认识二十四节气
课程标准
结合实例，说明地球运动的地理意义。
学习提示
1. 本节内容是《地球的公转运动》和《认识二十四节气》的综合应用。
2. 学习工具：二十四节气示意图。
3. 学习二十四节气相关知识主要在平时。9月份，学生踏入高中校园迎来的第一个节气是白露（9月8日前后）。
4. 二十四节气的呈现时机可以放在新课前，发挥学生的自主性、能动性，由学生轮流搜集二十四节气相关资料，课堂展示。
学习过程
2016年11月30日，中国“二十四节气”被正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。
节气是指二十四时节和气候，是中国古代订立的一种用来指导农事活动的补充历法，是黄河流域劳动人民经过长期观察和实践的经验积累及勤劳智慧的结晶。
在二十四节气中，五日一候、三候一气，每一候都有动植物、气候以及农事活动随着时间而变化的规律，充分体现了劳动人民尊重自然、顺应自然的可持续发展理念，实现了“天时”“地利”与“人和”。二十四节气是大自然美妙的语言，值得我们认真倾听。
一、地球的公转运动与二十四节气
图1-7-1 地球的公转运动与二十四节气
二、节气的传统测量方法
我国古代人们主要通过用圭表测量日影长度的方法来测定节气。人们将一根竖直的杆子立在地面上，这根杆子称为表。杆子下方朝正北修一条土埂子，称为圭。正午时分，杆子的影子投射到圭上。通过观测，人们把一年中影子最短的一天叫作夏至日，把一年中影子最长的一天叫作冬至日。
根据夏至和冬至可以划分一年中的其他节气。
三、二十四节气歌
春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。
秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。
每月两节不变更，最多相差一两天。
上半年来六、廿一，下半年来八、廿三。
四、二十四节气与人类活动
（一）二十四节气与季节划分
反映四季变化的节气有：立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至8个节气。其中立春、立夏、立秋、立冬齐称“四立”，表示四季开始的意思。
（二）二十四节气与气象规律
1. 反映气温变化的节气有：小暑、大暑、处暑、小寒、大寒5个节气。
2. 反映降水天气现象的节气有：雨水、谷雨、白露、寒露、霜降、小雪、大雪7个节气。
（三）二十四节气与物候现象
反映物候现象的节气有：惊蛰、清明、小满、芒种4个节气。
（四）二十四节气与农事活动
我国勤劳智慧的人民根据各地的经验，灵活运用二十四节气指导农事活动，总结了许多朗朗上口的农谚：
要穿棉，棉花种在立夏前。
白露早，寒露迟，秋分种麦正当时。
白露谷，寒露豆，花生收在秋分后。
秋分种高山，寒露种平川，迎霜种的夹河滩。
小雪封地，大雪封河。
（五）二十四节气与节庆民俗
清明：人们外出踏青、祭祀祖先。
小雪腌菜，大雪腌肉。
冬至饺子夏至面。
（六）二十四节气与养生
大雪节气之后，伴随着雨雪的增多、气温的下降，滑倒摔伤、受凉感冒等成为影响身体健康的主要因素。人的头、胸、脚三个部位要及时做好保暖，不能“要风度不管温度”。口角、嘴唇易出现脱皮、干裂、出血现象，应多喝水，多吃蔬菜、水果，做到营养均衡。适时进行户外锻炼，晒太阳、呼吸新鲜空气，增强体质，提高抵抗力。
学习测评
（2017年高考天津卷地理试题）我国A市某中学（左图所示）的旗杆影子在北京时间14时8分为一天中最短。冬至前后，师生们能在学校升国旗时（北京时间10时）看到日出。结合图文材料，回答1～2题。
图1-7-2
1. A市位于天津市（39°N，117°E）的（ ）
A. 东北 B. 东南 C. 西北 D. 西南
2. 学生发现，日落时旗杆影子的指向随日期而移动。下列时段中，日落时杆影的指向由排球场逐渐移向篮球场的是（ ）
A. 惊蛰到立夏 B. 立夏到小暑
C. 白露到立冬 D. 立冬到小寒
3. 2022年2月4日20时，第二十四届冬季奥林匹克运动会开幕式在国家体育场隆重举行。2月4日4时50分，恰逢二十四节气中的立春，也是一年二十四节气中的第一个。开幕式以二十四节气倒计时，彰显中国传统文化的魅力，寓意着各国朋友共同迎接一个新的春天。
