資源簡介

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七年級上冊地理數學跨學科主題學習案例設計時差問題
一、跨學科設計背景：
1.在七年級地理上冊第一章第三節《地球的自轉》，教材內容中涉及“時間的差異”，介紹了時差產生的原因、時區和區時的劃分以及時差的計算。這部分內容理性知識貫穿，內容抽象、較難理解，在教學過程中發現學生對地球運動的了解往往停留在表面化，對時差產生的原因還有很多疑問，特別是涉及到時差的計算，缺少相應的數學知識的鋪墊，對學生跨學科理解計算能力要求較高。
2.在滬科版七年級上冊第一章《有理數》，課后習題中涉及利用正負數意義進行時差計算，學生計算結果大多正確，但對其“所以然”普遍模糊不清，既缺少相關地理知識背景，又對進一步利用數學工具解決時差缺少方法指導。
3.學生在現實生活中，也時常遇到時差問題：如酒店前臺的世界各地時間鐘表顯示；北京時間；國外旅居的跨洋溝通與倒時差問題等。
二、2022版課標要求：
1.結合實例，說出地球自轉產生的主要自然現象及其對人們生產生活的影響。
2.通過負數、有理數和實數的認識，幫助學生進一步感悟數是對數量的抽象，體會實數與數軸上的點一一對應的數形結合的意義，會進行實數的運算。能在比較復雜的情境中，提升學生發現問題和提出問題、分析問題和解決問題的能力，以及有邏輯地表達與交流的能力。
三、教學內容：
本課內容選自地理商務星球版七年級上冊第一章第三節《地球的自轉》和數學滬科版七年級上冊P22頁習題問題情境。主要內容是地球自轉產生的地理現象—時差。地球運動是地理環境形成以及地理環境各要素變化的基礎，并影響到人類活動。
四、學情分析：
1.學生對地球運動的了解往往更多的是停留在靜止的表面化，對晝夜交替為什么產生，各地的時間為什么不同等等還有很多疑問，特別是對時差的計算還有困難。但學生對這些現象有很大興趣，而且這些問題和現實生活有著緊密地聯系，因此這節課結合學生生活中的實例，探究地球自轉引起的世界各地時間的差異，讓學生了解時差是如何產生的并掌握簡單的時間計算方法，體會時差現象對人們生產生活的影響，樹立尊重自然、順應自然的觀念。
2.學生對于用正負數刻畫時差意義認識不夠，對于時差的計算方法及算理的理解應用欠缺，對于如何利用數學工具解決地理時差問題的跨學科問題解決意識與能力需要點撥與提高。
五、教學目標：
1.了解時差的產生，掌握時差的簡單計算方法。
2.結合日常生活中的實例，能夠運用時差等地理現象說明地球的自轉，樹立尊重自然、順應自然的觀念。
3.會從數學視角認識時差問題，進行時差計算。
4.讓學生初步形成地理-數學跨學科問題解決意識，初步獲得跨學科問題解決活動經驗。
六、教學重難點：
1.教學重點：時差產生的原因；時差的計算；結合實例說明時差對人們生產生活的影響。
2.教學難點：跨學科背景下對時差問題的綜合認識與探究，初步培養學生跨學科探求時差問題的意識與能力。
七、教學方法：項目式小組學習法、實驗演示法。
八、教學過程：
新課導入：
合肥人的一天VS新疆人的一天（時間為北京時間）。
過渡：合肥和烏魯木齊為什么作息時間完全不同？（時差）我們可以用一張圖來解釋這種差異。
我們可以看到在同一時刻當合肥處于夜晚時，新疆烏魯木齊的太陽還沒有下山（黃點為合肥；紅點為新疆），地球上這種時間的差異，正是由于地球的自轉運動造成的。這節課我們就一起來探究一下由于地球自轉產生的這種特殊的現象—時差。
任務活動一：時差的產生。
由于地球的自轉運動，使得地球上不同的地區時刻不同，下面我們通過實驗來觀察一下，時差是如何產生的？
在地球儀的赤道上標注A、B兩點。用手電筒的光線模擬太陽光照，按地球自轉的方向轉動地球儀。觀察A、B兩點，哪一點先迎來黎明的曙光，哪一點先送走黃昏的日落，思考這個演示說明了什么？
