9晝夜交替【課標落實】1.本單元通過一系列動手、動腦活動，落實課程標準高年級的課程目標。科學知識：知道晝夜交替、四季變化分別與地球自轉和公轉有關。晝夜交替現(xiàn)象對動植物的影響。科學探究：在教師指導下，能用進行觀察、調查、科學閱讀等活動，并用簡潔、科學、準確的語言進行表述。在教師指導下，通過模擬實驗和建構模型等方法，了解地球的自轉和公轉運動產(chǎn)生的結果。科學態(tài)度：表現(xiàn)出對事物的變化及相互關于進行科學探究的興趣。能從不同視角提出研究思路，用新方法、新材料完成探究。愿意傾聽、分享他人的信息；樂于表達、講述自己的觀點；能接受別人的建議。科學、技術、社會與環(huán)境：了解生活中常見的科技發(fā)展對人類探索宇宙帶來的便利。2.本課學習內(nèi)容基于課程標準課程內(nèi)容中“地球和宇宙空間領域”學習內(nèi)容13.1中的高年段要求。課標在“地球和宇宙空間領域”明確指出，教師應幫助生形成的：“地球每天自西向東圍繞地軸自轉，形成晝夜交替變化等有規(guī)律的自然現(xiàn)象”的主要概念。學習內(nèi)容13.1要求學生知道“地球每天自西向東圍繞地軸自轉，形成晝夜交替變化等有規(guī)律的自然現(xiàn)象”。其中對高年級學生的要求是：將自然現(xiàn)象與地球自轉聯(lián)系起來，即知道地球自西向東圍繞地軸自轉，形成晝夜交替現(xiàn)象，知道地球自轉軸（地軸）及自轉的周期和方向等。【教材分析】晝夜交替是蘇教版科學五年級下冊第3單元地球的運動的第一課時，是單元的起始課。應在對本課內(nèi)容進行教授和學習的基礎上，對后續(xù)的學習內(nèi)容稍作鋪墊，或是在教學過程中無痕融入與滲透，讓學生在學習之初就對“地球的運動”有較為整體的認知，防止片面化、割裂化、碎片化的學習。通過低年級“描述太陽每天在天空中東升西落的位置變化，并利用這一現(xiàn)象，描述怎樣利用太陽的位置辨認方向”和中年級“知道地球的運動方法，知道它們與一些自然現(xiàn)象有規(guī)律”等知識的學習，學生已經(jīng)對于天體的運動和自然現(xiàn)象及形成規(guī)律有了一定的了解。晝夜交替是生活中的常見現(xiàn)象，探索其成因是原始人類原始天文學研究的開始，本課圍繞晝夜交替現(xiàn)象展開，通過科學史的閱讀、簡單易行的模擬實驗等多種方式，帶領學生在探究活動中將自然現(xiàn)象與地球的自轉運動聯(lián)系在一起，引導學生認識人類探索地球自轉運動的歷程，變抽象為直觀，讓他們能夠從宏觀角度形成“世界是物質的，物質是運動的，運動是有規(guī)律的，規(guī)律是可以認識的”的大概念，從學科角度形成“地球是運動的，地球有規(guī)律的自轉產(chǎn)生了有規(guī)律的晝夜交替現(xiàn)象，地球的自轉方向決定了地球以外天體的升落方向”的學科概念。本課由四部分組成：第一部分是閱讀活動，主要是認識晝夜交替現(xiàn)象及人類認識晝夜現(xiàn)象的歷程。首先通過讀圖引發(fā)對晝夜交替現(xiàn)象的思考、認識晝夜現(xiàn)象。再通過閱讀文字，了解古人對晝夜現(xiàn)象的解釋歷程。第二部分是一個探究活動，通過模擬實驗，認識晝夜現(xiàn)象，探索晝夜交替現(xiàn)象形成的原因。第三部分進一步通過模擬實驗，了解地球自轉現(xiàn)象。第四部分通過讀圖和討論，理解地球繞著地軸在自轉。【學情分析】通過二年級上冊第2單元天空中的星體的學習，知道了太陽能夠發(fā)出光和熱、月相變化有規(guī)律、夜空中星星閃爍的秘密。