地球在公轉(zhuǎn)嗎基礎(chǔ)課

1、杭州市 2013 年小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計評比活動 教科版五年級下冊第四單元第 6 課 地球在公轉(zhuǎn)嗎教學(xué)設(shè)計 設(shè)計者：桐廬縣富春江小學(xué) 朱開瑯 【教材分析】 本單元的核心概念有兩個， 一個是地球的自轉(zhuǎn)， 另一個就是地球的公轉(zhuǎn)。 本 節(jié)課在整個單元中占有承上啟下的重要作用。 到第 5 課學(xué)完了有關(guān)地球自轉(zhuǎn)方面 的內(nèi)容， 從本課開始觸及核心概念地球的公轉(zhuǎn)。 本課內(nèi)容主要分為 “周年視差的 模擬實驗”和“恒星的周年視差”兩個部分。 我們應(yīng)聯(lián)系生活引導(dǎo)學(xué)生理解“什么是視差”，然后又通過問題“假如我們 生活在古代， 我們會用怎樣的方式證明地球在公轉(zhuǎn)呢” ，引領(lǐng)學(xué)生設(shè)計一個恒星 周年視差的模擬實驗。 讓每個學(xué)生

2、親身經(jīng)歷模擬實驗來找到地球公轉(zhuǎn)的證據(jù)， 從 而獲得“周年恒星視差”的概念。根據(jù)教材，確立本課的重點為讓學(xué)生知道地球 圍繞太陽公轉(zhuǎn)， 公轉(zhuǎn)周期為一年。 根據(jù)學(xué)情， 確立本課的難點為怎樣通過模擬實 驗認(rèn)識恒星的周年視差。 用恒星周年視差證明地球公轉(zhuǎn)， 為學(xué)生開啟科學(xué)探究找到了法寶， 要像科學(xué) 家那樣熱愛科學(xué)、善于觀察、堅持不懈，哪怕是“微小的”，也會被“有心人” 發(fā)現(xiàn)。找到證據(jù)難，找證據(jù)的過程是快樂的。 【學(xué)情分析】 我任教的五年級兩個班的學(xué)生平時上課表現(xiàn)不一致， 一個班非常活躍， 另一 個班又很安靜， 不管哪個老師上課舉手發(fā)言者寥寥無幾。 但總體上學(xué)生對科學(xué)課 的學(xué)習(xí)都充滿興趣。 五年級的學(xué)生大

3、多都知道地球在公轉(zhuǎn)， 但知道有哪些證據(jù)能 夠證明地球在公轉(zhuǎn)的學(xué)生不多， 特別是知道恒星周年視差的幾乎沒有。 找到證據(jù)， 把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為證據(jù)， 這也正是本課教學(xué)需要解決的問題。 五年級的學(xué)生， 空間觀 念還是比較缺乏，所以對恒星周年視差的理解還是存在一定的困難的。 本課中，為了為了幫助學(xué)生建構(gòu)概念， 我把課堂搬到了操場上， 借助適合的 器材，采用不一樣的實驗場地安排方式，將全體學(xué)生“置身于宇宙之中”，恒星 周年視差概念的建構(gòu)必將水到渠成。 【教學(xué)目標(biāo)】 科學(xué)概念 恒星周年視差是歷史上證明地球公轉(zhuǎn)的關(guān)鍵性證據(jù)。 其他的證據(jù)也可以證 明這一點。 在圍繞某一物體公轉(zhuǎn)時， 在公轉(zhuǎn)軌道的不同位置會觀察到遠(yuǎn)近

4、不同的物體 存在視覺位置差異。 過程與方法 在模擬實驗中，觀察并做出恰當(dāng)描述。 結(jié)合模擬實驗進(jìn)行推理。 情感態(tài)度價值觀 意識到對科學(xué)現(xiàn)象的解釋需要得到證據(jù)的支持和從已知出發(fā)進(jìn)行推理。 認(rèn)識到科學(xué)家在獲得證據(jù)的過程中需付出艱辛的努力， 同時也離不開科學(xué) 技術(shù)的進(jìn)步。 在活動中培養(yǎng)小組合作精神。 【教學(xué)重點】 知道地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)， 公轉(zhuǎn)周期為一年， 了解證明地球公轉(zhuǎn)的一 些證據(jù)。 【教學(xué)難點】 認(rèn)識恒星的周年視差。 【教學(xué)準(zhǔn)備】 給每組學(xué)生準(zhǔn)備 : 記錄紙、一個紅色圓紙片。 給全班學(xué)生準(zhǔn)備 : 課件、大地球儀、兩個跳高架、一把杠桿尺、十個試管夾、 兩個自制星星（標(biāo)上 1、2）。 教學(xué)過程】 時間

