資源簡介

2021年新教科版六年級上冊科學教材分析
第二單元
地球的運動
一、單元概述
本單元屬于地球與宇宙科學領域的學習內容，旨在幫助學生理解課程標準中“在太陽系中，地球、月球和其他星球有規律地運動著”的大概念。本單元的學習內容在本領域的知識結構中的位置如下圖所示：
本單元的學習目標來自課程標準中的5~6年級的下列相關學習內容。
13.1.1知道地球自西向東圍繞地軸自轉，形成了晝夜交替與天體東升西落的現象。
3.1.2知道地球自轉軸(地軸)及自轉的周期、方向等。
13.2.1知道正午時物體影子在不同季節的有規律的變化。
13.2.2知道四季的形成與地球圍繞太陽公轉有關。
本單元有兩個突出特點。
一是突出了地球空間領域的學習特點。學生在學習過程中，系統而深入地采用模擬實驗、查閱資料、實際觀測、建構模型等主要探究方法，特別強調學生在探究中不斷建構和修改自己的解釋模型，有助于學生科學概念與科學探究雙螺旋協同發展。在“晝夜交替成因”“誰先迎來黎明”“地球公轉與四季變化”等主題研究中，都強化了這樣的學習特點。具體如下面的“探索晝夜交替成因”的學習模型圖。
二是提供了有助于學生認知發展的學習工具。在學習單元新知之前，引導學生用概念圖對相關的已知進行分析、整理，并提出自己感興趣的研究問題；在單元學習結束之后，引用思維導圖幫助學生建構自己的地球運動的認知模型。
本單元共7課
第1課“我們的地球模型”，作為單元的起始課，為了讓學生奠定后續學習的基礎，教師將帶領學生回憶地球相關知識，并在分析整理原來認識的基礎上，提出問題，找到硏究方向。本課中，為了培養學生用模型表達已有知識的能力和提高學生讀懂模型的能力，將安排各種探究活動，如制作各種地球模型，觀察、分析各種地球模型。
第2課“晝夜交替現象”，關于晝夜交替現象的成因，每名學生都有機會真正提出、檢驗和修正自己的解釋。學生將在教師的組織下充分交流、分享自己的觀點，然后通過模擬實驗驗證自己的假設是否能產生晝夜交替。學生會發現有很多假設都能形成晝夜交替現象，面對這樣的結果，學生需要分析假設的相同與不同，通過反思和研討，發現解釋晝夜交替成因的關鍵在于明確地球運動的特點。
第3課“人類認識地球運動的歷史”，延續上一課的探究。學生將通過對比閱讀歷史上關于地球運動的經典學說，知道地球的運動狀態是自轉的同時繞太陽公轉。根據地球的運動特點，學生再次進行模擬實驗驗證是否能產生晝夜交替現象，并最終建立晝夜交替的解釋，用連續組圖的形式表達自己的解釋
第4課“誰先迎來黎明”，學生認識到了地球在自轉且自轉形成晝夜交替現象，本課將依托“北京和烏魯木齊誰先迎來黎明”的探究活動，讓學生進一步研究地球的自轉方向。學生需要先確定北京和烏魯木齊的地理位置，然后用拉圓圈的方法模擬地球自轉，發現不同的自轉方向會導致不同的結果，進而從生活實例中感知相對運動的原理，利用“太陽東升西落”這個可視的證據，推理出地球的自轉方向是自西向東。
第5課“影長的四季變化”，學生將在第5、第6兩課中，研究學習地球公轉的特點以及公轉產生四季變化。本課將引導學生了解古人如何觀察日影的四季變化規律，然后組織學生通過制作簡易圭表，利用圭表根據四季太陽高度不同，模擬測量日影的變化，并通過記錄、統計、分析數據得出四季影長的規律。同時，本課還安排了時間長度為一年的持續測量活動，希望學生能實證影長的四季變化規律。
