9昼夜交替【课标落实】1.本单元通过一系列动手、动脑活动，落实课程标准高年级的课程目标。科学知识：知道昼夜交替、四季变化分别与地球自转和公转有关。昼夜交替现象对动植物的影响。科学探究：在教师指导下，能用进行观察、调查、科学阅读等活动，并用简洁、科学、准确的语言进行表述。在教师指导下，通过模拟实验和建构模型等方法，了解地球的自转和公转运动产生的结果。科学态度：表现出对事物的变化及相互关于进行科学探究的兴趣。能从不同视角提出研究思路，用新方法、新材料完成探究。愿意倾听、分享他人的信息；乐于表达、讲述自己的观点；能接受别人的建议。科学、技术、社会与环境：了解生活中常见的科技发展对人类探索宇宙带来的便利。2.本课学习内容基于课程标准课程内容中“地球和宇宙空间领域”学习内容13.1中的高年段要求。课标在“地球和宇宙空间领域”明确指出，教师应帮助生形成的：“地球每天自西向东围绕地轴自转，形成昼夜交替变化等有规律的自然现象”的主要概念。学习内容13.1要求学生知道“地球每天自西向东围绕地轴自转，形成昼夜交替变化等有规律的自然现象”。其中对高年级学生的要求是：将自然现象与地球自转联系起来，即知道地球自西向东围绕地轴自转，形成昼夜交替现象，知道地球自转轴（地轴）及自转的周期和方向等。【教材分析】昼夜交替是苏教版科学五年级下册第3单元地球的运动的第一课时，是单元的起始课。应在对本课内容进行教授和学习的基础上，对后续的学习内容稍作铺垫，或是在教学过程中无痕融入与渗透，让学生在学习之初就对“地球的运动”有较为整体的认知，防止片面化、割裂化、碎片化的学习。通过低年级“描述太阳每天在天空中东升西落的位置变化，并利用这一现象，描述怎样利用太阳的位置辨认方向”和中年级“知道地球的运动方法，知道它们与一些自然现象有规律”等知识的学习，学生已经对于天体的运动和自然现象及形成规律有了一定的了解。昼夜交替是生活中的常见现象，探索其成因是原始人类原始天文学研究的开始，本课围绕昼夜交替现象展开，通过科学史的阅读、简单易行的模拟实验等多种方式，带领学生在探究活动中将自然现象与地球的自转运动联系在一起，引导学生认识人类探索地球自转运动的历程，变抽象为直观，让他们能够从宏观角度形成“世界是物质的，物质是运动的，运动是有规律的，规律是可以认识的”的大概念，从学科角度形成“地球是运动的，地球有规律的自转产生了有规律的昼夜交替现象，地球的自转方向决定了地球以外天体的升落方向”的学科概念。本课由四部分组成：第一部分是阅读活动，主要是认识昼夜交替现象及人类认识昼夜现象的历程。首先通过读图引发对昼夜交替现象的思考、认识昼夜现象。再通过阅读文字，了解古人对昼夜现象的解释历程。第二部分是一个探究活动，通过模拟实验，认识昼夜现象，探索昼夜交替现象形成的原因。第三部分进一步通过模拟实验，了解地球自转现象。第四部分通过读图和讨论，理解地球绕着地轴在自转。【学情分析】通过二年级上册第2单元天空中的星体的学习，知道了太阳能够发出光和热、月相变化有规律、夜空中星星闪烁的秘密。通过四年级下册第2单元地球、月球与太阳的学习，了解了地球的形状，认识了月球的运动以及太阳的运动规律，对于天体的运动和自然现象及形成规律有了一定的了解。但对于小学生来说，他们的空间想象和思维能力较弱，虽然对于天体运动的知识有所了解，知道地球围绕着太阳转动，它在公转的同时也在自转，但对于地球的公转和自转会带来什么影响、分别会产生哪些自然现象却不够明晰，有的甚至存在错误认知，究其原因就是没有“知其然而知其所以然”，同时，学生难以通过直接探究的方法进行学习。