總結：由于地球自西向東自轉，同緯度地區，位置偏東的地點，要比位置偏西的地點先看到日出，東邊的時刻比西邊早，即“東早西晚”。這樣地球上不同經度的地方，也就出現了時間的差異。
過渡：那地球上的時差如何計算？我們一起來探究一下。
任務活動二：時差的計算。
自主探究完成時差的推算：
讀地理課本14頁圖1-3-5，根據地球自轉的周期來推算地球上的時差。
（1）地球每小時轉過的角度是_______。
（2）經度每相差15°，時間相差____小時。
（3）同一條經線上的時間_______，而不同經線上的時間_______。
（經度每相差15°，時間相差1小時。同一條經線上時間相同，不同經線上時間不同。每條經線上的時刻叫做地方時）
過渡：地球儀上有無數條經線，說明地球上有無數個時刻，無數個地方時，那該如何把時間統一？
為了使全球時間有一個統一的標準，國際上規定，每隔經度15°劃分一個時區，全球共劃分24個時區。
找一找：北京、紐約、倫敦分別在哪個時區？
（北京：東八區、倫敦：中時區、紐約：西五區、日本：東九區）
議一議：同學們還記得什么是數學上的數軸嗎？
1.數軸的的三要素；原點、正方向和單位長度。
2.數軸的意義；數軸上每一個點表示一個實數，反過來，每個實數都可以用數軸的點來表示。數軸完成了數與形的聯系，既有數的量化準確性，又由形的形象直觀性。
3.能否將數學上的數軸知識與地理上的時差問題聯系起來呢？
引導學生思考；
（1）數軸上的原點可表示地理上的某地時間點；
（2）正方向可表示時間的推移方向，刻畫各地時間上的早晚；
（3）單位長度自然可刻畫時間的長度間隔；
計算：當倫敦時間為9月10日10點時，北京是幾點？紐約是幾點？
時間計算：東加西減。
北京時間：北京東八區，倫敦中時區，北京在倫敦東邊，時刻更早，東加西減，所以北京時間10+8=18，為9月10日18點；
紐約時間：紐約西五區，倫敦中時區，紐約在倫敦西邊，時刻更晚，東加西減，所以紐約時間10-5=5，為9月10日5點。
思考：在合肥（117°E）、烏魯木齊（87°E）人們的一天作息安排為什么不同？
（合肥時區在東八區、烏魯木齊時區在東六區，合肥在烏魯木齊的東邊，時間更早，二者相差2個小時）
許多國家為了計時的統一，全國都使用首都所在時區的區時。我們國家統一使用的北京時間，實際上是北京（116°E）所在的東八區的區時。
想一想、畫一畫：
1.是否結合地理上時差知識，將數學上數軸進行優化變形，使得更適合進行時差計算呢？
2.數軸是一條直線，這不完全符合時差時間的變化規律，因為地球自轉，時差就具有了循環往復的周期性，于是我們將數軸改成“圓形”時差數軸，這樣對于時差計算就會更直觀方便。
問題解決（1）求巴黎與東京的時差；
問題解決（2）巴黎時間8:00時，東京時間是多少？
學生在跨學科背景下再來解決以上問題，將同時具備地理認知和數學數形結合的思想方法，問題解決上更具有系統性與整體性。
任務活動三：時差的影響。
小組討論交流，生活中發現的時差現象？
世界杯：2022卡塔爾世界杯，精彩的比賽往往在后半夜。
冬奧會：在美國得克薩斯州最大城市休斯敦，許多居民不顧14個小時的時差，當地時間4日早早起床觀看北京冬奧會開幕式直播，對開幕式的壯觀場景嘖嘖驚嘆。
酒店鐘表：酒店前臺往往有多個不同國家的鐘表時刻。
高考：新疆高考生要倒時差，高考時間是全國統一的，新疆的考生需要用半個月到一個月的時間來倒時差。
如果2024年7月26日你要去法國巴黎觀看奧運會開幕式，從合肥出發到達后該如何倒時差？（學生討論）
1.提前適應：出發前一個星期，盡量調整自己的作息，適應巴黎的時間。
2.避免午睡：出國或回國后白天容易感覺疲勞，可以進行輕度運動或者曬太陽來提高自己的精神狀態，并盡量避免午睡。
3.控制飲食：為了保持正常作息，飛機上盡量減少咖啡、濃茶等其他刺激性飲品。