第6課“地球的公轉與四季變化”，在了解四季變化之后，提出“地球的公轉與四季變化有關系嗎？”的研究問題，這是一個非常恰當的時機。本課將引導學生觀察公轉模型圖片，了解地球公轉的相關知識，然后進行模擬實驗，把地球自轉和公轉的相關特征表達在地球運動模型上。教科書緊接著提供地球公轉的數據和圖片等更多信息，讓學生通過推理，糾正“地球圍繞太陽公轉時，太陽與地球距離遠近不同是形成四季變化的原因”的錯誤觀點。
第7課“晝夜和四季變化對生物的影響”，學生將通過網絡查找、閱讀資料，了解晝夜交替和四季變化對生物產生的影響，然后再進行交流、匯報學習成果，加深對問題的理解，提高獲取、處理、表達信息的能力。最后，本課將引導學生通過思維導圖總結本單元中學習到的地球運動相關知識。
二、單元教學目標
科學概念目標
地球由地核、地幔、地殼以及大氣層組成，地球表面主要由海洋和陸地組成。
地球自西向東繞地軸自轉，自轉一周24小時，形成了晝夜交替和天體東升西落的現象。
圭表是中國古代測量正午時刻的日影長度的天文儀器。正午時，物體影子在不同季節有規律地變化。
地球自西向東圍繞太陽公轉，周期是1年，公轉時地軸傾斜角不變，公轉過程中產生四季變化。
晝夜交替和四季變化影響著生物的生長與生活。
科學探究目標
學會使用模型和思維導圖等表達已學的地球相關知識。
能根據已有知識，對晝夜交替現象成因、地球自轉方向和四季變化成因提出有依據的假設。
能基于假設，制訂比較完整的探究方案，能通過觀察、模擬實驗、資料査閱、實際測量等形式獲取信息、分析信息、驗證假設，從而建構自己的模型假說。
能在研究中發現問題，帶著問題開展新的研究，最終形成自己的觀點。
科學態度目標
對自然有敬畏之心，對探尋自然規律保持好奇心與探究欲。
能大膽質疑，善于從不同角度思考問題，追求創新；勇于采用新的方法和新的材料設計和制作模型，進行模擬實驗。
能主動與他人合作，積極參與交流、討論和分享觀點；能根據事實，勇于修正與完善自己的觀點。
樂于參與調查、查閱、實驗等科學活動，有證據意識，知道任何科學觀點都需要證據的支持。
科學、技術、社會與環境目標
知道科學技術進步來之不易，它是人類社會與經濟發展的主要推動力。
了解科學與社會生活密不可分，生活處處是科學，科學能解釋身邊的自然現象。
了解科學技術可以讓我們更好地改造生存環境，保護自然環境，減少自然災害對人類生活的影響。
通過復制古人儀器，感受古人的智慧，體會中國古代科學技術的先進。
單元詞匯
晝夜交替：地球是一個不發光且不透明的球體，被陽光照亮的半個地球是白晝沒有被陽光照亮的半個地球是黑夜，由于地球自轉形成了晝夜交替。
傅科擺：是以法國物理學家萊昂·傅科的名字命名的，是證明地球自轉的一種簡單設備。該擺擺長67米，擺錘重28千克。
相對運動：一個物體相對另一個物體的位置隨時間而改變，則另一物體相對此物體也在發生運動，且方向相反。
四季變化：指一年中交替出現的四個季節，即春季、夏季、秋季和冬季。由于地球接收到太陽的熱量不同，產生了四季的溫度規律變化。地球上的四季變化表現在溫度的周期性變化、晝夜長短變化和隨四季太陽高度的周期性變化。
太陽高度角：是指太陽光的入射方向和地平面之間的夾角。
近日點遠日點：地球公轉軌道是近似正圓的橢圓形軌道，太陽位于橢圓形軌道的一個焦點上，并非正中心上，即是偏向軌道的一端。每年的1月初，地球距離太陽最近，這個位置叫近日點。每年的7月初，地球距離太陽最遠，這個位置叫遠日點。
地軸：地軸就是地球斜軸，也被稱為地球自轉軸。具體是指地球自轉的中心軸其北端與地表的交點是北極，其南端與地表的交點是南極。
材料清單(視學生人數和分組情況確定數量)