通過四年級下冊第2單元地球、月球與太陽的學習，了解了地球的形狀，認識了月球的運動以及太陽的運動規(guī)律，對于天體的運動和自然現(xiàn)象及形成規(guī)律有了一定的了解。但對于小學生來說，他們的空間想象和思維能力較弱，雖然對于天體運動的知識有所了解，知道地球圍繞著太陽轉動，它在公轉的同時也在自轉，但對于地球的公轉和自轉會帶來什么影響、分別會產(chǎn)生哪些自然現(xiàn)象卻不夠明晰，有的甚至存在錯誤認知，究其原因就是沒有“知其然而知其所以然”，同時，學生難以通過直接探究的方法進行學習。本課教學重點通過科學史的閱讀和簡單易行的模擬實驗，幫助學生通過多個角度和多種方法突破迷思概念，建立起“太陽照射產(chǎn)生晝夜地球自轉產(chǎn)生晝夜交替太陽東升西落，所以地球自西向東自轉”的正確概念。經(jīng)過四年半的科學學習，學生已經(jīng)具備了較完善的自主探究、自主思維與科學活動能力。在科學史閱讀活動中，要引導學生思考與分析文本，注意抓取重點進行辨析；在模擬實驗的過程中，應幫助學生通過思辨逐步建立正確的空間概念，通過分析現(xiàn)象，結合推斷，得出正確結論。從學生的年齡結構和心理特征來看，五年級的小學生對“地球和宇宙空間領域”的科學知識有天然的好奇心、較強的求知欲和一定的先前知識基礎，但也有一些畏難情緒，在教學過程中，應將任務細化、分化、多樣化，借助結構化的教學材料幫助學生的理解與學習。同時，考慮將第一部分教學內(nèi)容科學史閱讀融入實踐活動各個環(huán)節(jié)，讓學生在依次遞進的模擬實驗中感受與體悟古人觀察自然現(xiàn)象并作出晝夜交替現(xiàn)象的猜想與解釋的過程，在思辨與不斷創(chuàng)生問題、解決問題中產(chǎn)生共情與更深刻的理解。【教學目標】科學知識：1通過閱讀，了解人類由天動到地動的探索地球自轉的過程。2通過模擬實驗，知道晝夜交替與地球自轉有關。3將晝夜變化的自然現(xiàn)象與地球自轉聯(lián)系起來，知道地球每天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(xiàn)象。4知道地球自轉軸及自轉的周期、方向等。科學探究：1能進行自主科學閱讀活動，并歸納與提取關鍵信息，用簡潔的語言進行表述。2在教師指導下，通過模擬實驗和建構模型等方法，了解地球的自轉和公轉運動產(chǎn)生的結果。3注重實驗習慣和思維習慣的培養(yǎng)，引導學生規(guī)范活動、積極思考、及時記錄、分析現(xiàn)象、得出并交流結論、及時反思等。科學態(tài)度：1意識到要用實驗證明關于“晝夜交替的成因”的猜想。2對晝夜的變化及與地球運動的關系充滿探究興趣。3樂于從不同視角提出研究思路，創(chuàng)新方法與材料完成模擬實驗探究。4愿意傾聽、分享獲得的信息，樂于表達、講述自己關于晝夜交替的觀點，能接受別人的建議并對自己的觀點做出修正。科學、技術、社會與環(huán)境：1認識到科技的進步為人們認識天體運動和宇宙探索帶來的便利。2認識科技的發(fā)展會帶來人們科學觀念的不斷更新。【教學重點】通過模擬實驗，了解由于地球的自轉產(chǎn)生了晝夜交替現(xiàn)象和其規(guī)律。【教學難點】分析模擬實驗和實際天體運動之間的聯(lián)系。【教學準備】教師材料：課件和太陽東升西落的視頻。