小結：通過今天的學習我們了解了地球自轉產生的現象—時差，由于地球自西向東不停的自轉，所以地球上不同地區時刻不同，為了方便人們的生活，國際上統一規定了時區，這樣就大大減少了時間上的麻煩。時差的存在，會影響人們的作息時間，對生活上造成一定的困擾，我們要學會科學應對時差，減少其對生活的影響。同時我們可以感受到地球運動的奇妙之處，地球的運動不僅會產生時差還會產生一些日常生活中我們常見的現象，比如日月星辰的東升西落，白天和黑夜的交替，四季的變換，地球上五帶的劃分等等，地球的奧秘還有很多，期待下一次課堂上我們一起繼續揭開地球的神秘面紗。
九、課堂實錄：
地理老師：今天數學老師到課堂上來不是聽課的，而是共同與老師上課，與同學學習的。
生：這樣的課堂形式既新奇與陌生，因為新奇，課堂開局效果不錯，學生表現出不錯的學習興趣與探究熱情。
地理老師：通過出示有關時差的地理問題情境和數學問題情境，引入今天的項目學習主題，我們將從以下三個任務活動展開：時差產生的地理原因；時差的地理、數學認知及計算；通過認識時差對我們生活的影響，幫助我們學以致用，用地理和數學的雙重視角，更深入的認識世界，更好的學習、生活。
生：可以靈活選擇獨立自主探究或小組合作探究，探究時差產生的原因，鼓勵學生畫圖示意、自制學習模型、抽象語言論述等形式不限，讓學生感受項目式學習的自主性、目標性及開放性特點。
地理老師：1.實驗演示地球自轉產生的時差現象；2.組織學生匯報學習結果并及時評價完善，經歷操作探究、實驗演示、交流討論、歸納概括等教學活動環節，師生對時差產生原因達成共識。
數學老師：請同學們談談對“時差”的數學認識？
生：時差也就是時間的差；
數學老師追問：時間是用數表示的，請同學們回憶數還可以用什么表示呢 差的結果可以是正數、零、負數，這是否對應著時間的早、參考點、晚呢？對于這樣的提問，讓學生立即過渡到數學視角下的時差探究，為接下來的時差計算做好準備。
數學老師：出示滬科版七年級上冊P22習題問題情境；
生：回答以上追問，并畫出數軸觀察、聯系思考：是否可用數軸解決時差計算呢？如何進行時差計算？
生：學生通過觀察數軸，很快計算得出答案；
數學老師：請同學們觀察所畫數軸：原點代表時間參考點，正方向代表時間向前推移，單位長度代表時間長度間隔，但聯系時差產生的地理學原因，數軸上的數是否可以無限向左變小，無限向右變大呢？
生：邊思考邊交流討論；
地理老師：對于以上問題，加入課堂討論，并適時點撥學生：因為地球自轉具有周期性，所以出現的時差有范圍。
生：學生通過觀察實驗演示與地理老師的講解分析，對時差有范圍的問題有了一定的認知與理解。
數學老師追問：學生們是否可以改造所畫的數軸，讓新數軸更適合、直觀計算時差呢？
生：學生嘗試繪制新數軸，獨立探究或分小組合作交流；
兩位老師：巡視指導，幫助學生完成新數軸繪制；
最后師生共同完成新數軸的繪制，通過出示時差計算問題，引導學生思考新數軸的用法并積極嘗試應用所學。
生：演示講述使用新數軸進行時差計算；
兩位老師：補充完善學生講述，規范表達，概括提煉。
地理老師：請同學們談談時差對我們產生的影響？
生：學生思考后，自由表述觀點，這里積極引導學生聯系回歸現實，學以致用，注重理論聯系實際，知識解釋現實。
兩位老師：請同學們回顧本節課內容，談談你有哪些新收獲？
生：從知識與過程獲得、思想與方法獲得、情感與體驗獲得等方面小結本課內容，完成自我知識建構。
十、作業設計：
1.基礎過關作業：
小葉在北京飯店看見大堂四個城市的時鐘在同一時刻時間不同的原因是（ ）
A.地球自轉，各地緯度位置不同
B.地球自轉，各地經度位置不同
C.地球公轉，各地緯度位置不同
D.地球公轉，各地緯度位置不同
1.跨學科融合性作業：
北京與莫斯科的時差為5小時，例如，北京時間14:00，同一時刻的莫斯科時間是9:00，小明和小紅分別在北京和莫斯科.
