1、地球的运动教材分析地球的运动教材分析 教科版科学五年级下册 第四单元地球的运动教材分析 一、单元教学的意义 “地球的运动”在科学课程标准中属“地球和宇宙”方面的 内容。 “地球和宇宙”共包括地球的物质、地球的变化、天 空中的星体三方面。前面几册已经出现过地球物质（水、土 壤、空气、岩石、矿物等） ，也学习过天气变化，涉及到一 些地表的变化（岩石风化引起的地貌变化） ，本单元指导学 生研究由地球的自转和公转运动所引起的昼夜和四季的变 化。 我们居住的地球是宇宙中的一颗行星。地球在不停地运动， 除了自转和公转以外，还和太阳系一起参与银河系的运动。 地球的运动产生了许多奇妙的自然现象，从远古时代开始
2、， 人们就在不断探索这些奥秘。我们虽然不能看到地球的运动， 但地球自转和公转带来的昼夜和四季现象是学生非常熟悉 的。本单元的编写思路就是从地球运动所引起的昼夜和四季 的现象出发，引导学生探究这种现象产生的原因。让学生经 历人类探索和发现昼夜和四季成因的过程，发展他们的探究 意识、精神和能力。高年级的学生已通过各种渠道对地球运 动的知识有所了解，对昼夜和四季的形成也有他们自己的解 释。 但学生的认识是不完整、 不全面的， 有些甚至是错误的。 科学课程有责任帮助小学生获得有关这方面的正确认识，促 进他们形成科学的自然观。这不仅对培养孩子们的科学素养 具有重要意义，还对宣传科学、传播科学、破除迷信、
3、抵制 邪说，促进人类社会的进步发展具有重要的意义。 本单元的教学内容共有十课，除最后一课“昼夜、四季与动 植物”是本单元的拓展，涉及到生物和环境的内容。其他九 课的每个话题基本上都从地球运动所引起的自然现象出发， 引导学生探究这种现象产生的原因。可以归结到“地球的自 转” “地球的公转”两个方面。从学生的认知水平出发，教 学重点放在“地球的自转”这方面，编排了 17 课，地球 的公转的内容对于小学生比较难以理解，所以只编排了“极 地的白天为什么那么长”是从地球自转时地轴始终保持一定 的倾斜度造成的，而且也是地球围绕太阳公转时倾斜方面始 终保持不变的缘故。 本单元的学习不仅使学生对地球的自转和公
4、转运动有一个 初步的认识，也将为今后继续学习宇宙空间的知识打下基础。 通过本单元的学习，希望达到以下目标。 科学概念 1认识地球仪，了解有关世界时区的常识，知道北京时间 的由来。 2理解地球上昼夜交替、各地存在着时差，都是由于地球 不停地自转，各地面向太阳的先后不同形成的。 3知道地球自转的周期是 24 小时，自转方向是自西向东， 地球自转时， 地轴始终是倾斜的， 倾斜方向和角度保持不变。 4建立初步的相对运动的概念。理解太阳东升西落只是一 种视运动，实际上是地球自西向东自转形成的。 5知道地球上的四季是由于地球围绕太阳公转过程中阳光 直射点和移动造成的，而和地球一年之中离太阳的距离变化 无关
5、。 6昼夜和四季对动植物的生长发育及人类生活、生产活动 等有重大的影响。 科学探究 1激发学生探究地球宇宙奥秘的兴趣。 2引领学生亲历探究昼夜、时差、四季成因，地球自转方 向等活动，培养学生的探究能力。 3培养学生发现问题、对自然现象作出合理解释，以及空 间想象和逻辑推理的能力。 4能用简易的地球仪，手电筒做模拟实验，并能够围绕研 究课题有条理地进行操作、观察、记录。 5初步建立一些相对运动的概念，并能根据太阳东升西落 的现象来推理地球的自转方向。 情感、态度、价值观 1在寻求昼夜成因、地球自转方向等活动中，引领学生经 历一个比较接近真实的科学探究过程，从中培养学生探究意 识和客观地、实事求是