按照北京冬奥会开幕式上倒计时的顺序说出二十四节气。
4. 制作一个赤道式日晷模型，标注十二时辰名称，观察太阳的周日运动。
参考答案：1. C 2. A
3. 24：雨水，23：惊蛰……2：大寒，1：立春
4. 略。
解析：
1. 物体的影子在一天中最短时是当地12时，此时北京时间为14时8分，也就是120°E的地方时为14时8分。A市应位于120°E经线的西侧，时差为2小时8分钟，经度差为32°，A市经度为88°E。根据材料可知，天津市经度为117°E，则该地位于天津市以西，排除A、B。冬至日，北半球纬度越高昼越短， 日出越晚。A市北京时间10时日出，北京时间14时8分正午，昼长为8小时16分钟，日出时地方时为7时52分。根据40°N地区二分二至日正午太阳高度和太阳周日视运动轨迹示意图可知，40°N地区冬至日日出时间为7时30分，A市日出时间为7时52分，因此A市位于天津以北，即A市位于天津的西北，故选C。
2. 以旗杆为标准画出方位：
图1-7-3 旗杆影子移动示意图
日落时旗杆的影子由排球场逐渐移向篮球场，也就是由东北逐渐移向东南，说明日落时太阳方位由西南向西北逐渐移动。A市的日落方位由西南移向正西，再移向西北，说明太阳直射点向北移动，从南半球经过赤道，再移到北半球。因此，选项应为春分前后的节气，故选A。
学生成果
今日冬至
（2022年12月22日5时48分）
图1-7-4 同学们学习二十四节气
一、冬至简介
冬至，二十四节气中的第22个节气，冬季的第4个节气，在每年12月22日前后，太阳到达黄经270°。
冬至日，太阳直射南回归线，北半球各地一年中正午太阳高度最小、正午日影最长、白昼最短、黑夜最长。过了冬至日，太阳直射点向北移动，北半球各地正午太阳高度逐渐增大、正午日影逐渐缩短、白昼逐渐增长、黑夜逐渐变短。过了冬至日，北半球各地虽然正午太阳高度有所增大，白昼时间有所增长，但地面获得的太阳辐射仍然少于地面散失的热量，所以我国许多地区气温继续下降，北方地区尤为明显，真正进入“数九寒天”。
二、冬至习俗
（一）拜冬
“冬至大如年，人间小团圆”，古人有拜冬的习俗。出嫁的女儿在冬至这一天，一家人带着糕点、水果、鸡、鸭等礼物回娘家，含有始有终、吉祥之意。晚辈给长辈拜冬，有的还添置鞋袜，送去温暖、关怀与问候。有的敬拜师长，感谢一年来师长的谆谆教诲。
（二）冬至吃饺子
我国许多地区流传着冬至吃饺子的习俗，如谚语说：“十月一，冬至到，家家户户吃水饺。”“冬至不端饺子碗，冻掉耳朵没人管。”
冬至吃饺子俗称“捏冻耳朵”。相传南阳医圣张仲景在大雪纷飞、寒风刺骨的冬日回乡时，看到许多乡亲的耳朵冻伤了，于是搭起医棚，将羊肉、辣椒、驱寒药材煮熟、剁碎，用面皮包成耳朵状，放到锅里煮熟，做成“驱寒矫耳汤”，分给老百姓。食后，乡亲们的冻耳朵都治好了。后来，每逢冬至，人们便学着做，形成“捏冻耳朵”的习俗。
（三）冬至数九
冬至日开始数九，是“一九”的第一天。
数九歌：一九二九不出手，三九四九冰上走，五九六九沿河看柳。七九河开，八九雁来，九九加一九，耕牛遍地走。
三、冬至谚语
冬至晴一天，春节雨雪连。
冬至暖，烤火到小满。
冬至毛毛雨，夏至涨大水。
冬至月头，冻死老牛；冬至月中，单衣过冬；冬至月尾，无炉要悔。
2022年冬至是公历的12月22日，也就是农历十一月廿九。依据谚语 “冬至月尾，无炉要悔”，2022年的冬至在月尾，冬天是比较冷的，是这样吗？我们拭目以待。
（2022级 王宵佳）
研学案例
日晷与十二生肖
十二时辰表历史悠久，是中华民族对人类天文历法的一大杰出贡献，也是中国灿烂的文化瑰宝。
古代劳动人民将一昼夜分为十二时辰：子时（23：00—01：00）（三更）、丑时（01：00—03：00）（四更）、寅时（03：00—05：00）（五更）、卯时（05：00—07：00）、辰时（07：00—09：00）、巳时（09：00—11：00）、午时（11：00—13：00）、未时（13：00—15：00）、申时（15：00—17：00）、酉时（17：00—19：00）、戌时（19：00—21：00）、亥时（21：00—23：00），每一时辰相当于现在的两个小时。
