地球的运动 一、单元概述 地球的运动是很复杂的，除了公转和自转以外，还有其他许多运动，例如，和太阳系一起参与银河系的运动严格地说，地球的运动是多种运动的复合即便是公转，也不是简单地绕太阳作椭圆运动由于本单元是针对小学五年级学生的，因此只研究与人类关系最密切的两种运动:自转与公转 五年级的学生，通过电视或书籍，大多数都已经知道地球在自转并且围绕太阳公转这一科学事实但如果让学生说出自转或公转的证据，那就太少了深人地了解学生有关地球运动的前概念，会发现一些真实、朴素但错误的观点:太阳沉到地下去了，黑夜就来临了南北半球的昼夜相反(不知地球在自转和公转中的姿态)昼夜现象与月球有关，因为天黑了月亮就出现简单地把两个现象相联)地球自转的方向可能是从西向东(不知道该如何确认自转方向)地球可能是在运动，但我们感觉不到(不知如何寻找参照物)四季的形成跟地球离太阳的远近有关，离太阳近时是夏季，离太阳远时是冬季……学生的诸多认识，和早期人类对地球及其运动的认识十分相似 本单元要让学生重演人类对地球运动的探究过程基于可观察到的现象和事实，运用相对运动、参照物、模拟再现等原理和方法进行推理、论证，最终认识地球是如何运动的。
在这一过程中，需要学生多角度地、持续地收集地球运动的证据，如:资料、理论、模拟实验的结果等，需要对证据进行批判性的逻辑加工，还需要具有一定的空间想象力这些都对学生的探究能力提出了一个较全面的挑战 教科书采用了多种学生所能接受的方式引导他们进行探究如模拟实验、游戏、代表性的资料等这些方式不仅会让学生感到有趣，而且还能促进他们的思考，使他们认识到:复杂而不可直接观察的地球运动，是可以被理解和认识的 “地球的运动”，共有8课前5课的教学内容，主要研究地球的自转，后面3课，研究公转和与地球运动相关联的现象:四季和极昼极夜最终让学生认识到地球在逆时针自转和公转，自转产生昼夜现象，公转时由于地轴倾斜产生了四季和极昼极夜现象 第1课，“昼夜交替现象”让学生从熟悉的昼夜现象开始研究地球的运动，试着从地球和太阳的运动关系人手，来解释昼夜现象学生的解释可能是多种多样的，但所有的解释都要求得到模拟实验的证据支持通过实验，学生可能会发现更多的解释和解释的共同性:只要地球和太阳处于相对圆周运动都有可能产生昼夜现象 第2课，“人类认识地球及其运动的历史”让学生了解人类认识地球及其运动中最具代表性的观点:地心说和日心说，关注并讨论两种学说所使用的证据，反思自己有关昼夜现象的解释。
在这一课中，书中并未对两种学说进行简单的评价，希望这两种学说和学生的认识产生积极的碰撞，促进学生更理性地思考地球是如何运动的 第3课，“证明地球在自转”运用关键性证据证明地球在自转教科书为了帮助学生理解傅科摆的原理，设计了傅科摆的模拟实验，让学生体验摆具有保持运动方向不变的惯性教科书还以资料的形式再现了当年的实验，让学生了解人类是如何证实地球在自转的引导学生再次修正他们有关昼夜现象的解释 第4课，“谁先迎来黎明”借助学生在生活中的经验来认识相对运动，并根据地球以外的参照物确认地球自转的方向学生确认了地球自转的方向后，对于不同地区谁先迎来黎明会有正确的判断教科书中对于时区有所涉及，希望学生展开更多的研究 第5课，“北极星‘不动’的秘密”让学生对于北极星“不动”进行解释引导学生认识地球围着地轴自转，初步认识地轴是倾斜的并根据北极星一年四季的位置不变，认识地轴倾斜的方向一直保持不变为认识四季的成因打下伏笔 第6课，“地球在公转吗”让学生认识历史上证明地球公转的关键性证据一恒星的周年视差本课仍以模拟实验的方式让学生体验:处于公转轨道的不同位置，会看到远近不同的恒星有视觉上的位置差异视差的存在就是公转的证据。