本课教学重点通过科学史的阅读和简单易行的模拟实验，帮助学生通过多个角度和多种方法突破迷思概念，建立起“太阳照射产生昼夜地球自转产生昼夜交替太阳东升西落，所以地球自西向东自转”的正确概念。经过四年半的科学学习，学生已经具备了较完善的自主探究、自主思维与科学活动能力。在科学史阅读活动中，要引导学生思考与分析文本，注意抓取重点进行辨析；在模拟实验的过程中，应帮助学生通过思辨逐步建立正确的空间概念，通过分析现象，结合推断，得出正确结论。从学生的年龄结构和心理特征来看，五年级的小学生对“地球和宇宙空间领域”的科学知识有天然的好奇心、较强的求知欲和一定的先前知识基础，但也有一些畏难情绪，在教学过程中，应将任务细化、分化、多样化，借助结构化的教学材料帮助学生的理解与学习。同时，考虑将第一部分教学内容科学史阅读融入实践活动各个环节，让学生在依次递进的模拟实验中感受与体悟古人观察自然现象并作出昼夜交替现象的猜想与解释的过程，在思辨与不断创生问题、解决问题中产生共情与更深刻的理解。【教学目标】科学知识：1通过阅读，了解人类由天动到地动的探索地球自转的过程。2通过模拟实验，知道昼夜交替与地球自转有关。3将昼夜变化的自然现象与地球自转联系起来，知道地球每天自西向东围绕地轴自转，形成了昼夜交替与天体东升西落的现象。4知道地球自转轴及自转的周期、方向等。科学探究：1能进行自主科学阅读活动，并归纳与提取关键信息，用简洁的语言进行表述。2在教师指导下，通过模拟实验和建构模型等方法，了解地球的自转和公转运动产生的结果。3注重实验习惯和思维习惯的培养，引导学生规范活动、积极思考、及时记录、分析现象、得出并交流结论、及时反思等。科学态度：1意识到要用实验证明关于“昼夜交替的成因”的猜想。2对昼夜的变化及与地球运动的关系充满探究兴趣。3乐于从不同视角提出研究思路，创新方法与材料完成模拟实验探究。4愿意倾听、分享获得的信息，乐于表达、讲述自己关于昼夜交替的观点，能接受别人的建议并对自己的观点做出修正。科学、技术、社会与环境：1认识到科技的进步为人们认识天体运动和宇宙探索带来的便利。2认识科技的发展会带来人们科学观念的不断更新。【教学重点】通过模拟实验，了解由于地球的自转产生了昼夜交替现象和其规律。【教学难点】分析模拟实验和实际天体运动之间的联系。【教学准备】教师材料：课件和太阳东升西落的视频。学生材料：手电筒、旋转支架、地球仪、铁丝、卡纸圆环、贴纸、方位卡（上北下南左西右东）、卡片（遮挡视线）、模型卡（太阳）、记号笔。【教学时间】1课时【教学过程设计】一、故事导入，揭示主题1（出示白天和夜晚的校园图片）观察并思考：白天的校园与黑夜有什么不同？（明暗不同）2介绍：很早以前，人们就发现了白天与黑夜的光线不同，古代中国人做出了这样的解释：他们认为，太阳是住在东边海上的一只三足金乌，金乌从海上飞出，就迎来了白天，当它休息时就是黑夜。3提问：关于这个解释，你提取到哪些信息？4小结：古中国人意识到昼夜的形成与太阳有关，太阳出现就是白天，太阳消失就是黑夜。设计意图：利用学生熟悉的校园场景白天和黑夜的的图片，让学生联系实际生活，并将关注点聚焦到白天和黑夜光线的不同上，再适时提出古中国人对于昼夜现象做出的猜想与解释，让学生从古人的思考中链接自然现象，感知古人的想法，调动学习动机。二、模拟实验一：昼夜现象的形成1交流：当然，我们已经知道地球和太阳都是球体，我们用地球仪和手电筒来代替（师出示地球仪和手电筒）。2提问：太空中的环境是明亮还是黑暗？