橡皮泥地球結構模型、抹油的小刀〔細線)、泡沫球或塑料球等球體、筆頭較寬的彩色筆、橙子、勺子、吸管、地球儀、反光性好的小圓貼片、較硬的鐵線、手電筒、打印好的“北京”“烏魯木齊”“東”“西”大字(剪成合適大小)、雙面膠、紅色圓卡紙(做成方便舉起的手柄)、可以旋轉的辦公椅、A3紙條、卡紙、長尺、剪刀，“春分、秋分、冬至、夏至”的標志物、乒乓球、圓盤等。
三、分課時教材分析
笫1課
我們的地球模型
(一)背景和教學目標
在小學階段，學生受空間想象能力等多種因素的影響，學習地球與宇宙科學領域的內容存在一定的難度，這就需要我們為學生提供一些較為有效的學習方法，而本課作為起始課，就是從介紹一種有效的學習方法開始的。學生先整理關于地球的已有認知，再通過同學間的對比、討論，發現并提出問題，然后根據學生提出的問題展開本單元后續的研究學習。這是一種符合學生的認知規律的開篇設計，也是能提高學生學習能力的開篇設計。
由于宇宙空間觀察的條件限制，我們常常通過模型與模擬實驗進行宇宙科學領域的學習。而科學家在進行此領域的研究時，也會把已知表達在模型上，并利用模型進行模擬實驗，從而得出新知，再通過實踐觀察驗證新知。本課也是通過制作模型幫助學生整理已掌握的知識，并希望學生把自己制作的模型應用在后續的各個主題的研究中，從而獲得新知。
動手制作各種類型的地球模型并展示、分享自己的模型，是學生非常感興趣的內容，難度較低，能極大地激發學生的學習興趣，能為整個單元的學習提供動力，奠定基礎
科學概念目標
地球的結構由地核、地幔、地殼以及大氣層組成。
地球表面主要由海洋和陸地構成。
科學探究目標
能用思維導圖表達并整理已學的地球知識。
能通過制作模型表達、概括已學知識。
能從地球的結構、運動、氣候等角度提出可探究的科學問題。
科學態度目標
付地球與宇宙科學領域內容探究保持好奇心與探究熱情。
愿意與小組成員分享和交流，有綜合考慮他人意見的習慣。
科學、技術、社會與環境目標
知道技術與科學探究相互促進的關系。
(二)教學準備
為學生準備：橡皮泥地球結構模型、抹油的小刀(防沾刀)、可以上色的泡沫球或塑料球等球體、筆頭較寬的彩色筆、橙子、勺子、吸管、地球儀、學生活動手冊等。
教師準備：教學課件、班級記錄大表一份。
第2課
晝夜交替現象
(一)背景和教學目標
晝夜交替現象是地球上最常見的天文現象，每天都在上演，也是學生非常熟悉的自然現象。但是，學生熟悉的只是現象的特征，對現象成因的理解卻比較模糊，有過探究經歷的學生就更少了。其實，晝夜交替現象的形成與“太陽光的照射”“地球是不透明的球體”“地球自轉”因素有關。“太陽光的照射”和“地球是不透明的球體”這兩個成因會被學生作為一種常識快速地接受并理解。在前概念測查中，我們發現，學生對于“地球自轉”這個關鍵因素常常表現出不理解或不確定。當然，也有部分學生會提及地球自轉因素，但并不等于他們能合理解釋。如果同時考慮地球的公轉，他們有的就會改變原有的解釋。測查還發現，有的學生會把月球與地球關系作為晝夜交替的成因。
正是基于學生前概念的多樣性與現象本身的復雜性，本課希望讓學生能自主展示各種解釋方案，暴露自己的原有認知，然后按照自己的假設進行模擬實驗，通過討論交流后修正解釋，最終推動學生的認知向前發展。
科學概念目標
晝夜交替是地球常見的天文現象。
晝夜交替現象的解釋可以有多種方案，但與事實相符的是晝夜交替與地球自轉有關。
科學探究目標
能根據已有知識，對晝夜交替現象成因提出有依據的偎設。
能基于假設，制訂可行的探究方案，并通過模擬實驗驗證晝夜交替成因的假設。
科學態度目標
