《地球真的不动吗》单元教学设计

邱山红 叶喆

教学分析

《地球真的不动吗》是一个综合的科学探究活动单元，二级目标是“能区分什么是事实，什么是猜想”。本单元有两课，第一课《白天与黑夜》以猜想“白天与黑夜交替出现是怎么形成的”为教学主线，再通过观看视频、阅读古人的猜想，引导学生经历猜想、阅读、反思等探究过程，着力对本单元的二级目标进行初步训练。第二课《地球自转与昼夜变化》由两个实验活动和一个拓展活动组成。通过两个模拟实验，希望学生懂得获取事实的另一种途径——实验验证；拓展活动旨在让儿童探究和洞察昼夜变化对动植物行为的影响，从而进一步延续和强化二级目标的训练。

课前了解到，学生阅读量较大，对于地球的运动方式已经有所了解，在第一课教学中，需要注意引导学生不拘于事实真相，大胆猜想。在此基础上，借助视频、“小资料库”、模拟实验，帮助学生了解、体验区分猜想与事实的方法：逻辑推理、查阅资料、实验验证等，为拓展活动——“探究昼夜变化对动植物行为的影响”打下基础。

教学目标

1．知道地球不停自转形成昼夜交替，周期为一天。

2．探究昼夜交替对动植物的影响。

3．大胆想象，积极探究，能够区分猜想与事实。

4．能够通过阅读、查找资料、模拟实验等方式获取证据、觯释问题、区分事实。

教学准备

关于宇宙运动的杂志、书籍、网站、视频、电筒（去掉灯罩）、贴有小人的乒乓球。

教学过程

一、认识昼夜

1．出示5—6张学生熟悉的城市风景图片，让他们欣赏。图片有日出、日上三竿、日落、华灯初上的不同风景，播放时注意无序播放，告诉学生这是同一地点一天中拍摄到的照片。然后请学生想办法按时间顺序整理图片，并说说排序的理由，引导学生认识到：太阳出现的时候是白天，太阳消失的时候是黑夜。告诉学生自然界中有白天与黑夜的变化，引出课题《白天与黑夜》。

分析：从学生身边的事物入手，根据图片中太阳在空中的高度按时间排列顺序，非常贴近学生的日常生活。

2．出示另一张图片：深圳的父母与在纽约留的学生视频通话的图片，图片中深圳是白天，纽约是黑夜。引导学生讨论：为什么同一时间，深圳是白天，而纽约是黑夜？请学生在地球仪上指出深圳与纽约的位置，帮助学生明白由于地球是个不透明的球体，当一面向着太阳时是白天，同时另一面背向太阳是黑夜。

分析：第一组图片帮助学生关注到自然界有昼夜变化，意识到昼夜变化与太阳移动轨迹有关，也为后面旋转木马活动做铺垫。第二组图片帮助学生认识到由于地球是不透明的球体，面向太阳一面是白天．背向太阳的一面就是黑夜，加深对昼夜的认识，为后面猜想做好铺垫。

二、大胆猜想

1．引导学生猜想：同一个地方，每天都会有白天黑夜变化，形成这样的自然现象的原因可能是什么？要求学生把猜想用画图的方法写在记录纸上，图画的下面还可以用简短的文字做说明。老师要注意强调：猜想没有对错之分，可以有多种不同的猜想，怎样想的就怎样画；要把自己的想法表达清楚！先画好的学生思考要怎样把自己的猜想表达清楚。

2．表达交流。请3—4名学生带上自己画的记录纸通过投影展示出来，向大家介绍自己的猜想。教师可以提供地球仪，让学生借助地球仪来展示。在这个过程中，老师要反复提问是否还有不同的猜想，鼓励学生大胆猜想，注意帮助学生提炼，相机板书。

学生的猜想可能有：(1)地球自转；(2)地球自转同时绕着太阳公转；(3)地球不动，太阳自转；(4)地球不动，太阳绕着地球转；(5)地球自转，太阳自转；(6)地球，自转同时绕太阳公转，太阳同时自转；(7)地球自转，太阳绕着地球转……