學生材料：手電筒、旋轉支架、地球儀、鐵絲、卡紙圓環(huán)、貼紙、方位卡（上北下南左西右東）、卡片（遮擋視線）、模型卡（太陽）、記號筆。【教學時間】1課時【教學過程設計】探究活動教師活動學生活動探究意圖一、故事導入，揭示主題1（出示白天和夜晚的校園圖片）觀察并思考：白天的校園與黑夜有什么不同？（明暗不同）2介紹：很早以前，人們就發(fā)現(xiàn)了白天與黑夜的光線不同，古代中國人做出了這樣的解釋：他們認為，太陽是住在東邊海上的一只三足金烏，金烏從海上飛出，就迎來了白天，當它休息時就是黑夜。3提問：關于這個解釋，你提取到哪些信息？4小結：古中國人意識到晝夜的形成與太陽有關，太陽出現(xiàn)就是白天，太陽消失就是黑夜。1學生觀察圖片。2從三足金烏的故事中提取關鍵信息。設計意圖：利用學生熟悉的校園場景白天和黑夜的的圖片，讓學生聯(lián)系實際生活，并將關注點聚焦到白天和黑夜光線的不同上，再適時提出古中國人對于晝夜現(xiàn)象做出的猜想與解釋，讓學生從古人的思考中鏈接自然現(xiàn)象，感知古人的想法，調動學習動機。二、模擬實驗一：晝夜現(xiàn)象的形成1交流：當然，我們已經(jīng)知道地球和太陽都是球體，我們用地球儀和手電筒來代替（師出示地球儀和手電筒）。2提問：太空中的環(huán)境是明亮還是黑暗？（關燈、拉上窗簾）3演示：打開手電-亮（白天），關閉手電-暗（黑夜）。（師將圓環(huán)卡紙掛在掛鉤上，作為區(qū)分晝和夜的虛擬分界線，在地球儀的中國位置貼上貼紙）4思考：晝夜每天交替一次，好像沒問題，這個神話傳說似乎確實能夠解釋晝夜的形成？生：不對，太陽的照射是持續(xù)的，并不能像手電一樣一開一關。生：不對，按照這樣的方法，地球的另一半永遠都是黑夜。生：不對，地球上還有其他的國家，我們有白天黑夜，他們也有。5小結：古中國人對于地球的形狀沒有概念，更不知道地球上還有許多其他的國家，所以他們只能從自己生活周圍的自然現(xiàn)象進行推測，做出了片面的解釋。6介紹：不可否認，地球上有晝有夜確實與太陽的照射有關。但僅僅只是照射，能解釋這個現(xiàn)象嗎？（視頻：太陽東升西落。）7交流：你觀察到了什么？（引導學生關注太陽的運動速度和光線的變化）太陽從東邊緩緩升起，又從西邊慢慢落下。（追問：白天和黑夜的變換是突然發(fā)生的還是需要經(jīng)歷一定的過程？）太陽升起，從黑夜變?yōu)榘滋欤柭湎拢瑥陌滋熳優(yōu)楹谝埂＃ㄗ穯枺汗饩€如何變化？）8介紹：我們地球上的人每天看到的是：清晨，太陽從東邊緩緩升起，傍晚又從西邊慢慢落下，晝夜交替，周而復始。所以，古希臘科學家提出了“地心說”，認為地球是宇宙的中心，日月星辰都圍繞著地球旋轉，從而產(chǎn)生了晝夜交替的現(xiàn)象。9思考：這個解釋是否合理？1交流晝夜形成的原因，觀察模擬實驗現(xiàn)象。 2思考：古中國人的猜想是否能解釋晝夜交替的原因？3觀看視頻，交流晝夜交替時刻的變化。4思考：“地心說”的解釋是否合理？設計意圖：該模擬實驗較簡單，通過教師的簡單演示讓學生先形成“太陽照射形成晝夜”的概念，再通過問題“古中國人對于晝夜形成的猜想是否有無法解釋的地方？”促使學生尋找到矛盾沖突點。接著，通過視頻“太陽的東升西落”幫助學生進一步建立自然現(xiàn)象與科學原理的聯(lián)系，讓學生明確“太陽的移動是緩慢的光線的變化也是緩慢的晝夜變化是過程性的”。最后，通過交流“地心說”理論，引發(fā)學生的進一步思考：“地心說能夠解釋我們看到的晝夜交替現(xiàn)象，但真的合理嗎？”，為下個環(huán)節(jié)的研究打下基礎。