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(jì)評(píng)比活動(dòng) 教科版五年級(jí)下冊(cè)第四單元第 6 課 地球在公轉(zhuǎn)嗎教學(xué)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)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(gè)， 一個(gè)是地球的自轉(zhuǎn)， 另一個(gè)就是地球的公轉(zhuǎn)。 本 節(jié)課在整個(gè)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(shí)驗(yàn)”和“恒星的周年視差”兩個(gè)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(huì)用怎樣的方式證明地球在公轉(zhuǎn)呢” ，引領(lǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)恒星 周年視差的模擬實(shí)驗(yàn)。 讓每個(gè)學(xué)生

2、親身經(jīng)歷模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)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(diǎn)為讓學(xué)生知道地球 圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)， 公轉(zhuǎn)周期為一年。 根據(jù)學(xué)情， 確立本課的難點(diǎn)為怎樣通過模擬實(shí) 驗(yàn)認(rèn)識(shí)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(jiān)持不懈，哪怕是“微小的”，也會(huì)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(jí)兩個(gè)班的學(xué)生平時(shí)上課表現(xiàn)不一致， 一個(gè)班非?；钴S， 另一 個(gè)班又很安靜， 不管哪個(gè)老師上課舉手發(fā)言者寥寥無(wú)幾。 但總體上學(xué)生對(duì)科學(xué)課 的學(xué)習(xí)都充滿興趣。 五年級(jí)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(jí)的學(xué)生， 空間觀 念還是比較缺乏，所以對(duì)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(chǎng)上， 借助適合的 器材，采用不一樣的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)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(diǎn)。 在圍繞某一物體公轉(zhuǎn)時(shí)， 在公轉(zhuǎn)軌道的不同位置會(huì)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(shí)驗(yàn)中，觀察并做出恰當(dāng)描述。 結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行推理。 情感態(tài)度價(jià)值觀 意識(shí)到對(duì)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(shí)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(shí)也離不開科學(xué) 技術(shù)的進(jìn)步。 在活動(dòng)中培養(yǎng)小組合作精神。 【教學(xué)重點(diǎn)】 知道地球圍繞太陽(yáng)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(diǎn)】 認(rèn)識(shí)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(gè)紅色圓紙片。 給全班學(xué)生準(zhǔn)備 : 課件、大地球儀、兩個(gè)跳高架、一把杠桿尺、十個(gè)試管夾、 兩個(gè)自制星星（標(biāo)上 1、2）。 教學(xué)過程】 時(shí)間

5、分配 教學(xué)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)意圖 一、搶答導(dǎo)入 以“知識(shí)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(tái)上擺一大地球儀。 進(jìn)行知識(shí)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(huì)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(shí)水

6、平。 6 分鐘 追問：假如我們生活在古代，我們會(huì)用怎 樣的方式證明地球在公轉(zhuǎn)呢？ 5. 這節(jié)課就來(lái)研究這個(gè)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(yàn)， 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(gè)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(shí)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?yàn)橛^測(cè)點(diǎn) 不同導(dǎo)致觀測(cè)者看到的景物出現(xiàn)相對(duì)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(lái)， 讓教室左右兩邊的學(xué)生觀察 講臺(tái)上兩個(gè)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(yáng)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(huì)是 非常必要的。學(xué)生自己得 22 分鐘 以看上去那么小，其實(shí)有的比太陽(yáng)還要 大，在天空中相對(duì)位置是不動(dòng)的。如果地 球真的在圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)， 我們觀察遙遠(yuǎn)的 兩顆恒星位置會(huì)變化嗎？會(huì)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(lái)設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)， 需要哪些器 材？你會(huì)怎樣完成？ 6.接下來(lái)，用這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)研究這種變 化。 三、模擬實(shí)驗(yàn) 1.默讀“實(shí)驗(yàn)卡和場(chǎng)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(gè)木尺？ （3）為什么要背對(duì)著紅色圓點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)？ （4）我們?cè)趫A圈上按什么方向運(yùn)動(dòng)？ （5）表格中的“在 AB 兩點(diǎn)觀察 1 號(hào)星 的視覺差”是什么意思？ 學(xué)生回答、討論。 2. 排隊(duì)進(jìn)入操場(chǎng)。 3. 分區(qū)域分組實(shí)驗(yàn)。 課前教師劃分場(chǎng)地， 每 7 8 人一小組，見場(chǎng)地安排卡（附后）。

