昼夜交替现象教学设计

体验科学家的探究过程

——《昼夜交替现象》教学设计、纪实与评析

哈尔滨市群力兆麟小学许剑

教学内容：教科版科学五年级下册地球运动单元第一课

设计意图：

《昼夜交替现象》是教科版小学《科学》五年级下册第四单元“地球的运动”单元的教学内容，这一单元属于“地球和宇宙”知识部分。从教材编写来看，是传统的学生形成科学认知的过程：提出问题——提出假设——设计实验——实验验证——得出结论。但本课对学生思维的训练却突出了一点：得出的结论并不是最终结论，而是需要在后面几课持续论证，最终得到准确的地球运动的结论。这一思维的过程就确立了本课的教学地位，为后面几课的教学起到铺垫、引申的积极作用。

在教师提出问题后，学生根据已有知识很可能只认为地球自转会发生昼夜交替的现象，在这时可以借助小组讨论、阅读教科书让学生了解引起昼夜现象有好几种可能：1、地球自转；2、地球自转，又绕太阳转；3、地球绕太阳转；4、太阳绕着地球转。在设计实验的过程中着重引导学生如何选择合理、科学的模拟材料，建立天体模拟实验的概念，再现一些天文现象，打破观察的局限。达到教材的目的：鼓励学生广开思路，设想各种引起昼夜现象的可能，要学生经历一个比较接近真实的科学探究过程，重演一次人类认识昼夜交替现象的过程。

教学目标：

1、昼夜交替现象有多种可能的解释。昼夜现象与地球和太阳的相对圆周运动有关。提出地球产生昼夜现象的多种假说，并且进行验证。

2、做好模拟实验和运动实验收集的证据。根据实验的情况修正自己的解释。

3、认识到积极参与讨论，并发表有根据的解释是重要的。认识到同一现象，可能有多种不同的解释，需要用更多的证据来加以判断。培养主动探究，积极合作的态度。

教学重、难点：

设计模拟实验验证假设；解释地球产生昼夜交替现象的原因。

教学准备：

小球、地球仪、电筒、蜡烛、台灯

教学设计：

一、创设情境，激发想象的空间并提出假设

（演示课件：昼夜交替现象。）

提出问题：课件中出现的是生活中的什么现象？

昼夜交替在我们生活中是一种常见的现象，根据你已有的知识，你们如何解释这一现象呢？小组讨论一下，并用科学图画表示出来。

二、小组合作探究，设计模拟实验验证假设

看来同学们都认真思考了老师的问题，那么哪一种解释更合理呢？我们用什么方法可以帮助我们分析、验证我们的观点？

要模拟什么物体？

想用什么材料来模拟地球和太阳呢？

蜡烛、手电、灯泡都具有模拟太阳的特点，我们同学可以根据实验材料加以选择，地球仪在做模拟实验时不仅更直观，因为有图案所以在做实验时可以更好地找到起点，作为参照。选择小球做模拟物的同学可以用什么方法解决这个问题呢？

同学们已经找到了相应的模拟物，你观察到什么现象才说明模拟地球上发生了昼夜交替的变化？

让我们来模拟表现地球上的昼夜交替现象，检验我们的假说是否成立，并且在实验的过程中画出示意图，用箭头表示模拟太阳和地球的运动方式和方向。

分组设计实验验证假设

实验汇报

三、持续研究，能保留的解释

同学们通过刚才的模拟实验都验证了自己的观点，每一种假设地球上都可以出现昼夜交替现象，你们发现这些解释有什么相同的特点吗？

那么根据我们做的模拟实验，根据你已有的知识你觉得这些昼夜交替现象的解释成立吗？

根据同学们刚才讨论的结果有的达成了共识，有的并不能让所有的同学信服，如果想要说服其他同学就要用新的证据支持你的观点，这些证据可以是资料、实验等等，在下节课我们继续验证自己的看法。

下课后请小组同学将自己的科学图画帖在展示板上，以便我们后面的研究。

教学纪实：

一、创设情境，激发想象的空间并提出假设

（演示课件：昼夜交替现象。）

师：提出问题：课件中出现的是生活中的什么现象？

生：白天和晚上。

生：白天和晚上相互交替出现。

生：昼夜交替现象。

师：昼夜交替在我们生活中是一种常见的现象，根据你已有的知识，你们如何解释这一现象呢？小组讨论一下，并用科学图画表示出来。

生：小组讨论

师：哪个小组先来汇报你们对昼夜现象的猜想？

生1：地球不动，太阳围着地球转。（假设1）

生2：太阳不动，地球围着太阳转。（假设2）

生3：地球自转。（假设3）

生4：地球围着太阳转，同时地球自转。（假设4）

生5：地球自转，太阳围着地球转。（假设5）

点评：解释昼夜现象的成因这一问题刚刚提出的时候学生不能马上想到多种解释，教师在这里请学生小组讨论，不但可以给学生充分的思考时间，同时学生互相讨论更能激发他们的创造性思维，更好地达到教学目标。