3．指导学生对猜想进行归纳整理。可以根据运动主体分类：A、地球动（又可分为自转和公转），太阳不动；B、太阳动（又可分为自转和公转），地球不动；C、太阳、地球同时动（又可分为自转和公转）……最后总结全班共有几种猜想。

分析：为使学生真正放开，大胆猜想，老师强调“猜想没有对错之分，可以有多种不同的猜想”，学生猜想之后，注意指导他们的表达与交流，以及对信息的整理、归纳。

三、判断事实

1．认识判断事实的几种方法。

提问：这么多猜想，哪个才是事实？形成地球昼夜变化的真正原因是什么？我们可以通过一些方法收集证据去判断。常用的方法有：实验法、查阅资料法、逻辑推理法。比较简单、容易操作的有逻辑推理和查阅资料，比较难、不好操作，但比较有说服力是实验验证。

分析：本课二级目标是学会区分猜想与事实，老师先以谈话的方式介绍区分的几种方法，有助于学生的理解、运用。

2．运用逻辑推理法排除猜想。

先通过一些简单的案例，使学生明白什么是逻辑推理，通过推理可以排除哪些猜想不可能是事实。如一个男孩，身高1.50m，是我们学校的学生，猜想他是几年级的学生呢？生活经验告诉我们，一、二年级学生身高普遍比较矮，远低于1.5m，因此可以排除他是一、二年级学生的可能，有可能是3—6年级的学生。这种排除法就是一种逻辑推理。

在学生了解了逻辑推理的基础上，引导学生讨论，刚才的猜测有没有与生活实际相违背，是可以排除的？学生通过讨论不难发现，如果“地球不动，太阳自转”，地球面向太阳的一面永远是白天，背向太阳的一面永远是黑夜，而实际上无论是地球的哪一面，都有昼夜交替，因此这种猜测不可能是事实。

这种方法对于学生有较大的难度，学生只需要初步了解，有一些简单的体验即可，不能要求过高。

分析：逻辑推理法对于学生来说有较大的难度，本课由浅入深，先用身边熟悉的例子帮助学生理解什么是逻辑推理，然后再用这种方法思考猜测中哪些可以排除，做到了由易到难。既让学生有逻辑推理的体验，又不作过高要求，符合学生特点。

3.用查阅资料法判断事实。

老师先介绍查阅资料法的相关知识，包括优点（方便快捷）、注意事项（查阅权威资料）、途径（杂志、书籍、网站、科学纪录片、问权威人士等）。然后让学生以小组为单位，选择两种资料查阅，判断事实。（可以在实验室的一角建立一个“小资料库”，有书刊、有连网的电脑，提前准备相关资料，供学生课上及时查阅。）

指导学生阅读课本第66页，了解古人的猜想。这一环节可以帮助学生了解古人的猜想，知道古人对昼夜变化的探究历程，同时使学生认识到查阅资料也存在一定的弊端：资料也是其他人编写的，是否就是事实，很难判断。从而引出第三种判断事实的方法——实验法。

分析：查阅资料是较为方便快捷的一种搜集信息的方法，在实验室建立一个“小资料库”是亮点，方便学生随时查阅资料。在查阅资料时，让学生了解古人的猜想历程，也让他们明白资料并非绝对正确，帮助他们树立不迷信权威的世界观，同时也引出了科学探究最常用的实验法。

4．通过实验法判断事实。

老师先介绍实验法的特点（最具有说服力），说明模拟实验是其中一种实验方法，要注意尽可能找到相类似的物体，模拟相应的场景进行演示，观察结果是否与猜想一致。

(1)借助旋转木马理解太阳的东升西落。

再次出示刚才排好时间顺序的城市风景图片，让学生注意到太阳移动的轨迹是东升西落，请学生思考：太阳东升西落完成了一天的昼夜变化，是否就可以证明地球不动，太阳绕着地球转而形成昼夜变化呢？可能有学生否认这一点，有学生知道地球自转并绕太阳公转。老师进一步追问：有什么证据可以证明我们看到的太阳东升西落并不是真的太阳在动？引发学生思考、讨论。在学生思考、讨论过程中，适时出示旋转木马的视频，请学生关注木马旋转时，周围景物的变化，再请学生联系太阳东升西落进行思考。