能用批判性思維大膽質疑，善于從不同角度思考問題，追求創新。
科學、技術、社會與環境目標
認識到身邊許多常見的自然現象是有科學解釋的。
(二)教學準備
為學生準備：手電筒、三選一(地球儀、第1課的地球自轉模型、增加地軸的海陸分布模型)、學生活動手冊。
教師準備：班級記錄大表、彩色筆記錄學生假說、一套學生實驗材料。
第3課
人類認識地球運動的歷史
(一)背景和教學目標
在人類認識地球及其運動的歷史上，有過兩個非常有代表性的學說，即“地心說”和“日心說”。在教科書中，列舉了“地心說”和“日心說”的代表人物及其學說的主要觀點。“地心說”以托勒密為代表，其主要觀點是認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽及其他天體都繞著地球在轉。“日心說”是16世紀波蘭天文學家哥白尼提出的，認為太陽是宇宙的中心，是靜止不動的，地球圍繞著太陽公轉同時還自轉，自轉一周24小時。教科書羅列了兩種學說的主要觀點，一方面是希望學生能通過對比分析，獲取地球運動的關鍵信息；另一方面是讓學生了解每一種學說在歷史上都有其產生、發展、修正、革新的過程，了解人類認識地球及其運動的歷史也經歷了艱辛而漫長的探索過程。
在本課中，學生在獲取了地球運動的關鍵信息后，需要進一步探究晝夜交替現象成因。在前一課學習中，學生發現解釋晝夜交替現象成因的關鍵在于確定地球與太陽的運動關系，因此本課需要學生依據正確的地球運動再次模擬實驗，最終形成晝夜交替現象的正確解釋。這樣的設計，既體現科學的嚴謹性，也符合學生的認知規律。
科學概念目標
日心說”和“地心說”都是人類認識地球運動以及宇宙的歷史上具有代表性的學說。
地球會繞地軸自轉，地球的自轉產生了晝夜交替現象。
地球還會繞著太陽公轉。
科學探究目標
學會在閱讀過程中使用文獻摘要，并能通過閱讀文獻獲取地球運動的相關信息。
能通過一系列的研究，不斷地發現問題，解決問題，形成自己最終的觀點。
科學態度目標
實事求是，勇于修正與完善自己的觀點。
樂于參與調查、查閱、實驗等科學活動。
有證據意識，知道所有科學觀點都需要眾多證據的支持。
科學、技術、社會與環境目標
知道科學技術是推動社會與經濟的發展的動力。
知道科學技術的進步來之不易。
(二)教學準備
為學生準備：反光效果好的小圓貼片、較硬的鐵線、第1課中學生自已制作的海陸分布模型或自轉模型、手電筒、學生活動手冊、彩筆。
教師準備：教學課件、學生實驗材料。
第4課
誰先迎來黎明
(一)背景和教學目標
本課將同第2課、第3課一起解決課程標準里的學段目標——“知道地球自西向東繞地軸自轉，形成了晝夜交替與天體東升西落的現象；知道地球自轉軸及自轉的周期、方向等”。此前，通過哥白尼學說，學生已經知道了地球繞地軸自轉形成了晝夜交替。那么本課的內容則落在了解地球自轉的方向、自轉周期，以及自轉形成了天體的東升西落現象上。
本課通過學生手拉手圍成一個“地球”，按不同方向模擬“地球”轉動，觀察誰先迎來黎明。再通過“地球椅”體驗活動，結合太陽每天東升西落的事實，推理得出地球的運動方向是自西向東運動。確定了地球自轉方向是自西向東運動之后，結合“人體地球”的模擬實驗，就能知道北京比烏魯木齊先迎來黎明，即東邊比西邊先迎來黎明。最后，再利用地球模型進行一次模擬實驗，驗證我們推理出來的結論，鞏固本課的學習目標。
本課有兩處難點：一是三個模擬實驗目標要明確，觀察要細致，才能有效地解決問題；二是有的學生原有知識儲備不足，生活體驗不足，影響相對運動的理解，需要教師想辦法克服。