5、分配 教學(xué)設(shè)計 設(shè)計意圖 一、搶答導(dǎo)入 以“知識搶答”的形式復(fù) 3 分鐘 習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲 1. 講臺上擺一大地球儀。 進(jìn)行知識搶答。 望，也很自然地引到地球 PPT出示問題： （1）地球自轉(zhuǎn)的方向？ （2）地球自轉(zhuǎn)圍繞的假想軸叫什么？ （3）地球自轉(zhuǎn)一周的周期是多少？ （4）證明地球自轉(zhuǎn)的證據(jù)是什么？ 2. 地球會自轉(zhuǎn)，那么地球在公轉(zhuǎn)嗎？ （板 書：地球在公轉(zhuǎn)嗎） PPT出示課題。 公轉(zhuǎn)。 3. 什么叫做地球的公轉(zhuǎn)？畫出示意圖 （一 學(xué)生到黑板上畫出）。 補(bǔ)充：公轉(zhuǎn)的周期為一年。公轉(zhuǎn)方向：自 西向東 4. 你是怎么知道地球在公轉(zhuǎn)的？ 畫示意圖，能讓學(xué)生加深 理解。 了解學(xué)生原有的知識水

6、平。 6 分鐘 追問：假如我們生活在古代，我們會用怎 樣的方式證明地球在公轉(zhuǎn)呢？ 5. 這節(jié)課就來研究這個問題， 為證明地球 公轉(zhuǎn)找到足夠的證據(jù)，板書課題。 二、理解“視差” 1. 課件播放視頻 找視差 播放此視頻的目的是幫 同學(xué)們都有坐車的經(jīng)驗， 剛才視頻中車還 助學(xué)生了解“什么叫視 沒開到兩棵樹邊， 小樹在大樹的哪一邊？ 差”，為下一個環(huán)節(jié)的學(xué) 車開過頭回頭看， 看到小樹又在大樹的哪 習(xí)做好鋪墊。 一邊？大樹小樹實際的位置變了嗎？這 種變化是怎么引起的？ 2. 理解什么叫視差？ （ PPT出示：因為觀測點 不同導(dǎo)致觀測者看到的景物出現(xiàn)相對位置差異 的現(xiàn)象。） 3. 說說生活中看到的視差現(xiàn)象

7、？ （如果學(xué) 生說不出來， 讓教室左右兩邊的學(xué)生觀察 講臺上兩個距離遠(yuǎn)近不同的小球的位 置。） “閉上眼睛”可以發(fā)揮遐 想，感覺“自己”在太空 4. 讓我們閉上眼睛，將自己置身在宇宙 圍繞太陽遨游的情景。 中，想一想你有什么辦法證明地球在公 轉(zhuǎn)？ 教師提示： 我們每天像張衡一樣觀察 滿天繁星， 你們知道嗎？那些肉眼可見的 星星大多是恒星。它們離我們太遠(yuǎn)了，所 提供學(xué)生思考的機(jī)會是 非常必要的。學(xué)生自己得 22 分鐘 以看上去那么小，其實有的比太陽還要 大，在天空中相對位置是不動的。如果地 球真的在圍繞太陽公轉(zhuǎn)， 我們觀察遙遠(yuǎn)的 兩顆恒星位置會變化嗎？會存在視差 嗎？（在教師的敘述中學(xué)生慢慢思考

