《地球的運動》教材分析

1、教科版科學(xué)五年級下冊第四單元地球的運動教材分析一、單元教學(xué)的意義“地球的運動”在科學(xué)課程標準中屬“地球和宇宙”方面的內(nèi)容?！暗厍蚝陀钪妗惫舶ǖ厍虻奈镔|(zhì)、地球的變化、天空中的星體三方面。前面幾冊已經(jīng)出現(xiàn)過地球物質(zhì)（水、土壤、空氣、巖石、礦物等），也學(xué)習(xí)過天氣變化，涉及到一些地表的變化（巖石風(fēng)化引起的地貌變化），本單元指導(dǎo)學(xué)生研究由地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運動所引起的晝夜和四季的變化。我們居住的地球是宇宙中的一顆行星。地球在不停地運動，除了自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)以外，還和太陽系一起參與銀河系的運動。地球的運動產(chǎn)生了許多奇妙的自然現(xiàn)象，從遠古時代開始，人們就在不斷探索這些奧秘。我們雖然不能看到地球的運動，但地球自轉(zhuǎn)和

2、公轉(zhuǎn)帶來的晝夜和四季現(xiàn)象是學(xué)生非常熟悉的。本單元的編寫思路就是從地球運動所引起的晝夜和四季的現(xiàn)象出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生探究這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。讓學(xué)生經(jīng)歷人類探索和發(fā)現(xiàn)晝夜和四季成因的過程，發(fā)展他們的探究意識、精神和能力。高年級的學(xué)生已通過各種渠道對地球運動的知識有所了解，對晝夜和四季的形成也有他們自己的解釋。但學(xué)生的認識是不完整、不全面的，有些甚至是錯誤的。科學(xué)課程有責(zé)任幫助小學(xué)生獲得有關(guān)這方面的正確認識，促進他們形成科學(xué)的自然觀。這不僅對培養(yǎng)孩子們的科學(xué)素養(yǎng)具有重要意義，還對宣傳科學(xué)、傳播科學(xué)、破除迷信、抵制邪說，促進人類社會的進步發(fā)展具有重要的意義。本單元的教學(xué)內(nèi)容共有十課，除最后一課“晝夜、四季

3、與動植物”是本單元的拓展，涉及到生物和環(huán)境的內(nèi)容。其他九課的每個話題基本上都從地球運動所引起的自然現(xiàn)象出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生探究這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因?？梢詺w結(jié)到“地球的自轉(zhuǎn)”“地球的公轉(zhuǎn)”兩個方面。從學(xué)生的認知水平出發(fā)，教學(xué)重點放在“地球的自轉(zhuǎn)”這方面，編排了17課，地球的公轉(zhuǎn)的內(nèi)容對于小學(xué)生比較難以理解，所以只編排了“極地的白天為什么那么長”是從地球自轉(zhuǎn)時地軸始終保持一定的傾斜度造成的，而且也是地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)時傾斜方面始終保持不變的緣故。本單元的學(xué)習(xí)不僅使學(xué)生對地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運動有一個初步的認識，也將為今后繼續(xù)學(xué)習(xí)宇宙空間的知識打下基礎(chǔ)。通過本單元的學(xué)習(xí)，希望達到以下目標?？茖W(xué)概念1認識地球儀，了

4、解有關(guān)世界時區(qū)的常識，知道北京時間的由來。2理解地球上晝夜交替、各地存在著時差，都是由于地球不停地自轉(zhuǎn)，各地面向太陽的先后不同形成的。3知道地球自轉(zhuǎn)的周期是24小時，自轉(zhuǎn)方向是自西向東，地球自轉(zhuǎn)時，地軸始終是傾斜的，傾斜方向和角度保持不變。4建立初步的相對運動的概念。理解太陽東升西落只是一種視運動，實際上是地球自西向東自轉(zhuǎn)形成的。5知道地球上的四季是由于地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)過程中陽光直射點和移動造成的，而和地球一年之中離太陽的距離變化無關(guān)。6晝夜和四季對動植物的生長發(fā)育及人類生活、生產(chǎn)活動等有重大的影響?？茖W(xué)探究1激發(fā)學(xué)生探究地球宇宙奧秘的興趣。2引領(lǐng)學(xué)生親歷探究晝夜、時差、四季成因，地球自轉(zhuǎn)方向

5、等活動，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。3培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、對自然現(xiàn)象作出合理解釋，以及空間想象和邏輯推理的能力。4能用簡易的地球儀，手電筒做模擬實驗，并能夠圍繞研究課題有條理地進行操作、觀察、記錄。5初步建立一些相對運動的概念，并能根據(jù)太陽東升西落的現(xiàn)象來推理地球的自轉(zhuǎn)方向。情感、態(tài)度、價值觀1在尋求晝夜成因、地球自轉(zhuǎn)方向等活動中，引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷一個比較接近真實的科學(xué)探究過程，從中培養(yǎng)學(xué)生探究意識和客觀地、實事求是、積極思維的科學(xué)探究。2了解人類探索地球奧秘的歷史，了解哥白尼為建立“日心說”所作的貢獻，學(xué)習(xí)哥白尼、布魯諾、伽利略追求真理的科學(xué)品質(zhì)的精神。3樹立正確的自然觀，相信科學(xué)，破除迷信。二、理解思考