三、模擬實驗二：晝夜交替現(xiàn)象的形成1師生交流：生：合理，這確實能夠解釋晝夜交替現(xiàn)象的形成。生：不合理，如果太陽按照緩慢的速度繞著地球轉，無法實現(xiàn)24小時轉一圈。2思考：是否還有其他的可能？（1）地球繞著太陽轉；（2）地球自轉；3介紹：是啊，有好幾種可能，所以，波蘭天文學家哥白尼在16世紀提出了“日心說”，認為不是太陽繞著地球轉，而是地球繞著太陽轉，晝夜交替現(xiàn)象是地球自轉的結果。4引導：如何證明到底哪種解釋是正確的？生：實驗。5實驗材料：地球儀、手電筒、支架、貼紙。6活動提示：（1）創(chuàng)造黑暗環(huán)境，在地球儀上的中國位置貼上貼紙；（2）將手電筒放在支架上，調節(jié)與地球儀之間的距離，讓光斑大小與地球儀大小大致相同；（3）觀察并思考：地球儀的向光面和背光面分別代表什么？白天和黑夜的交界處光線是什么樣的？ 白天和黑夜的交界處是一天中的什么時刻？ 哪些國家和中國一樣處于白天，哪些國家處于夜晚？這幾種轉動方式是否能夠產(chǎn)生晝夜交替？如果可以，它們產(chǎn)生的晝夜交替有什么不同？7分組活動：模擬不同轉動方式產(chǎn)生晝夜交替的情況。8交流匯報：地球儀的向光面和背光面分別代表白天與黑夜；（師介紹：晝半球和夜半球）白天和黑夜的交界處光線較弱，緩慢過渡；白天和黑夜的交界處是一天中的清晨和傍晚；和中國一樣處于晝半球的國家是白天，處于夜半球的國家是夜晚；這幾種轉動方式都能夠產(chǎn)生晝夜交替；它們產(chǎn)生的晝夜交替，星體走過的路程長短不同、繞過的圈大小不同；9數(shù)據(jù)分析，尋找證據(jù)：無論是太陽繞地球轉，還是地球繞太陽轉，走過的路程都很長，但地球自轉走過的路程短，晝夜交替的周期為一天（24小時），所以晝夜交替現(xiàn)象的產(chǎn)生應該與地球的公轉無關，是地球自轉的結果。（師邊講解邊演示）10評價：能夠結合現(xiàn)象與思考，分析得出結論是非常了不起的科學品質！11講解：當然，我們知道，地球在自轉的同時也在圍繞太陽公轉，只不過晝夜交替現(xiàn)象的產(chǎn)生與地球自轉有關。12互動：我們不僅知道了晝夜交替的真實原因，還能夠針對晝夜交替的現(xiàn)象做出合理的解釋，問題解決了。那么，請告訴我，這是一天中的什么時刻？（出示圖片：清晨、傍晚）生：僅僅通過圖片無法判斷。追問：那這里（出示地球儀和圓環(huán)卡紙，師手指白天和黑夜的分界線）是清晨還是傍晚呢？生：還是無法判斷？13提問：為什么還是無法判斷？生：地球要轉起來才能夠判斷。14：提問：往哪個方向轉？ 1交流“地心說”是否合理。2思考：晝夜交替是否還有其他可能原因。3了解“日心說”。4分組活動，觀察現(xiàn)象，分析思考，探究晝夜交替現(xiàn)象形成的原因。設計意圖：結合“日心說”理論，引導學生提出晝夜交替產(chǎn)生原因的不同猜想，并在嘗試不同轉動方式產(chǎn)生的晝夜交替現(xiàn)象的活動過程中，感知幾種轉動方式的不同，再由教師提供理論數(shù)據(jù)，師生共同分析，結合現(xiàn)象與思考尋找晝夜交替的真正成因。緊接著，通過反問“這是清晨還是傍晚？”讓學生意識到應該進一步探究地球自轉的方向，才能完整解釋晝夜交替的自然現(xiàn)象。到本環(huán)節(jié)為止，學生完成了古人關于晝夜現(xiàn)象做出的一系列解釋的學習，同時也能夠在實踐中加深理解，從形成正確科學觀念的曲折與困難歷程中，對科學研究充滿敬畏之情。