（关灯、拉上窗帘）3演示：打开手电-亮（白天），关闭手电-暗（黑夜）。（师将圆环卡纸挂在挂钩上，作为区分昼和夜的虚拟分界线，在地球仪的中国位置贴上贴纸）4思考：昼夜每天交替一次，好像没问题，这个神话传说似乎确实能够解释昼夜的形成？生：不对，太阳的照射是持续的，并不能像手电一样一开一关。生：不对，按照这样的方法，地球的另一半永远都是黑夜。生：不对，地球上还有其他的国家，我们有白天黑夜，他们也有。5小结：古中国人对于地球的形状没有概念，更不知道地球上还有许多其他的国家，所以他们只能从自己生活周围的自然现象进行推测，做出了片面的解释。6介绍：不可否认，地球上有昼有夜确实与太阳的照射有关。但仅仅只是照射，能解释这个现象吗？（视频：太阳东升西落。）7交流：你观察到了什么？（引导学生关注太阳的运动速度和光线的变化）太阳从东边缓缓升起，又从西边慢慢落下。（追问：白天和黑夜的变换是突然发生的还是需要经历一定的过程？）太阳升起，从黑夜变为白天，太阳落下，从白天变为黑夜。（追问：光线如何变化？）8介绍：我们地球上的人每天看到的是：清晨，太阳从东边缓缓升起，傍晚又从西边慢慢落下，昼夜交替，周而复始。所以，古希腊科学家提出了“地心说”，认为地球是宇宙的中心，日月星辰都围绕着地球旋转，从而产生了昼夜交替的现象。9思考：这个解释是否合理？设计意图：该模拟实验较简单，通过教师的简单演示让学生先形成“太阳照射形成昼夜”的概念，再通过问题“古中国人对于昼夜形成的猜想是否有无法解释的地方？”促使学生寻找到矛盾冲突点。接着，通过视频“太阳的东升西落”帮助学生进一步建立自然现象与科学原理的联系，让学生明确“太阳的移动是缓慢的光线的变化也是缓慢的昼夜变化是过程性的”。最后，通过交流“地心说”理论，引发学生的进一步思考：“地心说能够解释我们看到的昼夜交替现象，但真的合理吗？”，为下个环节的研究打下基础。三、模拟实验二：昼夜交替现象的形成1师生交流：生：合理，这确实能够解释昼夜交替现象的形成。生：不合理，如果太阳按照缓慢的速度绕着地球转，无法实现24小时转一圈。2思考：是否还有其他的可能？（1）地球绕着太阳转；（2）地球自转；3介绍：是啊，有好几种可能，所以，波兰天文学家哥白尼在16世纪提出了“日心说”，认为不是太阳绕着地球转，而是地球绕着太阳转，昼夜交替现象是地球自转的结果。4引导：如何证明到底哪种解释是正确的？生：实验。5实验材料：地球仪、手电筒、支架、贴纸。6活动提示：（1）创造黑暗环境，在地球仪上的中国位置贴上贴纸；（2）将手电筒放在支架上，调节与地球仪之间的距离，让光斑大小与地球仪大小大致相同；（3）观察并思考：地球仪的向光面和背光面分别代表什么？白天和黑夜的交界处光线是什么样的？ 白天和黑夜的交界处是一天中的什么时刻？哪些国家和中国一样处于白天，哪些国家处于夜晚？这几种转动方式是否能够产生昼夜交替？如果可以，它们产生的昼夜交替有什么不同？7分组活动：模拟不同转动方式产生昼夜交替的情况。8交流汇报：地球仪的向光面和背光面分别代表白天与黑夜；（师介绍：昼半球和夜半球）白天和黑夜的交界处光线较弱，缓慢过渡；白天和黑夜的交界处是一天中的清晨和傍晚；和中国一样处于昼半球的国家是白天，处于夜半球的国家是夜晚；这几种转动方式都能够产生昼夜交替；它们产生的昼夜交替，星体走过的路程长短不同、绕过的圈大小不同；9数据分析，寻找证据：无论是太阳绕地球转，还是地球绕太阳转，走过的路程都很长，但地球自转走过的路程短，昼夜交替的周期为一天（24小时），所以昼夜交替现象的产生应该与地球的公转无关，是地球自转的结果。