6、研討1本單元教學(xué)內(nèi)容可以分為幾個部分，各內(nèi)容之間是什么樣的結(jié)構(gòu)？教學(xué)的重點是什么？2本單元的教學(xué)內(nèi)容有什么特點，學(xué)生會遇到什么困難？主要的教學(xué)手段和方法是什么？3本單元探究活動的基本程序是什么？我們怎樣指導(dǎo)學(xué)生探究晝夜成因、誰最先引來黎明等問題？涉及到哪些探究能力？活動的意義是什么？4什么是模擬實驗，它對學(xué)生探究地球運動的模式有什么作用？5.當(dāng)?shù)厍蚝吞柕倪\動關(guān)系是教材P66上討論的四種情況時，分別會發(fā)生什么現(xiàn)象？怎樣指導(dǎo)學(xué)生分析推理哪種解釋是地球運動的真實情況？6傅科擺為什么能證明地球自轉(zhuǎn)？怎樣讓學(xué)生容易明白這個道理？7對于四季成因，你知道學(xué)生在學(xué)習(xí)本單元之前是怎樣解釋的嗎？你怎樣啟發(fā)他們分

7、析自己的認識是否正確？三、活動分析和建議1本單元教學(xué)內(nèi)容及結(jié)構(gòu)。內(nèi)容課序話題自然現(xiàn)象原因第一課關(guān)于時間；為什么世界各地存在時差，北地球是不透明的球體，世界各地同一時第一課刻的時間不一樣京、紐約晝和夜剛好相反而且在自轉(zhuǎn)地球第二課晝夜父替的解釋；回顧人們認識太地球上有白天和黑夜，而地球在不停地自轉(zhuǎn)同的第四課陽的歷史；怎樣證且晝夜交替的現(xiàn)象時圍繞著太陽公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)第五課明地球在自轉(zhuǎn)地球自轉(zhuǎn)的方向是自運動第六課是清晨還是黃昏太陽東升西落西向東世界各地迎來黎明的時地球在公轉(zhuǎn)的同時自第七課誰最先迎來黎明間不同，新年的鐘聲不在西向東自轉(zhuǎn)同一時刻敲響地球地球自轉(zhuǎn)時，地軸始終極地的白天為什極地有半年的時間白天是傾斜

8、的，而且傾斜度第八課的么那么長很長，甚至有極晝的現(xiàn)象方向和傾斜度不變（不是重點）公轉(zhuǎn)地球在自轉(zhuǎn)的同時圍地球上為什么會地球上有四季，四季交替運動第九課繞太陽的公轉(zhuǎn)運動（不有四季出現(xiàn)是重點）環(huán)境環(huán)境因素的變化影響晝夜四季與動植生物的活動，生物的活和第十課不同季節(jié)的動植物物動適應(yīng)環(huán)境因素的變生物化2“地球的運動”和我們前面學(xué)習(xí)的有關(guān)地球的物質(zhì)等內(nèi)容是不同的，我們無法直觀地感知到地球的運動，必須通過一些地理現(xiàn)象和借助其他天體的視運動來分析推理。由于在地球運動的學(xué)習(xí)活動中，對知識、邏輯思維、空間想象、探究能力的要求都有所提高，學(xué)生學(xué)習(xí)起來是有一定的困難的。教師在引導(dǎo)學(xué)生的探究前必須調(diào)動學(xué)生已有的經(jīng)驗，明

9、確有關(guān)的事實，了解學(xué)生的解釋。在引導(dǎo)學(xué)生實驗驗證時，主要通過操作模型進行模擬實驗的方法。并強調(diào)在動手動腦中去研究、分析、推理引起這些現(xiàn)象的原因，從而了解地球的運動及其規(guī)律。如“晝夜成因”的探究活動基本程序是從“地球上有白天黑夜，而且晝夜交替”這一基本事實出發(fā)啟發(fā)學(xué)生作出解釋（提出假設(shè)）設(shè)計實驗、實驗驗證分析、推理、計算得出結(jié)論。本單元也有一些課是運用已得出的結(jié)論作為前提，通過操作、分析獲得認識，如“誰最先迎來黎明”。3模擬實驗是本單元用得最多的實驗方法。什么是模擬實驗?zāi)?？?dāng)客觀條件不允許直接對某自然事物或現(xiàn)象進行觀察時，人們往往通過設(shè)計與原型（自然現(xiàn)象或過程）相似的模型，利用模型來間接地研究原