四、模擬實驗三：模擬地球的自轉1思考：我們既看不到地球的轉動，也感覺不到，怎么辦？2引導：我們能看到其他天體的運動，比如太陽，已知太陽東升西落。3提問：地球應該往哪個方向轉，才能看到太陽的東升西落呢？4分組活動：（1）活動材料：轉椅、“上北下南左西右東”方位卡、卡片*2、模型卡（太陽）；（2）一位同學坐在轉椅上，將自己當做地球，手持“上北下南左西右東”方位卡，眼睛兩側貼上卡片，另一位同學手持太陽模型卡；（3）第一次實驗：坐著的同學保持不動，讓太陽繞著他做“東升西落”運動；（4）第二次實驗：太陽保持不動，坐著的同學順時針或逆時針慢慢轉動，仔細觀察，哪一種轉動方式和第一次實驗時看到的“東升西落”現(xiàn)象一致；5小結：當逆時針轉動時，能夠看到太陽東升西落的現(xiàn)象，所以，地球自轉的方向應該是逆時針。6提問：現(xiàn)在，你能夠判斷清晨和黃昏了嗎？7交流：由夜晚逐漸過渡到白天的那段時間是清晨，由白天逐漸過渡到夜晚的那段時間是傍晚。8操作：將卡紙圓環(huán)對折，將代表黃昏一側的分界線用記號筆畫斜杠。9.觀看視頻：太空中看晨昏變化。10出示描述一天的時間的詞語：黎明、清晨、上午、正午、下午、傍晚、夜晚、午夜11追問：難度升級。你能夠通過今天所學的知識，判斷一天中的任意時刻嗎？12互動：（1）教師選擇一個國家，將地球儀轉到某個位置，學生說出這個國家處于什么時刻。例：師將中國轉到晝半球的中間位置，學生說出“正午”。（2）學生根據(jù)教師選擇的國家和時間，將地球儀轉動到合適的位置。（投屏展示）例：師說“中國、傍晚”，生按照正確方向將地球儀轉動到中國的傍晚時刻。（3）學生根據(jù)活動手冊的提示，完成相應記錄。例：當中國在白天時，處于清晨、傍晚、夜晚的國家分別有哪些（列舉一個）？13嘗試解釋：為什么會產(chǎn)生時差？14觀看視頻：地球自轉。15交流：你有什么發(fā)現(xiàn)？生：地球繞著地軸在轉動。（追問：地軸是真實存在的嗎？它的方位是怎樣的？）生：從北極點往下看，地球逆時針轉動，但從南極點看，地球順時針轉動。16小結：在四年級學習“物體的運動”時，我們就知道了陀螺是圍繞一個軸心旋轉的。地球的自轉也是如此，科學家們將穿過地球南北極的軸稱為地軸，地軸是一根假想的軸，一端始終指向北極星附近。地球像陀螺一樣繞著地軸逆時針自轉，約24小時轉一圈，所以晝夜交替一次的時間約為24小時。1思考：地球應該往哪個方向轉，才能看到太陽的東升西落呢？2分組活動，模擬地球的自轉。3將清晨和黃昏在圓環(huán)形卡紙上表示出來。4觀看太空中看晨昏變化視頻。5辨別不同國家的不同時刻，完成活動手冊。6.觀看地球自轉視頻，交流發(fā)現(xiàn)。設計意圖：在前兩個模擬實驗的基礎上，再次通過體驗式的模擬實驗，利用直觀視角將天體的運動與自身運動相結合，彌補小學生在空間想象力方面的不足，準確感知由于地球自轉方向不同而引起其他天體升落方向的不同，并通過自然現(xiàn)象判斷出地球自轉的正確方向。同時，再利用輔助互動活動：用多種方法正確判斷一天中的任意時刻，以及視頻“地球自轉”最后再通過視頻“地球自轉”進行歸納的小結，形成地球在宇宙空間中繞著地軸轉動的完整概念。五、知識應用，解釋關于地球自轉產(chǎn)生的自然現(xiàn)象1思考：人們最終意識到了地球的自轉，但為什么我們感覺不到它的自轉，反而覺得是太陽、月亮和星星在移動呢？2講解：我們感覺不到地球的自轉，是因為我們跟著地球一起轉動。