地球的形状教学设计深圳实验学校小学部 林景武【教材简析】本课是三年级下册“太阳、地球和月球”单元的第6课。关于地球形状的认识，人类经历了一个漫长而又艰辛的过程，从“天圆地方”假说，到麦哲伦航海旅行，再到人类登上太空看到地球，当地球的形状第一次呈现在人们面前，才最终确认了地球的形状是球体的事实。本课学生将重历人类认知地球形状的过程。很久以前，人们根据观察到的现象，认为天是圆的，地是方的。但有一些现象，如在海边，人们用望远镜观察到远方驶来的船，总是先看到帆顶再看到船身；月食时，地球投射到月球的影子总是圆形的，这些现象并不支持古人“天圆地方”的猜测。于是人们猜测地球可能是球形的，而后麦哲伦的环球航海旅行为“地圆学”提供了直接证据，人们开始接受地球是球形的观点。聚焦环节，教师要将学生代入古代的观测条件，让学生从古人的角度去思考地球是什么形状的，这个情境营造很重要，也是本课探究的前提。“天圆地方”的观点，是人们根据生活现象观察总结的一个经验性的猜想。但是有一些特殊的生活现象，例如海边的船用望远镜总是先看到帆顶；月食时，地球投射到月球的影子总是圆形的，人们开始认为地球可能是球形的。探索环节让学生通过模拟实验来理解和推测，如果地球是方的，就不能出现“先看到帆顶，再看到船身”的现象；如果地球是方形的，那么在月球上的影子也应该是方形的，这与我们的生活现象不符合，所以地球可能是球体。如果地球是球体，那么围绕地球走一周，是可以回到起点的。麦哲伦的航海旅行让更多的人接受了地球是球体的观点。【学生分析】三年级的学生通过图片、视频、地球仪等对地球形状已比较了解，知道地球是球体，所以教师在教学前要让学生站在历史的角度，去思考古人是如何认识地球的形状的。【教学目标】科学概念目标1. 地球和太阳、月球一样，都是一个球体。2. 地球是太阳系中的一颗行星。科学探究目标1. 能运用模拟实验的方法收集信息证据，推理、解释和描述地球是球体的观点。2. 初步经历人类认识地球形状的探索过程。科学态度目标1. 感受古人在认识地球形状过程中孜孜不倦的努力，提高科学探索的兴趣。2. 积极参与模拟实验，乐于与同学分享交流自己的实验发现。科学、技术、社会与环境目标1. 了解技术的进步可以让人们更好地认识自然现象，发现更多的自然规律。2. 感受自然规律的发现需要经历不懈地探索。【教学重难点】重点：了解人类探索地球形状的历程，感受人们在认知自然孜孜不倦的努力，体会技术进步对推动科学认知的帮助。难点：理解模拟实验是如何支持人们对地球形状的解释的。【教学准备】为学生准备：大球、船模、小球、正方体、手电筒、呈现影子的屏等。教师准备：教学课件。【教学过程】一、聚焦1. 谈话1：同学们，太阳和月球都是球体，这是我们可以直接观察到的，那我们生活的地球是什么形状的呢？学生回答：球体。2. 谈话2：地球是球体，这是因为发达的科技让我们看到了地球的真面目，但是在古代，科技不发达，人们并不这么认为。刚才你们在教室外观察时，如果你是古人，你会认为地球是球形吗？学生回答：不会。那地球是什么形状呢？人们经历了漫长而艰辛的探索。3. 谈话3：同学们，这节课我们将跟着古人一起探索地球的形状，请你暂时忘掉“地球是球形的”这件事情。设计意图：因为学生已经有了地球是球形的前认知，对本课的学习兴趣就会下降，所以本课需要做一个情境铺垫“然而在古代，人们不是这么认为的”，我们现在知道地球是球形的，是因为我们有了很先进的科技，可以到外太空去观察。但是在古代，人们并没有那么高的科学技术，是无法知道地球全貌的，所以“地球是什么形状的”一直吸引着人们去探索。当教师把聚焦问题的背景给学生铺垫好之后，他们就会将自己代入古代人的视野，进而引发思考。二、探索活动一 “回到以前”1. 角色代入。现在我们已经回到了很久很久以前，把自己想象成那个时候的古人。2. 思考问题。作为“古人”，你正在思考地球的形状，并且在寻找证据。3. 室外体验。让学生到室外去观察天空，观察大地，提出自己对地球形状的猜想。4. 提出猜测。联系刚才的室外观察和生活中的其他观察，提出猜测。古人根据对天空和大地的观察，认为天是圆的，地是方的。设计意图：让学生站在古人的角度去观察，去思考，并让他们到室外去观察天空、大地。学生通过直接观察，会发现，天空虽然很高很广阔，但却有弧度，地是十分平坦的，是没有弧度的，于是学生会提出和古人一样的想法，天是圆的，地是方的。只有让学生亲身体会，才能将学生代入古人的角色，才能去提出猜想并寻找证据。