在《西游记》第一回中，吴承恩形象地描写了十二时辰的特点以及对人类活动的影响：就一日而论，子时得阳气，而丑则鸡鸣；寅不通光，而卯则日出；辰时食后，而巳则挨排；日午天中，而未则西蹉；申时晡（bū）而日落酉，戌黄昏而人定亥。
十二时辰往往与十二生肖对应起来：子鼠、丑牛、寅虎、卯兔、辰龙、巳蛇、午马、未羊、申猴、酉鸡、戌狗、亥猪。
日晷（g uǐ）是通过观测太阳投射影子的位置来测定时刻的仪器，是我国古代普遍使用的计时仪器。人类使用日晷历史久远，我国在周朝就已经使用日晷了。
常见日晷分为赤道式日晷和地平式日晷两种，其中赤道式日晷最为经典。
赤道式日晷主要有晷盘、晷针和底座三部分组成。底座水平安放在地面上，晷盘与地球的赤道面平行，晷针与地轴平行，晷针上端指向北极星方向，晷针的地平高度角等于当地的地理纬度。可见，赤道式日晷相当于一个简装版的地球仪——只剩下赤道面和地轴的地球仪。
图1-7-5 赤道式日晷（朝南拍摄）
赤道式日晷晷盘的上下两面都有时辰标注，夏半年（春分日—夏至日—秋分日）看晷盘上面的时辰，冬半年（秋分日—冬至日—春分日）看晷盘下面的时辰。
由于赤道式日晷晷针指向北极星方向，计时时观看晷针在晷盘上的影子的位置，所以晷盘时辰标画为子鼠（上南）、午马（下北）、酉鸡（左东）、卯兔（右西）等。
当然，在阴雨天气和春（秋）分前后时，赤道式日晷无法计时，还需要漏刻来辅助计时。
地平式日晷晷面水平安放在地面上，晷针和晷面（水平面）之间的夹角等于当地的地理纬度。因制造容易、安装简单，多适合在公园、广场等地作为观赏景观。
图1-7-6 地平式日晷
在广场上，将十二生肖石像均匀排列成圆形，相当于把赤道式日晷的晷面平放在地面上，省去了晷针，在十二生肖石像的中心用竖杆或观测者代替晷针。
如果用竖杆作为晷针，一天中，随着太阳的周日视运动，竖杆影子会指向不同的石像。这种情况下，地面十二生肖石像排列方向与赤道式日晷一致。如2023年夏至日，学校所在地日出方位角为59.6°，也就是东偏北约30°，竖杆影子指向寅虎，时辰为寅时。这时的影子仅表示指向，不代表长度，因为日出时，影子无限长。
图1-7-7 广场上十二生肖石像的排列（竖杆作为晷针）
如果是观测者站在十二生肖石像的中心，十二生肖石像排列方向是上北为子鼠、下南为午马、左西为酉鸡、右东为卯兔。如2023年夏至日，学校所在地日出方位是东偏北约30°，观测者观察到日出方向在寅虎方向，时辰为寅时。
图1-7-8 广场上十二生肖石像的排列（观测者在中心）
由于一日内太阳视运动是不均匀的，这种计时方法的误差很大。下表为通过香港天文台查询的学校所在地2023年6月21日（夏至日）太阳路径信息：
表1-7-1 夏至日太阳路径信息
注：表中的太阳高度是太阳相对于地球质心的位置。
由表中数据可知，从日出到东方，圆心角约30°，历时3小时41分钟，而从东方到南方，圆心角约90°，历时3小时39分钟。从夏至日上午时段看，从日出到东方，太阳视运动慢，而从东方到南方，太阳视运动快。地平式日晷晷面上十二时辰的长度是不均匀的。
太阳明亮刺眼，直接观测太阳容易损伤眼睛，所以多采用观测日影的方法。
我是这样开展天文研究性学习的
一、开展背景
1997年，我又接了一级高一新学生。王轶文、毕晔、邹晶等学生，不但学习刻苦，成绩优秀，而且对天文非常热爱，常常向我请教一些天文知识，还提出建议：“咱们成立天文观测小组吧。”我说：“学校没有天文望远镜。”他们就说：“我们自己带。”
在和学生的交流中，我深深感到自己天文知识的贫乏，同时为学生的执着所感动。我一方面订阅了《天文爱好者》，购买了《恒星和行星》《青少年天文观测指南》《星座和希腊神话》《我爱天文观测》《青少年天文爱好者丛书》《天体和宇宙》《恒星世界》《美丽的星空》等书籍，自己快速充电；另一方面，以这几个学生为骨干，成立了我校第一个天文观测小组，迈出了天文研究性学习的第一步。
二、活动历程