6、、积极思维的科学探究。 2了解人类探索地球奥秘的历史，了解哥白尼为建立“日 心说”所作的贡献，学习哥白尼、布鲁诺、伽利略追求真理 的科学品质的精神。 3树立正确的自然观，相信科学，破除迷信。 二、理解思考研讨 1本单元教学内容可以分为几个部分，各内容之间是什么 样的结构教学的重点是什么 2本单元的教学内容有什么特点，学生会遇到什么困难主 要的教学手段和方法是什么 3本单元探究活动的基本程序是什么我们怎样指导学生探 究昼夜成因、谁最先引来黎明等问题涉及到哪些探究能力活 动的意义是什么 4什么是模拟实验，它对学生探究地球运动的模式有什么 作用 5当地球和太阳的运动关系是教材 P66 上讨论的四种情
7、况 时，分别会发生什么现象怎样指导学生分析推理哪种解释是 地球运动的真实情况 6傅科摆为什么能证明地球自转怎样让学生容易明白这个 道理 7对于四季成因，你知道学生在学习本单元之前是怎样解 释的吗你怎样启发他们分析自己的认识是否正确 三、活动分析和建议 1本单元教学内容及结构。 2 “地球的运动”和我们前面学习的有关地球的物质等内容 是不同的，我们无法直观地感知到地球的运动，必须通过一 些地理现象和借助其他天体的视运动来分析推理。由于在地 球运动的学习活动中，对知识、逻辑思维、空间想象、探究 能力的要求都有所提高，学生学习起来是有一定的困难的。 教师在引导学生的探究前必须调动学生已有的经验，明确
8、有 关的事实，了解学生的解释。在引导学生实验验证时，主要 通过操作模型进行模拟实验的方法。并强调在动手动脑中去 研究、分析、推理引起这些现象的原因，从而了解地球的运 动及其规律。如“昼夜成因”的探究活动基本程序是从“地 球上有白天黑夜，而且昼夜交替”这一基本事实出发启 发学生作出解释（提出假设）设计实验、实验验证 分析、推理、计算得出结论。本单元也有一些课是运用 已得出的结论作为前提，通过操作、分析获得认识，如“谁 最先迎来黎明” 。 3模拟实验是本单元用得最多的实验方法。什么是模拟实 验呢当客观条件不允许直接对某自然事物或现象进行观察 时，人们往往通过设计与原型（自然现象或过程）相似的模 型
9、，利用模型来间接地研究原型规律，这种实验方法叫做模 拟实验。模拟实验是以模型与认识对象之间的相似为前提的， 只有对认识对象本身有清楚的了解，才能找出与之相似的模 型。如模拟地球环境的“生物圈 2 号”的实验，研究气流对 飞行器影响的“风洞实验” ， “雨、雾、霜、露成因”的模拟 实验等。在“地球的运动”的教学活动中，是用手电筒代替 太阳，地球仪来代替地球，模拟地球的自转和公转运动，验 证自己提出的官员昼夜成因的假设。本单元几乎所有的活动 都要通过操作模型进行模拟研究。 4地球和太阳的运动关系如果是 P66 讨论的四种情况，地 球上都会发生昼夜交替的现象，但并不是每种情况产生的现 象都符合事实。
10、分析如下： 当 “地球不动， 太阳围绕地球转” 时， 地球上有昼夜交替， 但是太阳要绕地球一圈，才会发生一次昼夜交替。太阳离地 球 1.5 亿千米， 太阳运行的速度是 2 50 千米/秒， 照此速度， 太阳绕地球一圈要花小时。也就是说约要 43 天才会发生一 次昼夜交替现象，不会 24 小时内发生一次昼夜交替现象， 这显然是不符合实际情况的。 “太阳不动，地球围绕太阳公转但不自转”这种情况下， 也会有昼夜交替现象，但要地球绕太阳一圈才会发生一次昼 夜现象，也就是说需要一年的时间，这显然也是不符合事实 的。 “地球自转，不公转”时，地球自转一周就会发生一次昼 夜现象。如果是这样，地球上某地的昼夜