科學概念目標
地球自西向東繞地軸自轉，自轉一周24小時，并形成了天體東升西落的現象。
東邊的北京比西邊的烏魯木齊先迎來黎明。
科學探究目標
能運用“地球椅”模擬實驗的體驗，并結合生活實踐來理解相對運動的特點。
能運用各種實驗逐步認識地球的自轉方向。
科學態度目標
對探尋自然現象，解密自然規律保持好奇心和探究興趣。
能主動與他人合作，積極參與交流和討論，尊重他人的情感和態度。
科學、技術、社會與環境目標
了解科學與社會生活密不可分，生活處處是科學。
(二)教學準備
為學生準備：打印好的“北京”“烏魯木齊”“東”“西”大字(剪成合適大小)、雙面膠、紅色圓卡紙、可以旋轉的辦公椅、手電筒、學生制作的地球模型、小圓片貼紙。
教師準備：教學課件、班級記錄大表、地球儀。
第5課
影長的四季變化
(一)背景和教學目標
本單元的5~7課都是基于課程標準的“地球每年自西向東圍繞太陽公轉，形成四季等有規律的自然現象”學習目標而設計的，因此，這三課分別是影長的四季變化規律研究，四季變化成因初探，了解地球公轉與四季變化的關系，最后回歸生活，了解四季變化對地球生物的影響。
我們常說的四季變化是指平均氣溫的四季變化、正午影長的四季變化、日出時間的四季變化、太陽高度的四季變化等自然現象，都是與地球公轉有關的。本課選取“探究正午影長的四季變化規律”作為主題，教科書還在拓展部分提供了日出時間變化規律和太陽仰角變化規律的學習資料。
圭表是中國古代測量正午時刻的日影長度、定節氣用的天文儀器，它由圭和表組成，圭面上有刻度，不同的刻度可以代表不同的節氣。
科學概念目標
正午時，物體影子隨季節變化呈有規律的變化。
圭表是中國古代測量正午時刻的日影長度的天文儀器。
科學探究目標
能復制古代天文儀器，模擬測量四季的影長。
能通過實驗收集數據、分析數據幫助我們發現四季影長的變化規律。
科學態度目標
有創新精神，勇于采用新的方法和新的材料有創意地完成圭表的制作。
科學、技術、社會與環境目標
了解科學技術可以讓我們更好地改造生存環境，順應自然規律，減少自然災害對人類生活的影響。
通過復制古人儀器，感受古人的智慧，體驗中國古代科學技術的先進。
(二)教學準備
為學生準備：A3紙條、卡紙、長尺、雙面膠、剪刀、手電筒、“春分、秋分、冬至、夏至”的標志物。
教師準備：學生實驗材料、教學課件。
第6課
地球的公轉與四季變化
(一)背景和教學目標
前一課學生已經學習了一些四季變化的自然現象，了解了它們的變化規律。本課則嘗試探究地球繞太陽公轉與四季變化的關系，并了解地球公轉的特點。
本課的學習內容主要有兩部分。一是了解地球公轉的特點，并推理得出四季變化與地球公轉有關。二是初步嘗試探究四季變化的成因。但本課并不要求學生通過各種探究活動得出科學、準確的四季變化成因，而是糾正學生常見的一個錯誤觀點而已。為什么教科書不探到底，而是安排一個看似不完整沒有結論的探究活動呢？我們知道，四季變化的成因是非常復雜的，是由多方因素共同作用形成的，最主要的原因是地球公轉過程中地軸的傾斜角度與方向保持不變，探究難度大，學生理解難度也大。但是，許多學生包括成人對四季的成因有著較普遍的錯誤認識，他們一般根據日常生活經驗進行推理：太陽是一個發熱的天體，四季變化的最顯著特征是溫度的變化。進而推理：夏季溫度高說明地球離太陽近；地球離太陽遠就溫度低，那時就是冬天。本課不僅要糾正這個錯誤觀點，還要在學生心中埋下繼續探究的種子。
科學概念目標
地球自西向東圍繞太陽公轉，公轉一周是一年。
