《北极星不动的秘密》教学设计.docx
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《北极星不动的秘密》教学设计
《北极星“不动”的秘密》教学设计
一、教材分析
1、教学内容：
教科版五年级下册四单元第五课，82-83页。
2、单元概述：
教科版小学科学中“地球与宇宙”占了足够的地位。
有关“地球和宇宙”知识的学习，不仅可以满足儿童的好奇心，还可以使儿童了解人类为科学地了解宇宙所做的努力。
然而，它又是多么抽象的事物，离小学生的生活实际比较遥远，甚至有些枯燥。
五年级下册的“地球运动”单元中“太阳以及各星辰位置变化、四季变化和地球运动关系”的探索，更是一大难点。
3、课时教学内容分析：
《北极星不动的秘密》是小学科学五年级地球运动单元中的第五课，单元中《昼夜交替现象》、《证明地球在自转》、《谁先迎来黎明》三课探讨的“地球自转”与“自转的方向”是本课学习的基础和递进。
《北极星“不动”的秘密》一课教科书中提示的主要科学概念目标有“天空中星星围绕北极星顺时针旋转，北极星相对‘不动’，是地球自转产生的现象”和“从北极星在天空中的位置推测出地轴是倾斜的”两块。
在过程方法上，让学生结合星星的运动情况、模型和生活中的事例，推测地球绕地轴运动的特点。
通过活动，增进对科学现象的解释需要得到证据的支持和从已知出发进行推理的认识。
教科书安排了几个有层次的活动来帮助学生形成解释。
一是直接用图片旋转来再现北极星的“不动”，让学生明白北极星处于旋转的天体形成的同心圆的中心;二是让学生结合坐转椅的经验，理解如果保持视线的中心不动，也可以再现周围物体绕视线中心旋转的现象;三是让学生根据陀螺转动的情况，理解地球的自转是围着轴心运动的;四是让学生用地球仪做模拟实验，思考如何将地球仪转动，才能让地球仪上的人观察到北极星不动;五是让学生根据书中的示意图和地球仪，认识地球绕轴自转。
每一个活动，都在一定程度上启发学生对北极星“不动”的秘密进行解释。
同时也将为他们认识四季的成因奠定基础。
、
二、学情分析：
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。
深入地了解学生有关地球运动的概念，会发现一些真实、朴素但错误的观点；如地球怎样自传、自转的方向不知道该如何确认、我们观察到的地球以外的天球有哪些现象等。
长时间对着北极星空将星体的周日运动拍摄下来，可以发现星体在旋转，北极星处于天体旋转的圆心附近。
学生已经知道地球的自传及自转的方向，所以能够解释天体的顺时针旋转现象。
但对于北极星“不动”的原因解释还有一定的困难。
三、设计思路：
这节课要让学生基于可观察到的事实，运用相对运动、模拟再现等原理和方法进行推论、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、持续的收集地球运动的证据，如：
资料、理论、模拟实验的结果等，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。
本课运用“提出问题→猜想→实验证明→得出结论→应用”的探究式学习方法。
采用多
种学生所能接受的方式引导他们进行探究。
如模拟实验、参照物、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。
四、教学目标：
科学概念
1.知道地球在不停地绕着地轴自转，地球的地轴始终指向北极星。
2.天空中的星星围绕北极星顺时针运动，北极星相对“不动”， 是因为地球自转产生的视觉现象；从北极星在天空中的位置可推测出地轴是倾斜的。
过程与方法
1.将“北极星相对不动”等现象和地球绕地轴自转，而且地球的地轴始终指向北极星联系起来。
2.模拟北极星不动与地球绕着地轴自转间的因果关系。
情感态度价值观
1、意识到对科学现象的解释需要得到证据的支持和从已知出发进行推理。
认识到多方面、多角度收集证据，有助于更好地进行解释；
2. 在活动中培养小组合作精神。