10、型規(guī)律，這種實驗方法叫做模擬實驗。模擬實驗是以模型與認識對象之間的相似為前提的，只有對認識對象本身有清楚的了解，才能找出與之相似的模型。如模擬地球環(huán)境的“生物圈2號”的實驗，研究氣流對飛行器影響的“風(fēng)洞實驗”，“雨、霧、霜、露成因”的模擬實驗等。在“地球的運動”的教學(xué)活動中，是用手電筒代替太陽，地球儀來代替地球，模擬地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運動，驗證自己提出的官員晝夜成因的假設(shè)。本單元幾乎所有的活動都要通過操作模型進行模擬研究。4地球和太陽的運動關(guān)系如果是P66討論的四種情況，地球上都會發(fā)生晝夜交替的現(xiàn)象，但并不是每種情況產(chǎn)生的現(xiàn)象都符合事實。分析如下：當(dāng)“地球不動，太陽圍繞地球轉(zhuǎn)”時，地球上有晝夜交

11、替，但是太陽要繞地球一圈，才會發(fā)生一次晝夜交替。太陽離地球1.5億千米，太陽運行的速度是250千米/秒，照此速度，太陽繞地球一圈要花1046.6小時。也就是說約要43天才會發(fā)生一次晝夜交替現(xiàn)象，不會24小時內(nèi)發(fā)生一次晝夜交替現(xiàn)象，這顯然是不符合實際情況的?！疤柌粍?，地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)但不自轉(zhuǎn)”這種情況下，也會有晝夜交替現(xiàn)象，但要地球繞太陽一圈才會發(fā)生一次晝夜現(xiàn)象，也就是說需要一年的時間，這顯然也是不符合事實的。“地球自轉(zhuǎn)，不公轉(zhuǎn)”時，地球自轉(zhuǎn)一周就會發(fā)生一次晝夜現(xiàn)象。如果是這樣，地球上某地的晝夜長短、氣溫變化就天天一樣，不會出現(xiàn)差異，也就不會發(fā)生四季變化。這也不符合實際情況。只有“地球圍繞太陽

12、公轉(zhuǎn)，同時自轉(zhuǎn)”才會既有晝夜變化，又有四季變化，才符合真實的情況。上述分析可以看出對地球和太陽運動關(guān)系的判斷不是只通過實驗就能做出的，還要進行分析推理和計算，關(guān)于“地球自轉(zhuǎn)，不公轉(zhuǎn)”的猜測，需要學(xué)生有四季成因的知識，如果學(xué)生由于知識的缺陷不能進行正確判斷，可以把對這種情況的分析放在四季成因的教學(xué)以后再進行。在指導(dǎo)學(xué)生探究晝夜交替成因的活動中，經(jīng)歷了一個較為完整的探究過程，包括提出問題，做出解釋（假設(shè)），驗證假設(shè)（包括模擬實驗和分析、推理、計算）交流討論，閱讀資料，形成結(jié)論等方面的探究活動及技能，對學(xué)生探究能力、邏輯思維能力、空間想象能力的發(fā)展都將會有促進作用。也會使學(xué)生認識到數(shù)學(xué)在科學(xué)探究中的

13、作用，認識到解釋和證據(jù)之間的關(guān)系。體會到科學(xué)探究是在知識、觀察、概念和問題指引下進行的。5傅科擺是一個能證明地球自轉(zhuǎn)的裝置，在北京天文館一進門的打廳里的屋頂上就掛著傅科擺。觀察者首先推動靜止的擺錘沿子午線作南北方向的擺動，經(jīng)過一段時間以后，就會看到擺動方向與子午線方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。在北半球是向右方偏轉(zhuǎn)的。時間越長，偏轉(zhuǎn)的角度越大。其實這個巨擺開始擺動以后，除受重力外，沒有受到其他力的作用，按慣性定律，巨擺擺動方向是不變的。然而我們卻看到擺在偏轉(zhuǎn)，這是因為地球在自轉(zhuǎn)。學(xué)生理解這個問題的難度在于他們認為：大廳是建造在地球上的，地球轉(zhuǎn)動時大廳也應(yīng)該在轉(zhuǎn)動，而擺是懸在大廳的天花板上的，擺也應(yīng)該跟著轉(zhuǎn)動，

14、為什么擺不跟著轉(zhuǎn)動呢？教師只要向?qū)W生說明，由于慣性的原因，在地球轉(zhuǎn)動時，擺保持著它原有的擺動方向不變，學(xué)生就容易明白這個道理了。6在本單元的教學(xué)內(nèi)容中四季的成因是一個難點，很多學(xué)生包括成人對這個問題的認識都比較模糊，甚至是錯誤的。很多人都認為四季的形成與地球離太陽的遠近有關(guān)。對于這樣的認識我們的教學(xué)可以分為兩步進行。一是通過討論，進行思維論證，首先假設(shè)這樣的解釋成立，那么會推導(dǎo)出這樣的結(jié)論，即是地球上的春夏秋冬四個季節(jié)應(yīng)該是同時到來的，可事實并非如此。地球上南北半球的季節(jié)剛好相反，七月當(dāng)北半球是夏季時，南半球卻是冬季；元月當(dāng)北半球是冬季時，南半球卻是夏季。而且當(dāng)北半球是夏季時，地球恰好是處在遠日點；二是通過模擬實驗，讓“地球”在圍繞“太陽”公轉(zhuǎn)的過程中地軸傾斜且傾斜方向保持不變，觀察眼光直射和斜射位置的變化。實