的，即逆 时针方向。这两个方向是相反的，所以，视太阳中心连续两次春分点所走的角度不足 360， 而是 359599.71，这就是在一个回归年期间地球公转的角度。因此，回归年不是地球公 转的真正周期，只表示地球公转了 359.599.71 的角度所需要的时间，用日的单位表示，其 长度为
38、365.2422 日，即 365 日 5 小时 48 分 46 秒。 近点年，地球公转的近日点周期就是近点年。这种周期单位是以地球轨道的近日点为参考 点而得到的。在一个近点年期间，地球中心(或视太阳中心)连续两次过地球轨道的近日点。由 于近日点是一个动点，它在黄道上的移动方向是自西向东的，即与地球公转方向(或太阳周年 视运动的方向)相同，移动的量为每年 11” ，所以，近点年也不是地球公转的真正周期，一个 近点年地球公转的角度为 360+11” ，即 360011，用日的单位来表示，其长度 3652596 日，即 365 日 6 小时 13 分 53 秒。 地球的运动与季节变化地球的运动与季节
39、变化 地球绕自转轴的旋转称为“地球自转” 。自转轴比较稳定地指向北天极，自转一周约 23 小时 56 分，称为一个恒星日。由于潮汐摩擦等原因，地球在 100 年内自转大约减慢 2 毫秒。 地球自转方向自西向东， 从北极上空看是逆时针旋转， 天体的东升西落和地球上的昼夜更替现 象就是这种自转产生的结果。 地球在轨道上绕太阳的运动叫作公转，公转的方向自西向东。地球公转的轨道是一个接近 圆形的椭圆，太阳位于椭圆的焦点上。每年的 1 月初，地球运行到离太阳最近的一个点，称为 “近日点” ，在这个点上地球距离太阳 1.47 亿千米，在近日点地球运行会快一些。7 月初，地 球运行到离太阳最远的一个点，称为
40、“远日点” ，在这个点上地球距离太阳 1.52 亿千米，在远 日点地球运行会慢一些。地球绕太阳公转一周为 1 年，约 365.25 天。地球自转平面叫作赤道 平面，公转轨道面叫作黄道面，两平面构成一个 23 度 27 分的“黄赤交角” ，相交的两个点为 春分点和秋分点。地球自转轴垂直于赤道平面，与黄道面形成 66 度 33 分的交角，所以地球是 “歪着身子”围绕太阳公转。 由于地球是歪着身子在黄道面上运行，在一年中不同的时间， 南半球和北半球受到的阳光 照射也不相等，阳光照射较多的半球是夏季，阳光照射较少的半球是冬季，其他是春秋二季。 春秋二季是过渡季节，这时阳光直射赤道附近的区域，南北两个半
41、球阳光照射情况相当。每年 3 月 21 日左右，当阳光直射点从赤道以南移向赤道以北时，即为春分，此时，北半球是温暖 的春天， 昼夜相等， 南半球则是秋天。 阳光直射点继续北移， 北半球越来越热， 白昼时间延长， 黑夜时间缩短，而南半球情况正好相反。每年 6 月 22 日左右，当阳光直射在北纬 23 度 27 分 的北回归线上时，就为夏至，此时北半球是夏天，白昼最长，而南半球则是严冬，黑夜最长。 夏至以后，阳光直射点又转向南移，北半球白昼变短黑夜变长，南半球反之；每年 9 月 23 日左右，当阳光直射南移到赤道时，就为秋分，北半球进入秋天，南半球则是春天，昼夜 相等。秋分之后，阳光直射南半球，并
42、且继续南移，北半球白昼缩短黑夜变长，南半球相反。 每年 12 月 22 日左右，阳光直射在南纬 23 度 27 分的南回归线上时，就为冬至，这时南半球是 炎热的夏季， 昼长夜短； 北半球是寒冷的冬季， 昼短夜长。 冬至以后， 阳光直射点又转向北移， 直到北移至赤道时，就完成了一个周期这就是一年春夏秋冬四季的成因。 二十四节气是我国历法中特有的内容。我国的农历是阴阳合历， 既用月亮的圆缺变化周期 作为计算单位，又用地球公转一周来计量年。为了充分反映季节和气候变化情况，古代天文学 家早在西周及春秋时代就用“土圭”测太阳影子确定了春分、夏至、秋分、冬至，并根据一年 内太阳在黄道上的位置变化和引起的气候变化，将全年分为二十四等份， 给每个等份取一个名 字，这就是二十四节气，分别为立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种、 夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、 大寒。这二十四个节气分列在 12 个月中，两个节气间隔约为半个月。这就是我国二十四节气 的由来。
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