小结：坐在旋转木马上的小朋友看到周围景物也在动。坐在旋转木马上的小朋友就像地球，在不停地转动。周围的景物就像太阳，固定不动。

分析：让学生观察太阳东升西落和旋转木马动画，帮助他们体会物体“静与动”的事实真相。把抽象的宇宙运动与具体的生活体验结合起来，有助于学生更好地理解地球与太阳之间的运动关系，也使学生对模拟实验有初步的体验。

(2)用模拟旋转木马实验加深理解。

在黑板上贴个太阳的图片，让学生分组围成一个个圈，边进行顺时针方向绕圈运动，边观察黑板上画的太阳。思考：A．你在绕圈的时候，太阳始终和你保持同一个方向吗？太阳是怎样“移动”的？B．你转完一圈，看到“太阳移动”几次？

学生会发现，自己绕圈的时候，太阳一会在自己前面，一会在自己后面，“移动”的方向和自己转圈的方向刚好相反，自己转一圈，太阳刚好也移动一圈。再引导学生联系太阳的东升西落现象，请学生思考得出结论：太阳东升西落也有可能是地球自西向东自转。地球自转一圈，刚好看到太阳东升西落一次。从生活经验来看，地球自转一圈应该刚好24小时。

分析：通过这个活动，一方面把抽象的地球与太阳的运动关系与具体的生活经验结合起来，可以很形象地帮助学生认识地球的自转方向与周期；另一方面，通过这个活动，使学生对模拟实验有一个初步的体验，强化他们区分猜想与事实的能力。

(3)基于模型的模拟实验。

谈话：为使模拟实验更为准确，要尽可能找到相类似的物体。出示乒乓球和手电筒，请学生说说它们可以模拟什么？理由是什么？

用乒乓球模拟地球：都是球体，都不透明、不发光。

用手电筒模拟太阳：能发光。（为了更接近太阳可以向四面八方发光的事实，可以把灯罩取下来。）

指导学生小组合作，用乒乓球和手电筒模拟实验。对照未排除的猜测，模拟各种地球和太阳的运动，判断是否可以形成白天和黑夜。（为了更好地观察，可以在乒乓球上贴个标志，当手电筒照到这个标志时就是白天，照不到时就是黑夜。）学生分组实验时老师巡视指导。实验结束后，组织学生交流实验过程中观察到的现象，判断哪些猜测是事实。

(4)小结。

我们通过模拟实验发现，猜想不等于事实，我们的猜想都有可能形成白天和黑夜，但符合事实的只有一种，就是地球自转同时绕着太阳公转。通过这节课，我们明白了，只靠一种方法往往不足以判断事实，需要用多种方法反复多次地检验，只有经得起各种不同方法反复多次检验的猜测才是事实真相。

分析：在学生已知事实真相后，再通过模拟实验对猜想重新检验一次，学生会发现有几种猜测也是可以形成白天和黑夜的，在矛盾冲突中引发思考和讨论，从而树立起“真理经得起反复多次验证”的科学思想。

5．反思与总结。

回忆研究昼夜交替现象的过程与方法：大胆猜想后，寻找证据区分猜想与事实、判断事实的方法有：查阅资料、逻辑推理、模拟实验。

分析：学科学不仅仅是学习科学知识，更重要的是学习科学思想、科学方法。通过反思与总结，进一步强化区别猜测与事实的二级目标，帮助学生初步掌握一些查找事实的科学方法。

四、拓展探究

课后继续探究下面的问题：

1．昼夜变化对我们的生活有什么样的影响？

2．昼夜变化对自然界的动植物的生活习性会不会也有影响？

3．你能否收集一些证据来证明你的猜想？收集证据的方法除了实验还有观察、请教别人等。最后根据收集的证据，判断自己的猜想是否正确。

分析：将科学探究延续到课外，延续到生活中，有利于保持学生学习的兴趣与激情，有利于培养他们的科学探究能力。

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