教科书提供了相关的史料，让学生了解地球公转是如何被人们证实的 第7课，“为什么一年中有四季”提供了古人研究四季的资料，让学生通过研究地球仪上杆影的长短变化来认识四季的形成跟地球的公转和地轴的倾斜相关 第8课，“极昼极夜的解释”该课提供了一个机会，让学生综合运用前面所学的知识来解释极昼极夜现象让学生认识到极昼极夜现象与地球公转、自转和地轴倾斜有关 二、单元教学目标 科学概念 .地球确实在自转和公转;证据不仅有来自人造地球卫星的观测，还有来自观察或实验的多种现象 傅科摆是历史上证明地球自转的关键性证据 地球自转的方向是逆时针(自西向东)，周期为24小时，地球围绕地轴自转，地轴是倾斜的 .与地球自转相关联的现象有:昼夜现象，不同地区迎来黎明的时间不同，看上去北极星不动等 .恒星周年视差是历史上证明地球公转的关键性证据公转过程中，地轴倾斜方向保持不变，因此形成了四季和极昼极夜现象 过程与方法 .对地球的运动进行较系统、持续和细致的探究 .根据所要模拟的对象特征做模拟实验 .通过观察、模拟实验、收集资料等多种途径和方法，收集有关的证据 .对获得的证据进行批判性选择和思维加工，最终形成解释。
如解释有多种可能性， 需进一步探求证据 .利用文字、图表、图画等方式描述观察、实验和测量的结果，并且能对观察结果进行分析 .运用口头或书面、文字或图画的形式，有日的地进行探究活动的公开交流 情感态度价值观 培养尊重事实、重视证据的科学态度 懂得在探究活动中，需要审视观察到的事实和探究所获得的证据这些事实或证据，在不同的参照系中可能有着不同的作用 认识到科学是发展的，科学知识是长期探究、不断修正的结果 培养愿意与他人合作，乐于交流的学习态度 三、分课时教学建议 第1课昼夜交替现象 (一)背景和目标 昼夜现象的形成跟太阳光的照射，地球是球体，球体不断自转三个因素相关一部分学生能够认识到这些，但大多数学生还不能本课主要让学生展示他们对昼夜现象的看法设计了三个有层次的活动:一是学生自由发表有关昼夜交替现象的假说;二是做有关昼夜现象的模拟实验;三是根据模拟现象提出有根据的多种可能的解释，并对这些解释进行分析 教学活动开始时，让学生发表有关昼夜交替现象的解释，可以借此了解学生原有的有关地球运动的认识学生的解释可能有多种，有的甚至是错误的教师将有机会评估学生在本单元学习前有关地球运动的原有知识，学生也会在交流过程中对他人的观点进行借鉴和批判。
做模拟实验的活动，是让学生借助光照射到球体上，会在球体上形成亮面和暗面，来模拟昼夜交替现象，探究形成球体上亮暗交替现象的多种可能性一发光物体与球体的多种运动模式这一活动可以活跃学生的思维，打开学生的思路 希望学生能够运用示意图对昼夜现象的形成进行解释日地运动的示意图可以较直观地表现地球和太阳之间的运动关系，也有利于学生的分析学生通过分析，可以初步认识到日地之间的相对圆周运动形成了昼夜现象 科学概念 .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 过程与方法 .提出地球产生昼夜现象的多种假说，并且进行验证 .做好模拟实验和运用实验收集的证据 .根据实验的情况修正自己的解释 情感态度价值观 .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 (二)教学准备 给每组学生准备的材料:小球一个、蜡烛一支(或电筒一个)、火柴、白纸、水彩笔、小组记录表等 (三)教科书说明 第一部分:昼夜交替的假说 让学生对昼夜交替现象提出自己的观点教师可以从中了解学生的初始想法，关注学生是否从地球和太阳运动的角度来提出昼夜现象的假说。