二、小组合作探究，设计模拟实验验证假设

师：看来同学们都认真思考了老师的问题，那么哪一种解释更合理呢？我们用什么方法可以帮助我们分析、验证我们的观点？

生：利用实验。

师：好，我们就用模拟实验来验证同学们的猜想，你们要模拟什么物体？

生：地球、太阳。

师：想用什么材料来模拟地球和太阳呢？

生1：我想用小球来模拟地球，用手电模拟太阳。

生2：用手电模拟太阳并不好，因为手电的光不像太阳的光能向四面八方照射。

师：你觉得用什么物体来模拟太阳才科学呢？

生2：我觉得可以用蜡烛。

生3：我不同意，在课堂中使用蜡烛很危险，可以用灯泡直接模拟太阳。

生4：我觉得手电也可以，来回转动就可以了，或者拿得高一些让光向四周扩散。

师：蜡烛、手电、灯泡都具有模拟太阳的特点，我们同学可以根据实验材料加以选择，对于地球的模拟物还有什么更好的意见呢？

生5：我觉得，用地球仪模拟地球更直观。

师：地球仪在做模拟实验时不仅更直观，因为有图案所以在做实验时可以更好地找到起点，作为参照。选择小球做模拟物的同学可以用什么方法解决这个问题呢？

生：可以用记号笔作标记。

点评：教师在这段教学过程中用问题引导学生经历了整个选择模拟实验材料的过程，在这个过程中学生们用不同的角度阐述所选材料的特性，选择了较接近模拟物的实验材料，掌握了如何选择模拟实验材料的方法。