“天圆地方”是一种朴素的科学猜想，支撑的证据是人们在生活中的直接观察。活动二 模拟实验1. 提出疑问。生活中有一些现象，“天圆地方”没有办法解释。2. 先看到帆顶后看到船身。在海边，人们用望远镜观察远方驶来的船只，发现总是先看到帆顶，然后才看到船身，如果地球是方的，就不会出现这种现象。3. 地球的影子。在月食时，人们观察到地球投射到月球上的影子总是圆形的，如果地球是方的，也不会出现这种现象。可以通过图片或者视频，加深学生对这两种现象的理解。4. 出示模拟实验材料：大球、船模、小球、正方体、手电筒、呈现影子的屏。5. 讲解实验操作。模拟实验的材料分别模拟的是什么？模拟过程是什么样的？教师要引导学生理解到位。6. 实验操作。学生进行模拟实验，并将观察到的结果记录在活动手册上。7. 实验分享。让学生对比观察结果，看一看两个模拟实验，哪个更符合实际观察的结果，即对应的地球是球体。8. 提出猜想。通过模拟实验，猜想地球的形状可能是球体地圆说。设计意图：虽然“天圆地方”的猜想能应对人们关于地球形状的疑问，但是生活中观察到的一些特殊现象却不支持这个猜想。这两种典型的“反例”现象，就是海边的人们用望远镜观察远方驶来的船，总是先看到帆顶再看到船身；出现月食时，地球的投影总是圆形的。学生对这两个现象是不容易理解的，教师可以用照片或者视频帮助学生理解，模拟实验也是在帮助学生理解并提出地球是球体的猜想。活动三 麦哲伦环球航海旅行的故事1. 16世纪的猜想。那时候有一部分人相信“地圆说”，他们认为地球是球体，但是他们没有比较好的直接证据。2. 找到办法。如果地球是圆的，那么绕着地球一周，是可以回到出发点的3. 麦哲伦的故事。通过播放录音、视频，或者结合世界地图给学生讲麦哲伦航海旅行的故事。1519年，麦哲伦率领船队从西班牙出发，历经千辛万苦，历时1082天回到了西班牙。至此，人们才开始相信地球是球体的观点。设计意图：麦哲伦的环球航海旅行不仅开辟了新航线，还通过他的船队进行的探险航行证明了地球是球形的，这是人们认识地球形状比较科学的直接证据。学生都比较喜欢听故事，教师可以结合世界地图或者地球仪，联系麦哲伦的旅行路线，给学生讲讲麦哲伦航海所经历的艰辛，重点帮助学生理解环球航行是如何证明地球是球体。三、研讨1. 问题1。让学生上台分享活动手册的记录，结合记录来讲解哪些信息或者观察结果可以推测地球是球体。2. 问题2。人们是这样认识到地球是球体。可以让学生用思维导图、鱼骨图等形式去展现人们认识地球形状的过程。设计意图：问题1重在锻炼学生结合实验结果有根据地去论述的能力，看重学生的讲解是否结合了模拟实验的观察，推测过程是否具有逻辑性。问题2是一个小结性的问题，需要学生总结人们认识地球形状的过程。可以用口述表达、思维导图、流程图、鱼骨图等形式总结人们对地球形状的认识过程。四、拓展1. 谈话：麦哲伦的环球航海旅行，让人们开始接受“地球是球体”的观点。随着科技的发展，人们开始从外太空观察地球，就像我们从地球上看太阳和月球是圆形的一样，地球的真面目开始出现在我们面前。2. 展示：给学生看第一张在太空拍摄地球的照片，外太空拍摄地球的照片，月球上看到的地球的照片等，加深学生印象。五、课堂小结通过今天的学习，我们重新经历了人们探索和了解地球形状的过程，从古人认为地球是方形的，到对特殊现象从海面上先看到帆顶再看到船身和月食看到地球的影子是圆形的模拟实验，再到了解麦哲伦的航海旅行，最后从外太空看地球。我们体会到科技进步对推进认知的帮助，感受到人们不断求真的科学态度。【板书设计】地球的形状很久很久以前16世纪现代观点天是圆的，地是方的地球可能是球体地球是球体证据直接观察先看到帆顶再看到船身和月食看到地球的影子是圆形的麦哲伦环球航海旅行外太空看到的地球【活动手册使用说明】第1个模拟实验分成两个部分，分别是船模在球体上的模拟，船模在平板上的模拟。学生需要将模拟的实验结果记录（可以画图，也可以文字记录）在活动手册上，通过对比，学生可以发现，船模在球体上模拟出的现象更符合实际所观察到的现象，说明地球可能是球形的，而船模在平板上的模拟明显与生活现象冲突，说明地球不是平的。第2个模拟实验也分成两个部分，正方体投影的影子，球体投射的影子。要求学生在活动手册上画出或描述出影子的形状。如果地球是正方体，在月球上的影子就会出现“直角”，这与实际不符，说明地球不是正方体的。如果地球是球形，在月球上的影子就会是“弧形”的，说明地球可能是球形的。有了前面的模拟实验的推理，学生基本就能够判断地球的形状为球形了。7