8、，想到辦 法的先舉手） 5. 如果讓你來設(shè)計這個實驗， 需要哪些器 材？你會怎樣完成？ 6.接下來，用這個模擬實驗來研究這種變 化。 三、模擬實驗 1.默讀“實驗卡和場地安排卡”（附后） 內(nèi)容后，提問（ PPT 逐一出示 ）： （1）紅色和藍(lán)色紙片分別代表什么？圓 圈代表什么？ （2）為什么在遠(yuǎn)處的星上要橫著掛著一 個木尺？ （3）為什么要背對著紅色圓點轉(zhuǎn)動？ （4）我們在圓圈上按什么方向運(yùn)動？ （5）表格中的“在 AB 兩點觀察 1 號星 的視覺差”是什么意思？ 學(xué)生回答、討論。 2. 排隊進(jìn)入操場。 3. 分區(qū)域分組實驗。 課前教師劃分場地， 每 7 8 人一小組，見場地安排卡（附后）。

9、要求每個小組成員都要“公轉(zhuǎn)”觀察。教 師加強(qiáng)巡查指導(dǎo)。 4.回教室按照記錄表匯報。 （PPT出示問 題） （ 1）這些數(shù)據(jù)說明了什么？ 到的遠(yuǎn)比教師告知的要 強(qiáng)得多。 先讓學(xué)生思考、交流想 法，然后引導(dǎo)學(xué)生去設(shè)計 實驗，培養(yǎng)學(xué)生的探究 力。 先明確模擬實驗的注意 事項可以提高探究的有 效性。 將課堂搬向操場，學(xué)生必 然感覺新鮮。也是這節(jié)課 內(nèi)容的需要。 匯報時三個問題的設(shè)計 是有坡度的，是一個推理 的過程：第一個問題指向 “有恒星視差存在，就可 以證明地球公轉(zhuǎn)?！钡诙?第三個問題指向“距離遠(yuǎn) 視差小，幫助學(xué)生理解恒 星的周年視差是難以觀 測的?！?激發(fā)學(xué)生對科學(xué)家的崇 敬之情。 （2）不同小組

10、觀察到的視差一樣嗎？為 什么？ （3）假如觀測的“恒星”更遠(yuǎn)一些，恒 星的視覺位置差異會有怎樣的變化？ 5.科學(xué)家觀測出的恒星視差有這么大嗎？ 閱讀書本第 85 頁灰色方框，這段資料告 訴我們什么？ 6.總結(jié)恒星周年視差 PPT 出示：我們把觀察遠(yuǎn)近不同的星星時 產(chǎn)生的視覺上的相對位置差異叫做 恒星周年視差。 這是觀察恒星的視覺位置 在理解“視差”的基礎(chǔ)上 進(jìn)一步了解“周年視差” 完善對“恒星周年視差” 概念的建構(gòu)。 4 分鐘 上“周年”二字后，問：為什么要加上 “周 年”二字呢？ 7 表揚(yáng)：同學(xué)們真了不起！我們做了科學(xué) 家做的事情，儼然成了小科學(xué)家了。 四課堂小結(jié)與延伸 1.現(xiàn)在有關(guān)晝夜現(xiàn)象

11、的解釋，我們將保留 哪一種？ PPT 出示： A. 地球自轉(zhuǎn) B. 地球自轉(zhuǎn)的同時公轉(zhuǎn) 地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生晝夜交替。 那公轉(zhuǎn)又會產(chǎn)生 通過表揚(yáng)，一是對學(xué)生實 驗的肯定，二是激發(fā)學(xué)生 熱愛科學(xué)。 概念的建構(gòu)是不斷完善 的。 怎樣的現(xiàn)象呢？我們下節(jié)課繼續(xù)研究。 2.課堂延伸：證明地球公轉(zhuǎn)的其他證據(jù) 明白證據(jù)可以是多樣的 星座， 比如：不同夜晚同一時間觀察到 的北斗七星的圖片。 PPT 出示： 5 分鐘 五、鞏固作業(yè) 鞏固性作業(yè)可以檢查學(xué) 生對本課的學(xué)習(xí)狀況，如 難以建構(gòu)的概念理解了 嗎？ 1.學(xué)生完成 作業(yè)卡（附后）中的題目并交 流。 （同時 PPT 出示題目） 2.課后閱讀 資料卡（附后）中的內(nèi)容，進(jìn)