四季變化與地球公轉有關。
科學探究目標
能根據地球公轉和自轉的特征模擬地球在太陽系的運動。
通過研討知道四季變化與地球公轉特征中地球與太陽的距離變化無關。
科學態度目標
面對有說服力的證據，能調整自己的觀點。
為完成探究活動，樂于分享彼此的想法，貢獻自己的力量。
科學、技術、社會與環境目標
了解四季變化與我們生活密切相關。
(二)教學準備
為學生準備：乒乓球、油性筆、圓盤、地球模型。
教師準備：地球公轉的資料、教學課件、學生實驗材料。
第7課
晝夜和四季變化對生物的影響
(一)背景和教學目標
本課是本單元的最后一課，有兩個重要的內容，一是了解地球運動對生物的影響；二是總結有關地球運動的知識。這體現科學學習要與生活關聯的教育理念，也希望學生養成在單元知識學習后總結提升的學習習慣。
學生在二年級已學習過季節變化對動植物和人類活動的影響，學生也會在生活中積累一些相關的知識。本課內容聚焦在晝夜對生物的影響和四季變化對生物的影響上，其實萬物生長靠太陽，晝夜和四季變化都體現在光照變化上，所以絕大多數物種都與晝夜和四季變化有關。本課會讓學生在查閱資料的過程中看到萬物之妙、自然之奇，體會自然的力量、生命之堅強、生命之美，并對自然產生敬畏之心。
在拓展環節中，希望學生能用思維導圖的方式進行概況性表達。學生在表達過程中，尤其要表達清楚概念之間的關系，比如運動特點和現象之間的關系。學生對概念關系的表達是區分學生是否真正理解地球運動的關鍵。同時，教師應鼓勵學生使用多種形式的表達方式。
科學概念目標
晝夜交替和四季變化影響著生物的生長與生活。
地球運動和地球上的一些現象有因果關系。
科學探究目標
能通過網絡學習了解晝夜交替和四季變化對生物的影響。
能利用思維導圖總結歸納地球運動的相關知識。
科學態度目標
了解自然之妙，感受生命之堅強、生命之美，形成自然敬畏之心。
有總結歸納知識的習慣，有建構知識網絡的意識。
科學、技術、社會與環境目標
了解科學研究與技術應用，知道產品的投產必須經過對環境和自然影響的論證。
(二)教學準備
為學生準備：文字資料和視頻資料
教師準備：班級記錄表、教學課件。
四、參考資料
傅科擺
為了證明地球在自轉，法國物理學家傅科(1819—1868)于1851年做了一次成功的擺動實驗，傅科擺由此而得名。傅科的實驗在法國巴黎先賢祠最高的圓頂下方進行，擺長67米，擺錘重28千克，懸掛點經過特殊設計使摩擦減少到最低限度。這種擺慣性和動量大，因而基本不受地球自轉影響而自行擺動，并且擺動時間較長。在傅科擺實驗中，人們看到，擺動過程中擺動平面沿順時針方向緩緩轉動，擺動方向不斷變化。分析這種現象，擺在擺動平面方向上并沒有受到外力作用，按照慣性定律，擺動的空間方向不會改變。因而可知，這種擺動方向的變化，是由于觀察者所在的地球沿著逆時針方向轉動的結果，地球上的觀察者看到相對運動現象，從而有力地證明了地球在自轉。
地球自轉
地球繞自轉軸自西向東轉動，從北極點上空看呈逆時針旋轉，從南極點上空看呈順時針旋轉。地球自轉軸與黃道面成66.34°夾角，與赤道面垂直。地球自轉是地球的種重要運動形式，自轉的平均角速度為4.167×103度/秒，在地球赤道上的自轉線速度為465米/秒。地球自轉一周耗時23小時56分，約每隔10年自轉周期會增加或者減少千分之三至千分之四秒。
時區和區時
地球是自西向東自轉，東邊比西邊先看到太陽，東邊的時間也比西邊的早。東邊時刻與西邊時刻的差值不僅要以時計，而且還要以分和秒來計算，這給人們的生活帶來不便。