（师边讲解边演示）10评价：能够结合现象与思考，分析得出结论是非常了不起的科学品质！11讲解：当然，我们知道，地球在自转的同时也在围绕太阳公转，只不过昼夜交替现象的产生与地球自转有关。12互动：我们不仅知道了昼夜交替的真实原因，还能够针对昼夜交替的现象做出合理的解释，问题解决了。那么，请告诉我，这是一天中的什么时刻？（出示图片：清晨、傍晚）生：仅仅通过图片无法判断。追问：那这里（出示地球仪和圆环卡纸，师手指白天和黑夜的分界线）是清晨还是傍晚呢？生：还是无法判断？13提问：为什么还是无法判断？生：地球要转起来才能够判断。14：提问：往哪个方向转？ 设计意图：结合“日心说”理论，引导学生提出昼夜交替产生原因的不同猜想，并在尝试不同转动方式产生的昼夜交替现象的活动过程中，感知几种转动方式的不同，再由教师提供理论数据，师生共同分析，结合现象与思考寻找昼夜交替的真正成因。紧接着，通过反问“这是清晨还是傍晚？”让学生意识到应该进一步探究地球自转的方向，才能完整解释昼夜交替的自然现象。到本环节为止，学生完成了古人关于昼夜现象做出的一系列解释的学习，同时也能够在实践中加深理解，从形成正确科学观念的曲折与困难历程中，对科学研究充满敬畏之情。四、模拟实验三：模拟地球的自转1思考：我们既看不到地球的转动，也感觉不到，怎么办？2引导：我们能看到其他天体的运动，比如太阳，已知太阳东升西落。3提问：地球应该往哪个方向转，才能看到太阳的东升西落呢？4分组活动：（1）活动材料：转椅、“上北下南左西右东”方位卡、卡片*2、模型卡（太阳）；（2）一位同学坐在转椅上，将自己当做地球，手持“上北下南左西右东”方位卡，眼睛两侧贴上卡片，另一位同学手持太阳模型卡；（3）第一次实验：坐着的同学保持不动，让太阳绕着他做“东升西落”运动；（4）第二次实验：太阳保持不动，坐着的同学顺时针或逆时针慢慢转动，仔细观察，哪一种转动方式和第一次实验时看到的“东升西落”现象一致；5小结：当逆时针转动时，能够看到太阳东升西落的现象，所以，地球自转的方向应该是逆时针。6提问：现在，你能够判断清晨和黄昏了吗？7交流：由夜晚逐渐过渡到白天的那段时间是清晨，由白天逐渐过渡到夜晚的那段时间是傍晚。8操作：将卡纸圆环对折，将代表黄昏一侧的分界线用记号笔画斜杠。9.观看视频：太空中看晨昏变化。10出示描述一天的时间的词语：黎明、清晨、上午、正午、下午、傍晚、夜晚、午夜11追问：难度升级。你能够通过今天所学的知识，判断一天中的任意时刻吗？12互动：（1）教师选择一个国家，将地球仪转到某个位置，学生说出这个国家处于什么时刻。例：师将中国转到昼半球的中间位置，学生说出“正午”。（2）学生根据教师选择的国家和时间，将地球仪转动到合适的位置。（投屏展示）例：师说“中国、傍晚”，生按照正确方向将地球仪转动到中国的傍晚时刻。（3）学生根据活动手册的提示，完成相应记录。例：当中国在白天时，处于清晨、傍晚、夜晚的国家分别有哪些（列举一个）？13尝试解释：为什么会产生时差？14观看视频：地球自转。15交流：你有什么发现？生：地球绕着地轴在转动。（追问：地轴是真实存在的吗？它的方位是怎样的？）生：从北极点往下看，地球逆时针转动，但从南极点看，地球顺时针转动。16小结：在四年级学习“物体的运动”时，我们就知道了陀螺是围绕一个轴心旋转的。地球的自转也是如此，科学家们将穿过地球南北极的轴称为地轴，地轴是一根假想的轴，一端始终指向北极星附近。地球像陀螺一样绕着地轴逆时针自转，约24小时转一圈，所以昼夜交替一次的时间约为24小时。