五、教学重难点：
1、教学重点：
地球绕地轴自西向东自转，地轴始终是指向北极星的。
2、教学难点：
由北极星看上去“不动”推理出地球自转的特点
六、教学准备：
南北极天体夜间图片两张、硬纸片一张、皮球一个、转椅一把、 四季星座运行图 运动的北极星空视频、地球仪（每组一个）、北极北极星运动的简单资料 课件一份
七、教学过程：
（一）情景导入、引出问题：
1，播放一段星辰图片和动画，让学生了解一些主要星辰的特点，如启明星、织女星、牛郎星等。
用这些耳熟能详的星辰，激发学生的兴趣。
引导学生观察这些星辰在空中位置不是一成不变的，他们在空有的位置
有规律地变化着，这是什么原因形成的，唤起学生
的前概念（地球自转引起星辰变化）。
2、提问：
星辰的东升西落，这是由于什么原因？
学生答：
地球的自转，
教师顺势引导：
是啊，由于地球的自转，导致星辰的东升西落，但是有一颗星它就是“悬挂”在地球上方的某一个位置而不动，你知道他是谁吗？
让学生观看北极星空的动画媒体。
【设计意图】通过这样的引领，使学生的认知：
从星辰东升西落是由于地球自转引起的。
潜意识里也形成一个不完全科学的概念：
地球的自转会引起所有星辰的东升西落。
然而恰恰我们的事实：
北极星就是不动！
到底是什么原因呢？
在学生的脑海里进行了强烈的概念矛盾冲击，此时他们的好奇心也犹然而生了！
（二）大胆猜想，形成假说。
1、 这是课文提供的两张照片：
一张是在北极天空拍摄而得到的，一张是在南极天空拍到的。
请同学们观察这两张照片，说说发现了什么？
请同学们分析两张照片，有什么相同之处？
请阅读观察提示：
（课文第二部分）（出示提示画面）
2、仔细观察这两张图片，并且进行分析和解释：
（1）、两张图片有什么共同点？
（2）、图中的星星在做什么运动？
为什么会这样呢？
（3）、圆心附近的北极星看上去不动，怎么解释呢？
同学们可根据对话提示做观察分析，说出“北极星空图“所反映的星星是怎样运动的。
反馈：
两张图片都有一个圆心，星星旋转并形成以该圆心为中心的许多圆环；圆心都不在天顶，距地平线有一定的高度。
星星们都在作圆周运动。
3、老师做分析讲解：
发亮的光环是恒星们在这段时间里运行的轨迹呈一个个的同心圆；它的中心就是天极，当恒星在做周日视运动的时候，北天极和南天极是固定不动的，恒星离天极越近，所得到的圆圈的半径就越小，小熊星座星很靠近北天极，人们通常把它叫做北极星，中心这颗发亮的星就是北极星。
北极星在周日旋转中的轨迹是一个极小的圆，我们几乎可以认为它是固定不变的，
提出问题：
地球的自转会引起所有星辰的东升西落。
然而恰恰我们的事实：
北极星就是不动！
到底是什么原因呢？
4、学生尝试作出了假设：
①北极星和地球同步自转；②北极星在地球自转中心的上方。
师：
这两种假说哪种正确呢？
你能找寻足够的证据来证明哪一种假说正确或者推翻哪一种假说是不成立吗？
【设计意图】在好奇心的驱使下，同学们纷纷提出自己的猜想，这两种假设都是学生根据实际结合自己的空间想象而猜测的。
从这两种假设中可以看出学生他们在积极参与问题的解决中。
简短的引导再次激发学生的实证意识，他们会搜集更多的资料来说明。
以矛盾冲突为基础的问题情境的产生和解决,恰好是教学过程与学生发展的驱动力。
（三）模拟实验、探究真理。
1、人们在夜间观星的时候，发现了一个奇怪的现象：
北极星不动，而其他的星星都围绕北极星做顺时针运动。
无论在南极还是北极都看到这种现象，人们把观察到的现象用照片进行记录，组合成书本中的图片。
对于北极星“不动”，我们怎样解释？
。
2、我们可以借助模型、生活实例和已知进行推理。
请同学们参照课文提供的方法来做一做，帮助我们形成解释。
（1）、借助模型
你觉得这颗星星和地球的位置是怎样的呢？
请把它画下来。
提示星星怎么画。
老师给你一个北极星空的模型，你来模拟一下，在地球自转时，北极星看起来是否不动？
你觉得该怎样做这个模拟实验呢？
模拟实验一：
让学生用纸画出星星和北极星，同时将北极星用图钉固定下来，旋转纸板，就可以看到星星围绕北极星旋转。