9、要求每個(gè)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(bào)。 （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(jì) 實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的探究 力。 先明確模擬實(shí)驗(yàn)的注意 事項(xiàng)可以提高探究的有 效性。 將課堂搬向操場(chǎng)，學(xué)生必 然感覺新鮮。也是這節(jié)課 內(nèi)容的需要。 匯報(bào)時(shí)三個(gè)問題的設(shè)計(jì) 是有坡度的，是一個(gè)推理 的過程：第一個(gè)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(gè)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(cè)的?！?激發(fā)學(xué)生對(duì)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(cè)的“恒星”更遠(yuǎn)一些，恒 星的視覺位置差異會(huì)有怎樣的變化？ 5.科學(xué)家觀測(cè)出的恒星視差有這么大嗎？ 閱讀書本第 85 頁(yè)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(shí) 產(chǎn)生的視覺上的相對(duì)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(duì)“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?yè)P(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(shí)公轉(zhuǎn) 地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生晝夜交替。 那公轉(zhuǎn)又會(huì)產(chǎn)生 通過表?yè)P(yáng)，一是對(duì)學(xué)生實(shí) 驗(yàn)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(shí)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(duì)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(shí) 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(huì)給地球帶來(lái)哪些 變化？ 板書設(shè)計(jì)】 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(shí)驗(yàn)卡、場(chǎng)地安排卡、作業(yè)卡、資料卡（附后） 實(shí)驗(yàn)卡： 地球公轉(zhuǎn)（恒星周年視差）的模擬實(shí)驗(yàn) 第 小組 站在 A、B 兩點(diǎn)，仔細(xì)觀察兩顆星，并在實(shí)驗(yàn)記錄單上 分別記下 1 號(hào)星相對(duì)于 2 號(hào)星的位置。每位同學(xué)都觀察一次 哦。 計(jì)算出視覺差（視覺差 =A點(diǎn)視覺距離 +B點(diǎn)視覺距離 ） 。 小組觀測(cè) 公轉(zhuǎn)到 A 點(diǎn)時(shí) 公轉(zhuǎn)到 B 點(diǎn)時(shí) 在 A、B 兩點(diǎn)觀察 1 號(hào)星的視覺差 第一組（

13、近） 第二組（較近） 第三組（較遠(yuǎn)） 1 號(hào)星在 2 號(hào)星 （ ）邊第（ ）厘米 1 號(hào)星在 2 號(hào)星 （ ）邊第（ ）厘米 1 號(hào)星在 2 號(hào)星 （ ）邊第（ ）厘米 第四組（遠(yuǎn)） 1 號(hào)星在 2 號(hào)星 （ ）邊第（ ）厘米 1 號(hào)星在 2 號(hào)星 （ ）邊第（ ）厘米 1 號(hào)星在 2 號(hào)星 （ ）邊第（ ）厘米 1 號(hào)星在 2 號(hào)星 （ ）邊第（ ）厘米 1 號(hào)星在 2 號(hào)星 （ ）邊第（ ）厘米 ）厘米 ）厘米 ）厘米 ）厘米 場(chǎng)地安排卡： 注意：四個(gè)小組的“太陽(yáng)”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(yáng)轉(zhuǎn)即公轉(zhuǎn)，課堂上我們學(xué)習(xí)了，下面題我會(huì)答。 （1）人們?cè)谟^察