12、 一步了解恒星周年視差是怎樣發(fā)現(xiàn)的。 3.課后調(diào)查：地球公轉(zhuǎn)會給地球帶來哪些 變化？ 板書設(shè)計】 地球在公轉(zhuǎn)嗎？ 地球公轉(zhuǎn)周期：一年 方向：自西向東 證據(jù) ： 航天飛機(jī)，太空望遠(yuǎn)鏡，衛(wèi)星等 恒星周年視差 星座 【相關(guān)表單】實驗卡、場地安排卡、作業(yè)卡、資料卡（附后） 實驗卡： 地球公轉(zhuǎn)（恒星周年視差）的模擬實驗 第 小組 站在 A、B 兩點，仔細(xì)觀察兩顆星，并在實驗記錄單上 分別記下 1 號星相對于 2 號星的位置。每位同學(xué)都觀察一次 哦。 計算出視覺差（視覺差 =A點視覺距離 +B點視覺距離 ） 。 小組觀測 公轉(zhuǎn)到 A 點時 公轉(zhuǎn)到 B 點時 在 A、B 兩點觀察 1 號星的視覺差 第一組（

13、近） 第二組（較近） 第三組（較遠(yuǎn)） 1 號星在 2 號星 （ ）邊第（ ）厘米 1 號星在 2 號星 （ ）邊第（ ）厘米 1 號星在 2 號星 （ ）邊第（ ）厘米 第四組（遠(yuǎn)） 1 號星在 2 號星 （ ）邊第（ ）厘米 1 號星在 2 號星 （ ）邊第（ ）厘米 1 號星在 2 號星 （ ）邊第（ ）厘米 1 號星在 2 號星 （ ）邊第（ ）厘米 1 號星在 2 號星 （ ）邊第（ ）厘米 ）厘米 ）厘米 ）厘米 ）厘米 場地安排卡： 注意：四個小組的“太陽”在同一直線上，“公轉(zhuǎn)”的軌道大小也要一致。 作業(yè)卡： 地球在繞太陽轉(zhuǎn)即公轉(zhuǎn)，課堂上我們學(xué)習(xí)了，下面題我會答。 （1）人們在觀察

14、遠(yuǎn)近不同的星星時產(chǎn)生的視覺上的相對位 置差異叫做（ ）。 （ 2）能證明地球在公轉(zhuǎn)的是（）。 A. 傅科擺 B. 恒星周年視差 C. 晝夜交替 （3）模擬地球公轉(zhuǎn)的實驗。如右圖，模擬物代表什么實際 事物？ 操場上畫一個圓圈，代表 圓圈中心放一個紅色圓紙片，代表 離圓圈遠(yuǎn)近不同的木竿上有兩個藍(lán)色圓紙片，代表 我們在模擬實驗時， 人要 對著紅色圓紙片繞圈； 繞圓圈轉(zhuǎn)一周代表： 我們在 A點看到 1 號星在 2 號星左邊，轉(zhuǎn)到 B點看到 1 號星在 2號星的右邊 1 號星一會在 2 號星左邊，一會在 2 號星右邊的原因是（）。 A. 人繞圓圈走一圈引起的 B. 地球自轉(zhuǎn)的原因 C. 木竿被移動了 （

15、 4）因為地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道直徑大約是（），所以恒星周年視差不 易被人們觀測到。 A.1.5 億千米 B.2 億千米 C.3 億千米 資料卡： 知識：恒星周年視差的發(fā)現(xiàn) 恒星周年視差緣于一個簡單的推理 :與更遠(yuǎn)的恒星相比較時，比較近的恒星應(yīng)該顯示出 視差。即人們以地球繞太陽的軌道直徑 （大約 3X108 千米）作基線，在軌道相對的兩端以半年 的間隔進(jìn)行觀測， 可觀測到恒星的視差。 但由于以前人們沒有望遠(yuǎn)鏡， 單憑肉眼無法測出恒 星的視差，因為恒星和地球間的距離，同地球的軌道直徑相比，實在太大了。 望遠(yuǎn)鏡和其他儀器為恒星周年視差的觀測提供了可能。在 19 世紀(jì) 30 年代，德國天文學(xué) 家貝塞爾