设计意图：在前两个模拟实验的基础上，再次通过体验式的模拟实验，利用直观视角将天体的运动与自身运动相结合，弥补小学生在空间想象力方面的不足，准确感知由于地球自转方向不同而引起其他天体升落方向的不同，并通过自然现象判断出地球自转的正确方向。同时，再利用辅助互动活动：用多种方法正确判断一天中的任意时刻，以及视频“地球自转”最后再通过视频“地球自转”进行归纳的小结，形成地球在宇宙空间中绕着地轴转动的完整概念。五、知识应用，解释关于地球自转产生的自然现象1思考：人们最终意识到了地球的自转，但为什么我们感觉不到它的自转，反而觉得是太阳、月亮和星星在移动呢？2讲解：我们感觉不到地球的自转，是因为我们跟着地球一起转动。正因为如此，以前的人们才无法想象地球自身会转动，直到他们从生活的蛛丝马迹中找到了越来越多的证据，比如：这是一位摄影爱好者拍到的北极星及周围星星的运动轨迹，你能用今天所学的知识分析并作出地球自转的解释吗？3.交流：因为地球在自转，所以用长时曝光拍摄后，星体的运动会留下轨迹。北极星几乎处于正北方位，在地轴的延长线上，所以看起来北极星看起来“不动”，而其他星体旋转。设计意图：通过对延时摄影的照片进行分析，让学生应用所学知识对现象进行解释与说明，学用结合。六、拓展与延伸：科学与生活1拓展思考：（1）你能用今天所学的知识解释为什么地球的南北两极会出现极昼和极夜现象吗？（2）请解释：为什么金星上看到的太阳是西升东落的？（3）昼夜交替可能会对地球上的生物带来什么影响？2延伸阅读：随着科学技术的不断发展与进步，我们能够通过更多方式来证明地球的自转，请利用课后时间自行阅读活动手册第9页拓展资料，并留心观察生活中的各种现象，寻找更多地球自转的证据吧！3技术应用：虽然，现在我们还不能到宇宙空间中去，但各种天文软件的使用，能够帮助大家更直观地了解宇宙中的各类天体是如何运动的，比如：（师介绍手机APP“地球运动”）。请各位小科学家利用课后的时间，应用新技术满足你们的“太空梦”，期待你们更多神奇的发现！4课后观察：昼夜交替是否会对地球上的动物和植物产生影响呢？请利用课后时间，选择自己感兴趣的动物或植物进行观察与记录，通过多种不同的方式了解它们白天和夜晚的变化，下一节课一起来分享有趣的发现吧。设计意图：通过“拓展思考”，让学生联系所学知识解释相应自然现象，考查学生的知识掌握与内化迁移情况。通过“延伸阅读”与“技术应用”，让学生意识到技术的发展能够推动研究的进步，研究的进步又进一步推动技术的发展，同时能够将课堂延续到课后，将知识延伸到生活。最后，利用课后时间对动物和植物进行观察与记录，为后课的学习做好准备。【板书设计】【知识要点】1了解人类由天动到地动的探索地球自转的历程；2将昼夜变化的自然现象与地球自转联系起来，知道地球每天有规律的自西向东围绕地轴自转，形成了有规律的昼夜交替与天体东升西落的现象；3知道地球自转轴及自转的周期、方向等；4能够应用所学知识对生活中的自然现象进行解释。 【课堂流程图】（应用所学知识对现象进行解释与说明）知识应用，解释关于地球自转产生的自然现象（融入科学史，进一步探究昼夜交替的原因）（融入科学史，揭示研究主题：昼夜交替）（融入科学史，利用地球仪和手电筒模拟昼夜的成因）（理论联系实际，培养应用新技术辅助探究的意识）图片导入，揭示主题（通过体验式模拟活动辨析地球自转的方向）拓展与延伸：科学与生活模拟实验：模拟地球的自转模拟实验：昼夜交替现象的形成模拟实验：昼夜现象的形成苏教版小学科学五年级下册 第3单元地球的运动 10