11、长短、气温变化就 天天一样，不会出现差异，也就不会发生四季变化。这也不 符合实际情况。 只有 “地球围绕太阳公转， 同时自转” 才会既有昼夜变化， 又有四季变化，才符合真实的情况。 上述分析可以看出对地球和太阳运动关系的判断不是只通 过实验就能做出的，还要进行分析推理和计算，关于“地球 自转，不公转”的猜测，需要学生有四季成因的知识，如果 学生由于知识的缺陷不能进行正确判断，可以把对这种情况 的分析放在四季成因的教学以后再进行。 在指导学生探究昼夜交替成因的活动中，经历了一个较为完 整的探究过程，包括提出问题，做出解释（假设） ，验证假 设（包括模拟实验和分析、推理、计算） ，交流讨论，阅读
12、资料， 形成结论等方面的探究活动及技能， 对学生探究能力、 逻辑思维能力、空间想象能力的发展都将会有促进作用。也 会使学生认识到数学在科学探究中的作用，认识到解释和证 据之间的关系。体会到科学探究是在知识、观察、概念和问 题指引下进行的。 5傅科摆是一个能证明地球自转的装置，在北京天文馆一 进门的打厅里的屋顶上就挂着傅科摆。观察者首先推动静止 的摆锤沿子午线作南北方向的摆动，经过一段时间以后，就 会看到摆动方向与子午线方向发生了偏转。在北半球是向右 方偏转的。时间越长，偏转的角度越大。其实这个巨摆开始 摆动以后，除受重力外，没有受到其他力的作用，按惯性定 律，巨摆摆动方向是不变的。然而我们却看
13、到摆在偏转，这 是因为地球在自转。学生理解这个问题的难度在于他们认为： 大厅是建造在地球上的，地球转动时大厅也应该在转动，而 摆是悬在大厅的天花板上的，摆也应该跟着转动，为什么摆 不跟着转动呢教师只要向学生说明，由于惯性 的原因，在地球转动时，摆保持着它原有的摆动方向不变， 学生就容易明白这个道理了。 6在本单元的教学内容中四季的成因是一个难点，很多学 生包括成人对这个问题的认识都比较模糊，甚至是错误的。 很多人都认为四季的形成与地球离太阳的远近有关。对于这 样的认识我们的教学可以分为两步进行。一是通过讨论，进 行思维论证，首先假设这样的解释成立，那么会推导出这样 的结论，即是地球上的春夏秋冬
14、四个季节应该是同时到来的， 可事实并非如此。地球上南北半球的季节刚好相反，七月当 北半球是夏季时， 南半球却是冬季； 元月当北半球是冬季时， 南半球却是夏季。而且当北半球是夏季时，地球恰好是处在 远日点；二是通过模拟实验，让“地球”在围绕“太阳”公 转的过程中地轴倾斜且倾斜方向保持不变，观察眼光直射和 斜射位置的变化。实验中要加强指导，让学生明确实验方法 和步骤。为便于学生观察，可用小球代表太阳，上面有四根 通过球心的小棍，表示直射的阳光。在公转轨道上的适当位 置分别放 4 个地球仪， 表示地球围绕太阳运行到不同的位置。 观察阳光直射点的移动情况。 对阳光直射、斜射时地球表面受热不同的问题，主要通过启 发学生的生活经验来理解，也可以补充实验。 但对于四季的成因，不要把它作为教学重点，不要求学生个 个都能完全理解，更不要要求学生会解释和口述。教学的重 点还是应放在了解地球的运动方式上。