学生一开始可能只会提出地球自转形成昼夜现象的观点教师可启发学生，还有没有其他的可能性 教科书列举的四种情况都可能发生昼夜交替现象这些举例日的是打开学生的思路，引导学生从地球和太阳的相对运动来解释昼夜 第二部分:昼夜交替现象的模拟实验 模拟实验的作用在于检验假说 要求学生了解如何做模拟实验是必要的即首先要找出模拟对象的特征，然后用具有相似特征的材料或物体来代替所要模拟的对象，通过对材料或物体的研究来形成认识 让学生认识到实验材料与模拟对象的相似性也是重要的因此教师在教学中要问学生，我们模拟的对象是什么它们有什么地方相似 让学生选取几种假说来做模拟实验，在实验中要提示学生:观察到什么，才能说明乒乓球上发生了“昼夜交替”现象发生“昼夜交替”现象时，“太阳”和“地球”在如何运动 教科书是用乒乓球代表地球如有条件的学校，可用小地球仪来代表地球，这样更逼真，效果更好在使用地球仪时，一定要将球体从旋转支架上取下来，这与后面的教学内容相关 在模拟实验中，教师要鼓励学生发现产生昼夜交替现象的其他可能性如地球绕另一圆心公转;地球在自转，太阳绕另一圆心公转;地球和太阳在同一轨道上，地球自转等。
可以让学生用示意图的方法来记录模拟实验示意图直观形象，便于全班交流 第三部分:有多少种可能的解释 让学生在模拟实验研究的基础上提出解释，借此可以观察学生:是否有了新的解释方法解释时是否用模拟实验作为证据来支持解释是否能批判性地质疑或接纳别人的观点 让学生学着分析各种解释，从中找到这些解释的共同特点:地球和太阳作相对的圆周运动，都可能产生昼夜交替现象 让学生把有代表性的解释张贴出来，或将学生认可的各种解释整理记录下来，张贴在教室的墙上这对后面的教学将有积极的作用 (四)教学建议 课堂引人:我们知道地球上有白天和黑夜，而且白天和黑夜是交替出现的你们如何解释这一现象呢 请学生对昼夜现象发表自己的观点 针对学生的假说，教师问:还有其他的可能性吗我们又该如何判断这些假说是否正确呢 如学生不能说出多种假说，教师可提示书中的四种假说，并问在这种情况下，地球上会发生昼夜交替现象吗 模拟实验 (1)为了证明这个问题，我们来做模拟实验如何做模拟实验呢 用一个小球代表地球，点燃蜡烛或打开手电筒，用蜡烛光或电筒的光表示太阳光，让“太阳光”照射在“地球”上。
(2)观察:“地球”的哪个部分被“太阳光”照亮哪个部分没有被照亮想一想，这两部分分别相当于一天中的什么时间 (3)你们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 (4)让“地球”上出现昼夜交替，还有其他的方法吗 (5)用示意图画下所有可能的实验方法 交流、分析: (1)向大家汇报小组的研究结果 (2)教师记录下学生的解释 (3)教师和学生一起分析: 这些昼夜交替现象的解释成立吗 这些解释有什么相同的特点吗 在没有新的证据前，前面哪些有关昼夜交替现象的解释暂时是正确的 教师小结:通过大家的验证，认为好几种情况都可能使地球发生昼夜交替的现象 那么，地球产生昼夜交替的真正原因是什么呢我们将在下节课继续研究也请同学们回去查阅这方面的资料，看看科学家是怎样研究得出结论的，并把查到的资料带到课堂上来 (五)评价建议 收集各小组的昼夜交替现象解释的示意图，从以下几个方面评价学生:解释方法的多少示意图是否清晰地反映了日、地运动的关系是否用恰当的词汇解释了示意图。