為了克服時間上的混亂，1884年，在華盛頓召開的一次國際經度會議(又稱國際子午線會議)上，規定將全球劃分為24個時區(東、西各12個時區)。規定英國(格林尼治天文臺舊址)為中時區(零時區)，向東有1~12區，向西有1~12區，每個時區橫跨經度15度，時間正好是1小時。最后的東、西第12區各跨經度7.5度，以東、西經180度為界。每個時區的中央經線上的時間就是這個時區內統一采用的時間，稱為區時，相鄰兩個時區的時間相差1小時。因此，出國旅行的人，必須隨時調整自己的手表，才能和當地時間相一致。凡向西走，每過一個時區，就要把表撥慢1小時(比如2點撥到1點)；凡向東走，每過一個時區，就要把表撥快1小時(比如1點撥到2點)。并且規定英國(格林尼治天文臺舊址)為本初子午線，即零度經線。
地球公轉
地球公轉就是地球按一定軌道圍繞太陽轉動。像地球的自轉具有其獨特規律性一樣，地球公轉也有其自身的規律。地球的公轉遵從地球軌道、地球軌道面、黃赤交角、地球公轉的周期、地球公轉速度和地球公轉的效應等規律。
地球繞太陽公轉一周所需要的時間，就是地球公轉周期。籠統地說，地球公轉周期是一“年”。因為太陽周年視運動的周期與地球公轉周期是相同的，所以地球公轉的周期可以用太陽周年視運動來測得。地球上的觀測者，觀測到太陽在黃道上連續經過某一點的時間間隔，就是一“年”。由于所選取的參考點不同，“年”的長度也不同。常用的周期單位有恒星年、回歸年和近點年。
恒星年，地球公轉的恒星周期就是恒星年。恒星年是以某一恒星或星系作為參照物，地球繞日公轉運動一周的周期。恒星或星系距離我們十分遙遠，無論地球怎樣繞日運動，地軸的空間指向完全可以看作不變。在一個恒星年期間，從太陽中心上看，地球中心從以恒星為背景的某一點出發，環繞太陽運行一周，然后回到天空中的同一點；從地球中心上看，太陽中心從黃道上某點出發，這一點相對于恒星是固定的，運行一周，然后回到黃道上的同一點。因此，從地心天球的角度來講，一個恒星年的長度就是視太陽中心，在黃道上，連續兩次通過同一恒星的時間間隔。恒星年是以恒定不動的恒星為參考點而得到的，所以它是地球公轉360°的時間，是地球公轉的真正周期。恒星年長度為365.2564日，即365日6小時9分10秒；回歸年長度為365.242199174日，即365日5時48分46秒。
回歸年，地球公轉的春分點周期就是回歸年。這種周期單位是以春分點為參考點得到的。在一個回歸年期間，從太陽中心上看，地球中心連續兩次過春分點；從地球中心上看，太陽中心連續兩次過春分點。從地心天球的角度來講，一個回歸年的長度就是視太陽中心在黃道上，連續兩次通過春分點的時間間隔。春分點是黃道和天赤道的一個交點，它在黃道上的位置不是固定不變的，每年西移50″.29，也就是說春分點。在以“年”為單位的時間里，是個動點，移動的方向是自東向西的，即順時針方向。而視太陽在黃道上的運行方向是自西向東的，即逆時針方向。這兩個方向是相反的，所以，視太陽中心連續兩次春分點所走的角度不足360°，而是359°59′9″.71，這就是在一個回歸年期間地球公轉的角度。因此，回歸年不是地球公轉的真正周期，只表示地球公轉了359.59°9".71的角度所需要的時間，用日的單位表示，其長度為365.2422日，即365日5小時48分46秒。