14、遠(yuǎn)近不同的星星時(shí)產(chǎn)生的視覺上的相對(duì)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(shí)驗(yàn)。如右圖，模擬物代表什么實(shí)際 事物？ 操場(chǎng)上畫一個(gè)圓圈，代表 圓圈中心放一個(gè)紅色圓紙片，代表 離圓圈遠(yuǎn)近不同的木竿上有兩個(gè)藍(lán)色圓紙片，代表 我們?cè)谀M實(shí)驗(yàn)時(shí)， 人要 對(duì)著紅色圓紙片繞圈； 繞圓圈轉(zhuǎn)一周代表： 我們?cè)?A點(diǎn)看到 1 號(hào)星在 2 號(hào)星左邊，轉(zhuǎn)到 B點(diǎn)看到 1 號(hào)星在 2號(hào)星的右邊 1 號(hào)星一會(huì)在 2 號(hào)星左邊，一會(huì)在 2 號(hào)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(dòng)了 （

15、 4）因?yàn)榈厍蚶@太陽(yáng)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(cè)到。 A.1.5 億千米 B.2 億千米 C.3 億千米 資料卡： 知識(shí)：恒星周年視差的發(fā)現(xiàn) 恒星周年視差緣于一個(gè)簡(jiǎn)單的推理 :與更遠(yuǎn)的恒星相比較時(shí)，比較近的恒星應(yīng)該顯示出 視差。即人們以地球繞太陽(yáng)的軌道直徑 （大約 3X108 千米）作基線，在軌道相對(duì)的兩端以半年 的間隔進(jìn)行觀測(cè)， 可觀測(cè)到恒星的視差。 但由于以前人們沒有望遠(yuǎn)鏡， 單憑肉眼無(wú)法測(cè)出恒 星的視差，因?yàn)楹阈呛偷厍蜷g的距離，同地球的軌道直徑相比，實(shí)在太大了。 望遠(yuǎn)鏡和其他儀器為恒星周年視差的觀測(cè)提供了可能。在 19 世紀(jì) 30 年代，德國(guó)天文學(xué) 家貝塞爾

16、使用了一種叫做量日儀的新儀器， 因?yàn)檫@種儀器最初是想用來(lái)精密地測(cè)量太陽(yáng)的直 徑的。但用它同樣能夠測(cè)量天體間的其他距離，貝塞爾就用它來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)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(cè)出了一個(gè)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?yàn)檫@顆星相 對(duì)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(duì)于背景的前后移動(dòng)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(cè)定天鵝座 61 星連續(xù)移動(dòng)的位置，持續(xù)觀測(cè)了一年多。最后 在 1838 年，他報(bào)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(shí)的視角。這個(gè)視差是以地球軌道的直徑為基線觀測(cè)到的，這表明天鵝座 61 星在大約 100 萬(wàn)億千米遠(yuǎn)處， 為我們太陽(yáng)系寬度的 9000 倍。因此， 即使和最近的恒星相比， 太陽(yáng)系也像是空間的一個(gè)小點(diǎn)。 因?yàn)橛萌f(wàn)億千米計(jì)算距離相當(dāng)不方便， 天文學(xué)家便以光的速度來(lái)計(jì)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(gè)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(gè)月， 英國(guó)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(shí)際上，它距離太 陽(yáng)系只有 4. 3 光年，是我們太陽(yáng)系最近的恒星鄰居。其實(shí)它并不是一顆單獨(dú)的星，而是由 三顆恒星組成的。 1840 年，在德國(guó)出生的俄國(guó)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(lái)發(fā)現(xiàn)他的測(cè)量結(jié)果有點(diǎn)誤差，但這是可以諒解的，因?yàn)榭椗蔷嚯x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(cè)定出來(lái) （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(cè)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(gè)體現(xiàn)，一個(gè)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(shí)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(diǎn)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(duì)學(xué)生降低要求。 不注重學(xué)生測(cè)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(gè)位置差異因距離不同是有變化的。 2. 體現(xiàn)“簡(jiǎn)約課堂” ：（1）集中探究主題恒星周年視差的模擬實(shí)驗(yàn)。 本節(jié)課突出模擬實(shí)驗(yàn)的地位，其他教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)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(jiǎn)單的， 主要分為四大板塊： 提出問題主題活動(dòng) （模擬 實(shí)驗(yàn)）研討交流鞏固練習(xí)。 3. 體現(xiàn)“長(zhǎng)時(shí)探究” ：章鼎兒老師是最早倡導(dǎo)“長(zhǎng)時(shí)探究”