正因為如此，以前的人們才無法想象地球自身會轉動，直到他們從生活的蛛絲馬跡中找到了越來越多的證據(jù)，比如：這是一位攝影愛好者拍到的北極星及周圍星星的運動軌跡，你能用今天所學的知識分析并作出地球自轉的解釋嗎？3.交流：因為地球在自轉，所以用長時曝光拍攝后，星體的運動會留下軌跡。北極星幾乎處于正北方位，在地軸的延長線上，所以看起來北極星看起來“不動”，而其他星體旋轉。1解釋：為什么我們感覺不到它的自轉？2分析照片，做出解釋。設計意圖：通過對延時攝影的照片進行分析，讓學生應用所學知識對現(xiàn)象進行解釋與說明，學用結合。六、拓展與延伸：科學與生活1拓展思考：（1）你能用今天所學的知識解釋為什么地球的南北兩極會出現(xiàn)極晝和極夜現(xiàn)象嗎？（2）請解釋：為什么金星上看到的太陽是西升東落的？（3）晝夜交替可能會對地球上的生物帶來什么影響？2延伸閱讀：隨著科學技術的不斷發(fā)展與進步，我們能夠通過更多方式來證明地球的自轉，請利用課后時間自行閱讀活動手冊第9頁拓展資料，并留心觀察生活中的各種現(xiàn)象，尋找更多地球自轉的證據(jù)吧！3技術應用：雖然，現(xiàn)在我們還不能到宇宙空間中去，但各種天文軟件的使用，能夠幫助大家更直觀地了解宇宙中的各類天體是如何運動的，比如：（師介紹手機APP“地球運動”）。請各位小科學家利用課后的時間，應用新技術滿足你們的“太空夢”，期待你們更多神奇的發(fā)現(xiàn)！4課后觀察：晝夜交替是否會對地球上的動物和植物產(chǎn)生影響呢？請利用課后時間，選擇自己感興趣的動物或植物進行觀察與記錄，通過多種不同的方式了解它們白天和夜晚的變化，下一節(jié)課一起來分享有趣的發(fā)現(xiàn)。1解釋三個問題。2閱讀活動手冊第9頁拓展資料，尋找地球自轉的證據(jù)。3利用“地球的運動”手機APP了解更多地球運動的知識。4課后觀察活動：選擇感興趣的動物或植物，調查晝夜對它們產(chǎn)生的影響。設計意圖：通過“拓展思考”，讓學生聯(lián)系所學知識解釋相應自然現(xiàn)象，考查學生的知識掌握與內(nèi)化遷移情況。通過“延伸閱讀”與“技術應用”，讓學生意識到技術的發(fā)展能夠推動研究的進步，研究的進步又進一步推動技術的發(fā)展，同時能夠將課堂延續(xù)到課后，將知識延伸到生活。最后，利用課后時間對動物和植物進行觀察與記錄，為后課的學習做好準備。【板書設計】【知識要點】1了解人類由天動到地動的探索地球自轉的歷程；2將晝夜變化的自然現(xiàn)象與地球自轉聯(lián)系起來，知道地球每天有規(guī)律的自西向東圍繞地軸自轉，形成了有規(guī)律的晝夜交替與天體東升西落的現(xiàn)象；3知道地球自轉軸及自轉的周期、方向等；4能夠應用所學知識對生活中的自然現(xiàn)象進行解釋。 【課堂流程圖】（融入科學史，利用地球儀和手電筒模擬晝夜的成因）（融入科學史，揭示研究主題：晝夜交替）知識應用，解釋關于地球自轉產(chǎn)生的自然現(xiàn)象模擬實驗：晝夜交替現(xiàn)象的形成模擬實驗：晝夜現(xiàn)象的形成圖片導入，揭示主題（應用所學知識對現(xiàn)象進行解釋與說明）（融入科學史，進一步探究晝夜交替的原因）（理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)應用新技術輔助探究的意識）（通過體驗式模擬活動辨析地球自轉的方向）拓展與延伸：科學與生活模擬實驗：模擬地球的自轉蘇教版小學科學三年級上冊 第1單元認識空氣 13