“工欲善其事，必先利其器”， 天文观测小组开展天文观测活动，必须有天文望远镜。1997年海尔-波普彗星的出现在全国掀起了一股天文热，学生自带3架望远镜，组织全校师生观看该彗星，我们的天文观测小组正式“开张”了。1998年11月，狮子座流星雨牵动着我校广大师生的心。18日凌晨，高三50余名学生来到办公楼顶的观测平台上观测，从2时到4时，在-5℃的严寒中，观测到流星80余颗。学生在观测报告中写道：“没有周密的准备，没有忍受严寒、疲劳、孤独的毅力，没有对天文的执着，怎么会取得如此丰硕的成果呢？”
图1-7-9 1997年的天文观测
我还废物再利用，将废弃的仪器支架改做成望远镜支架，将学生看节目用的双目望远镜固定在上面，既可以上下调整仰角，又可以水平转动，解决了手持望远镜不停抖动的缺点。我还利用废旧X光片、胶卷、A盘芯片等制作望远镜和照相机滤光片。利用它们，我们多次组织师生观测月球环形山、太阳黑子、日（月）食等天象。
学校领导高瞻远瞩，十分重视天文研究性学习活动。在经费非常困难的情况下，购买了一架10×50双目镜，一架天极F900-114型天文望远镜，在进德楼顶修建天象厅。我带领设计人员到山东师范大学去考察，又三去济南请专家来指导。2000年11月，投资34万元、全省一流、淄博市首家的天象厅建成了。为了使天象演示的内容更加丰富、形象，我利用业余时间，编写了近两万字的天象演示解说材料，制作了幻灯片。多次组织学校老师、学生以及退休教职工观看天象演示，普及天文知识，得到好评。
我们充分利用每一次重大天象事件，制定活动方案，组织学校师生开展天文科普活动。2011年1月15日下午，淄博喜迎来自苍穹的新年贺礼——日环食天象奇观，我制定了《关于观测日环食科普活动实施方案》，目的是以日环食观测活动为契机，为广大师生普及天文知识，引导师生正确认识和了解日环食的形成原因、发生过程以及观测的基本方法，提高广大师生的科学素养，推进素质教育。实施方案还从观测内容、观测地点、观测工具、观测方法、成果征集与评价、注意问题、地理老师的职责与任务等方面做了详实的说明。学生和老师们来到操场、进德楼观测平台等观测地点，透过曝光的X光片、蜡烛熏黑的玻璃片、电焊防护镜、废旧胶卷等自制观测工具，欣赏日环食天象景观，师生掀起观日热潮。
学校发挥资源优势，让天文科普走向社区，普及科技知识，学校成为当地文化、科技的辐射源。天文观测小组多次将天文望远镜扛到社区，开展天文科普进社区活动，得到了社区居民的一致好评。
三、活动成果
我校的天文研究性学习活动持之以恒，受到社会的广泛好评， 《天文爱好者》《淄博日报》《淄博新视窗》分别予以报道。
2010年6月3日，学校承办了张店区学校特色建设展示交流活动。我代表学校作《淄博市张店区铝城第一中学地理研究性学习简介》经验介绍，淄博市张店区教育研究中心（淄博市张店区教师进修学校）副校长李本福对学校教学从课堂教学到课外活动、从教学层面上升至教育层面、从形式走向内涵给予高度评价。
《关于天象观测介绍》在中国学术期刊2009年第一期发表， 《把课堂教学搬进“大自然”》 在2008年7月《音体美》报发表，《关于观测日环食科普活动实施方案》在2011年淄博市青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果评选中荣获二等奖，《我的天文情结》荣获第二十六届山东省青少年科技创新大赛优秀科技辅导员论文二等奖，《仰望星空》在淄博市首批优秀课程资源评选中荣获一等奖。学生贾静、刘倩倩、王腾飞撰写的论文《关于日月食的观测与分析》在2010年淄博市青少年科技创新大赛中荣获二等奖。《时事地理对学生终身发展的作用及实施策略研究》2009年6月通过张店区教科所验收，顺利结题。本人被评为市级优秀科技教师，学校荣获张店区中小学生第十九届科技艺术节科技作品类优秀组织单位奖。
图1-7-10 论文获奖证书
地理新课程培养现代公民必备的地理素质，增强学生的地理学习能力和生存能力，重视对地理问题的探究，开展地理观测、地理考察、地理实验、地理调查和地理专题研讨等实践活动，增强关心和爱护环境的社会责任感，养成良好的行为习惯。
让我们焠炼一双地理慧眼吧，关注生活、关注社会、关注世界，胸怀祖国，放眼世界，仰望星空，脚踏实地，扎实学习，诚实做人，期待更多的学生成为“竺可桢”“钱学森”！