师：同学们已经找到了相应的模拟物，你观察到什么现象才说明模拟地球上发生了昼夜交替的变化？

生：小球一面有亮光一面没有。

生：小球上的一点要有明暗的变化，这种变化还要是有规律的变化。

师：现在就让我们来模拟表现地球上的昼夜交替现象，检验我们的假说是否成立，并且在实验的过程中画出示意图，用箭头表示模拟太阳和地球的运动方式和方向。

分组设计实验验证假设

实验中产生的问题：

生：老师，我们在做实验时看不清昼夜交替的现象。（其他小组同学附和）

师：你们觉得这是什么原因造成的？

生：你们的光离“地球”太远了。

生：周围太亮了。

师：你们有什么办法解决一下。

生：关灯、拉窗帘

师：请同学们继续完成实验

点评：教师在学生实验的过程中及时发现问题，并且就问题让学生展开讨论，解决问题，有助于培养学生解决问题的能力。

实验汇报

师：谁来说一说，你用实验的方法检验了哪种假说，观察到了什么？才能说明“地球”上确实发生了昼夜交替现象？

生1：地球自转，可以出现昼夜交替现象，我们看到地球自转的同时向太阳的一面被光照到形成白天，没被光照到的地方形成黑夜。地球自转一周昼夜交替一次。

生2：我们小组做的是第二个实验：太阳不动，地球围着太阳转。在这个实验中我们发现地球上也会出现昼夜交替的现象，地球绕太阳转一周昼夜交替一次。

生3：我们小组做的实验是地球不动，太阳围着地球动。我们发现这种运动方式可以出现昼夜交替的现象，但是每出现一次昼夜交替就需要太阳围绕地球转一圈。

生4：地球围着太阳转，同时地球自转，在这个实验中我们发现地球上也会出现昼夜交替的现象。

生5：地球自转，太阳围着地球动，也可以出现昼夜交替现象。

三、持续研究，能保留的解释

师：同学们通过刚才的模拟实验都验证了自己的观点，每一种假设地球上都可以出现昼夜交替现象，你们发现这些解释有什么相同的特点吗？

生：地球或者太阳都在运动

师：什么样的运动？

生：圆周运动或自转

师：那么根据我们做的模拟实验，根据你已有的知识你觉得这些昼夜交替现象的解释成立吗？

生：地球自转。这种符合我们日常看到的。太阳不动，地球围着太阳转。这种观点的地

球每绕太阳一圈才出现一次昼夜交替现象时间过长，不符合自然规律。

师：到前面演示一下

生：演示实验

师：好，这是你的看法，其他同学有不同意见吗？

生：我不同意，地球自转出现的昼夜交替现象也不符合我们日常看见的，太阳永远也照不到南、北两极。

师：你来做一做。

生：演示

师：你很善于观察，其他小组还有不同看法吗？

生：我觉得地球围着太阳转，这种地球运动方式不能形成昼夜交替现象（演示小组实验）师：其他小组有没有不同意见？

生：他们小组演示的不正确，当地球不自转而绕着太阳转的时候是能形成昼夜交替的，他们小组地球不仅绕着太阳转而且也自转了。

师：好，那你来演示一下

生：演示实验

师：看来地球围着太阳转这种假设也成立，在做实验的时候要注意操作规范。还有小组要汇报，请你来说一说。

生1：地球围着太阳转，同时地球自转。我们在做实验时形成了昼夜交替的现象。我觉得这种观点更科学，因为我在一本书上看到过这个说法。

生2：我也同意他的观点但是我觉得地球不动，太阳围着地球转同时地球自转和太阳围着地球转，这两个观点不对，因为我们都知道地球是绕着太阳转的，即使出现昼夜交替也不对。

师：你是怎么知道地球是围着太阳转动的呢？

生：以前就知道。

师：你是用自己已有知识来解释的，还有不同的看法，请你说说。

生1：我觉得太阳围着地球转同时地球自转这种观点也符合自然规律，地球自转一周，就出现一次昼夜交替。

生2：我不同意。如果这样就有可能赶上一天白天，没有晚上，也有可能一天晚上，没有白天。

师：由于时间的关系我们先讨论到这。

师：根据同学们刚才讨论的结果有的达成了共识，有的并不能让所有的同学信服，如果想要说服其他同学就要用新的证据支持你的观点，这些证据可以是资料、实验等等，在下节课我们继续验证自己的看法。

师：下课后请小组同学将自己的科学图画帖在展示板上，以便我们后面的研究。

教学反思：

儿童对于地球运动的前概念存在着不清晰的问题，他可能在某些书上看到了相应的知识，但是班级学生的整体水平是不同的，所以在本单元教学前可以做问卷调查，测试学生对地球形状和运动等相关信息的科学前概念，这样能够较好地了解学生前概念的发展情况。而天体运动是部分学生的科学知识空白区，只有认真设计教学过程，细心准备教学材料，才有可能让更多学生通过经历探究活动掌握准确的科学概念。

第一节课的内容，看似不难，然而让学生提出多种假说就有些超出了他的能力范围，如果让学生先进行预习阅读书中的四种观点有可能限制学生的思维，将学生的想象局限在书中的狭小空间内。在这时教师就可以运用分组讨论，分层指导的方法。根据不同小组学生的能力水平在他们已有知识的基础上加以点拨，形成不同昼夜交替的假说。

要验证这些猜测，一旦教师提出建立模型，学生根据书本提示很容易想到需要光源（比如手电筒、蜡烛、台灯），那么哪一种模拟物更好，教师并没有给予肯定，在这里教师给了学生比较开阔的空间，形成了学生间的讨论，在讨论中学生比较了不同模拟物的优劣，同时找到了解决问题的方法。在实验的过程中学生又发现了新的问题，教师没有给予指导，而是让学生互相解决问题，达到了培养主动探究，积极合作的态度。

本课希望学生能够运用示意图对昼夜现象进行解释。学生在进行完模拟实验的时候已经形成了一定的认识，但是和他们已有知识可能形成差异。在这里教师提出了“每一种假设地球上都可以出现昼夜交替现象，你们发现这些解释有什么相同的特点吗？”这个问题能够让学生建立地日的运动概念，初步认识到日地之间的圆周运动形成了昼夜现象。

由于在第一课中，学生并没有收集到证明地球运动的相关证据，而有关证据的获取一直持续到“地球在公转吗？”一课才告一段落。也就是说，对昼夜现象的解释是一个持续的探究活动。课上完后，教师要求学生收集相关的资料、实验，课后学生先通过自己查询资料尝试解释昼夜交替现象究竟是如何产生的，科学家又是通过怎么样的证据说明的，把学习延伸到课后。在探究活动中，这种基于证据，基于事实，合理想象，逻辑推理，不断形成和修正解释的做法要贯穿本单元的始终。