（1）他們相約在各自當地時間9:00-17:00之間選擇一個時刻打電話，這個時刻可以是北京時間（ ）
A.10:00 B.12:00
C.15:00 D.18:00
（2）如果現在莫斯科時間是19:00，小紅想給在北京的的小明打電話，你認為合適嗎
請利用時差數軸，通過數形結合，探究以上問題。
3.綜合實踐作業：
2024巴黎奧運會之旅
(1)請你收集法國巴黎的相關知識，做好出發前準備。
巴黎的地理位置
巴黎的氣候 溫帶海洋性氣候(冬無嚴寒夏無酷署，全年降水均勻)。
出發前的準備 需要帶什么衣物、生活必需品、藥品等。
(2)請你根據巴黎奧運會開幕的時間(2024年7月26日)選擇合適的航班。
航班號: 出發時間: 到達時間: 結合巴黎的地理位置，想一想出發時間與到達時間之間的關系。
(3)選擇合適的酒店，結合酒店房間分布圖，選擇一個陽光充足、能夠看到日落景觀的房間
十一、教學評價：
序號 評價維度 學生自我評價等級 教師評語 課堂記錄
1 準備與預習情況 A B C
2 課堂參與情況
3 自我學習狀態調整
4 知識技能掌握
5 過程方法掌握
6 情感態度領悟
7 跨學科學習情況
8 自我綜合評價
十二、教學反思：
1.在“時間的差異”教學過程中，即利用了模擬實驗演示，又采用數學推理、計算的方法，多種教學手段實現學生探究方法的多樣化。地理與數學知識相結合，打破學生學習盲區，做到知其然知其所以然。利用跨學科教學活動，以地理知識為基礎，數學中“數軸”知識作為工具，讓學生更好的理解了時區的劃分、時差的計算方法，打破學生“時區和區時”知識的學習盲區，實現了地理和數學知識的融會貫通。
2.學科知識提煉于生活，最終應用于生活。教學過程中，對比合肥和烏魯木齊人們一天的生活作息差異，創設生活化的問題情境引入教學，分別對時差產生的原因—時區的劃分—區時的劃分及計算—時差產生的影響進行分析、展開教學。通過設置不同類型的作業，根據學生差異發展的個性特點，設計了實踐性作業“2024巴黎奧運會之旅”，通過時事熱點，設置情境，學生不僅可以自己規劃旅行，提升自主解決問題的能力，還可以從時空視角合理分析，解決復雜地理問題，提升學生綜合思維和地理實踐力等核心素養。
3.學生對于這種跨學科形式的學習，既有新奇感，又有陌生感。用好學生的新奇興趣點，可以很好地引入課題，逐步培養他們跨學科的學習意識方法；同時對于學生的學習陌生感，要充分做好課堂教學設計，特別是師生交流互動、生生協作學習與師師聯動配合，這些都需要很高的課堂的設計、組織駕馭能力，也是向跨學科教學要效果的發力點。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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