近點年，地球公轉的近日點周期就是近點年。這種周期單位是以地球軌道的近日點為參考點而得到的。在一個近點年期間，地球中心(或視太陽中心)連續兩次過地球軌道的近日點。由于近日點是一個動點，它在黃道上的移動方向是自西向東的，即與地球公轉方向(或太陽周年視運動的方向)相同，移動的量為每年11”，所以，近點年也不是地球公轉的真正周期，一個近點年地球公轉的角度為360°+11”，即360°0′11″，用日的單位來表示，其長度3652596日，即365日6小時13分53秒。
地球的運動與季節變化
地球繞自轉軸的旋轉稱為“地球自轉”。自轉軸比較穩定地指向北天極，自轉一周約23小時56分，稱為一個恒星日。由于潮汐摩擦等原因，地球在100年內自轉大約減慢2毫秒。地球自轉方向自西向東，從北極上空看是逆時針旋轉，天體的東升西落和地球上的晝夜更替現象就是這種自轉產生的結果。
地球在軌道上繞太陽的運動叫作公轉，公轉的方向自西向東。地球公轉的軌道是一個接近圓形的橢圓，太陽位于橢圓的焦點上。每年的1月初，地球運行到離太陽最近的一個點，稱為“近日點”，在這個點上地球距離太陽1.47億千米，在近日點地球運行會快一些。7月初，地球運行到離太陽最遠的一個點，稱為“遠日點”，在這個點上地球距離太陽1.52億千米，在遠日點地球運行會慢一些。地球繞太陽公轉一周為1年，約365.25天。地球自轉平面叫作赤道平面，公轉軌道面叫作黃道面，兩平面構成一個23度27分的“黃赤交角”，相交的兩個點為春分點和秋分點。地球自轉軸垂直于赤道平面，與黃道面形成66度33分的交角，所以地球是“歪著身子”圍繞太陽公轉。
由于地球是歪著身子在黃道面上運行，在一年中不同的時間，南半球和北半球受到的陽光照射也不相等，陽光照射較多的半球是夏季，陽光照射較少的半球是冬季，其他是春秋二季。春秋二季是過渡季節，這時陽光直射赤道附近的區域，南北兩個半球陽光照射情況相當。每年3月21日左右，當陽光直射點從赤道以南移向赤道以北時，即為春分，此時，北半球是溫暖的春天，晝夜相等，南半球則是秋天。陽光直射點繼續北移，北半球越來越熱，白晝時間延長，黑夜時間縮短，而南半球情況正好相反。每年6月22日左右，當陽光直射在北緯23度27分的北回歸線上時，就為夏至，此時北半球是夏天，白晝最長，而南半球則是嚴冬，黑夜最長。
夏至以后，陽光直射點又轉向南移，北半球白晝變短黑夜變長，南半球反之；每年9月23日左右，當陽光直射南移到赤道時，就為秋分，北半球進入秋天，南半球則是春天，晝夜相等。秋分之后，陽光直射南半球，并且繼續南移，北半球白晝縮短黑夜變長，南半球相反。每年12月22日左右，陽光直射在南緯23度27分的南回歸線上時，就為冬至，這時南半球是炎熱的夏季，晝長夜短；北半球是寒冷的冬季，晝短夜長。冬至以后，陽光直射點又轉向北移，直到北移至赤道時，就完成了一個周期這就是一年春夏秋冬四季的成因。
二十四節氣是我國歷法中特有的內容。我國的農歷是陰陽合歷，既用月亮的圓缺變化周期作為計算單位，又用地球公轉一周來計量年。為了充分反映季節和氣候變化情況，古代天文學家早在西周及春秋時代就用“土圭”測太陽影子確定了春分、夏至、秋分、冬至，并根據一年內太陽在黃道上的位置變化和引起的氣候變化，將全年分為二十四等份，給每個等份取一個名字，這就是二十四節氣，分別為立春、雨水、驚蟄、春分、清明、谷雨、立夏、小滿、芒種、夏至、小暑、大暑、立秋、處暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。這二十四個節氣分列在12個月中，兩個節氣間隔約為半個月。這就是我國二十四節氣的由來。

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