16、使用了一種叫做量日儀的新儀器， 因為這種儀器最初是想用來精密地測量太陽的直 徑的。但用它同樣能夠測量天體間的其他距離，貝塞爾就用它來測量兩個恒星之間的距離。 貝塞爾月復(fù)一月地注意這些距離的變化，終于成功地測出了一個恒星的視差。 他選擇的是天鵝座的一顆小星，叫做天鵝座 61 星。他之所以選定這顆星，是因為這顆星相 對于其他恒星背景每年都顯示出特別大的自行，因此它一定比其他恒星離我們近。（不要把 這種自行與恒星相對于背景的前后移動相混淆， 后者表示的是視差 ）貝塞爾以附近 “固定的” 恒星（可能要遠(yuǎn)得多 ）為基準(zhǔn)，測定天鵝座 61 星連續(xù)移動的位置，持續(xù)觀測了一年多。最后 在 1838 年，他報告

17、說天鵝座 61 星的視差為 0. 31 角秒，即相當(dāng)于把一枚 5 分硬幣放在 16 千米遠(yuǎn)處觀看時的視角。這個視差是以地球軌道的直徑為基線觀測到的，這表明天鵝座 61 星在大約 100 萬億千米遠(yuǎn)處， 為我們太陽系寬度的 9000 倍。因此， 即使和最近的恒星相比， 太陽系也像是空間的一個小點。 因為用萬億千米計算距離相當(dāng)不方便， 天文學(xué)家便以光的速度來計算距離， 以便縮小數(shù) 字。光速是每秒 299792. 458 千米。光一年走的距離約為 94605 億千米，叫做 1 光年。利用 這個單位，天鵝座 61 星距離地球約 11 光年。 在貝塞爾成功后僅兩個月， 英國天文學(xué)家亨德森就算出了半人馬座

18、 a星的距離。 這顆星 是天空中第三顆最亮的星， 位于南天低空處。 結(jié)果表明，半人馬座 a星的視差為 0. 75角秒， 是天鵝座 61 星的兩倍多。因此，半人馬座 a 星相應(yīng)地距離地球近多了。實際上，它距離太 陽系只有 4. 3 光年，是我們太陽系最近的恒星鄰居。其實它并不是一顆單獨的星，而是由 三顆恒星組成的。 1840 年，在德國出生的俄國天文學(xué)家斯特魯維宣布了天空中第四顆最亮的星織女星的 視差。后來發(fā)現(xiàn)他的測量結(jié)果有點誤差，但這是可以諒解的，因為織女星距離地球遠(yuǎn)達(dá) 27 光年，視差非常小。 到 1900 年，約有 70 顆恒星已經(jīng)用視差法測定出來 （到 20 世紀(jì) 80 年代，已有數(shù)千顆

19、 ） 。 而現(xiàn)在，人們使用精密的儀器， 運(yùn)用視差法測得較準(zhǔn)確的宇宙空間距離約有 120 億光年。 【理念體現(xiàn)】 我覺得上好本課應(yīng)做到“四個體現(xiàn)，一個突破”。 1. 體現(xiàn)“學(xué)生為本” ：在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，問學(xué)生“你認(rèn)為地球在公轉(zhuǎn)嗎？”“你 是怎么知道地球在公轉(zhuǎn)的？” 這事了解學(xué)生原有的知識水平， 便于更好地進(jìn)行下 一環(huán)節(jié)。大部分學(xué)生都認(rèn)為地球在公轉(zhuǎn)。 所以我們要把探究的重點放在找到證明 地球公轉(zhuǎn)的證據(jù)， 感受證據(jù)的獲得并不易。 因恒星周年視差這一概念的理解有一 定的難度， 所以要對學(xué)生降低要求。 不注重學(xué)生測得的數(shù)據(jù)有多精確， 只要他們 觀察到尋在位置差異，這個位置差異因距離不同是有變化的。 2. 體現(xiàn)“簡約課堂” ：（1）集中探究主題恒星周年視差的模擬實驗。 本節(jié)課突出模擬實驗的地位，其他教學(xué)內(nèi)容簡單帶過。（2）整合教學(xué)環(huán)節(jié)。本 堂課的結(jié)構(gòu)還是比較簡單的， 主要分為四大板塊： 提出問題主題活動 （模擬 實驗）研討交流鞏固練習(xí)。 3. 體現(xiàn)“長時探究” ：章鼎兒老師是最早倡導(dǎo)“長時探究”