同时，让学生用另一个纸板代表地平线，当这一纸板挡住旋转纸板的下部分时，就会观察到：
一部分离北极星较近的星体在转动过程中不会沉到地平线下，而另一部分离北极星较远的星体在转动过程中会沉到地平线下，这就是人们常说的东升西落。
这个活动说明了什么？
反馈：
这个活动可以直观地让学生观察到星体在转动，而北极星的位置“不动”。
地球自转是一个已被学生证实的事实，星体们都会因地球自转而旋转，这一活动还原了这一现象，但暂时还无法解释为北极星“不动”。
，
（2）模拟实验二：
地球在不停地自西向东自转，所以我们在夜间能看见星星东升西落，与地球自转的方向相反。
怎样能在自转的地球上看到北极星“不动”呢？
用一个转椅代表地球，在教室墙上贴一颗星星当作北极星，请一位同学坐在转椅上，当眼睛盯着北极星看时，北极星好像是不动的，如果视点落在哪一颗星星上，周围的星星就会围绕哪一颗星星运动。
这个活动可以让学生明白：
“北极星”处于视线旋转的中心，所以可保持不动。
那么地球上会不会有这样一个“视线旋转中心”呢？
对于地球旋转中心，做完转椅实验之后，学生可能还不太明白，所以又设计了第三个活动。
（3）用一个陀螺来解释。
借助它，可让学生较直观地观察到旋转时的轴心。
轴心由于转动线速度小，所以看起来轴心是“不动”的。
学生还可观察到轴心与地面倾斜时，陀螺仍可以旋转，这可以帮助学生想象地球自转也有轴心，轴心相对不动，轴心也是可以倾斜着的。
观察陀螺转动，想象：
陀螺转动时，围绕着一个假想的轴。
能想象地球是怎样运动的吗？
反馈：
地球在自西向东作自转时，也有一个“视线旋转中心”，就象陀螺的轴心，地球自转时围绕着一个假想轴在转动，这根假想轴是倾斜的（圆心不在天顶，距地平线有一定的高度。
）
（4）模拟实验三：
最后，让学生试着用地球模型来解释北极星“不动”的秘密，从中可以看出学生是否真正学会了解释。
用一个球代表地球，分别代表居住在地
球上的“人”，在一面墙上贴一颗星，代表空中的“北极星”。
我们如何使球自转又让地球啥个“人”看到北极星“不动”的？
反馈：
皮球的转动轴要对着“北极星”所在的方向。
请同学们再次解释：
北极星为什么“不动”？
：
正确的解释是，让球沿某一轴心逆时针自传，轴心倾斜着对着北极星。
球上的小纸人会看到北极星不动，而其他的星星围绕北极星顺时针转动。
、北极星的位置并不是在头顶正上方，而是在人们视线往上倾斜的北方天空。
通过以上研究，我们能解释北极星为什么“不动”了吗？
（地轴倾斜地指向北极星所在的方向）
（5）证明假设1错误所在。
以上实验证明第二种假设是有道理的，大家为持有此观点的同学鼓掌。
第一种假设错在哪儿？
谁能用刚才的实验加以反驳呢？
讲解并实验：
如果北极星和地球自转同步的话，我们可以做一个模拟实验，我们可以在高处挂一个物体，人站在下面进行观察。
这样我们能看到人和这个物体的位置保持一致，但是这个物体和周围的天空上星星位置却在发生变化。
这个就可以说明北极星如果和地球同步转的话，他和周围星星的位置会发生变化，然而实际却没有，说明这种假说不成立。
【设计意图】
引领学生去探索科学，让他们用自己的思维，经过加工去经历科学，犹如一个小科学家去体验科学探索的过程，感悟科学探究的真谛。
教师则“引领”学生去探索。
这更要教师走进学生的心灵和脑海，充分了解学生的前概念，抓住他们的心，利用层层深入的环节设置，让我们的学生通过观察图片，合作交流讨论，假设猜想，模拟实验，最后得出结论，培养学生动手操作的能力，在做中学习新知识。
（四）拓展知识、深化认识
1、北极星在一年四季中保持“不动”。
（1 ）（观察图片——四季星空图、播放动画北斗星四季围绕北极星转动），讲解：
北斗七星一年四季仍都围着北极星转动，北极星也似乎不动这又说明了什么？
讲解：
地球自转时，地轴指着北极星，所以在地球上看北极星不动的。
在一年四季中北极星都不动，这说明在一年四季中，地球的地轴始终是指像北极星，说明地轴是倾斜的。
（2）阅读P83页的资料，研讨一年中北极星“不动”的原因。
出示地球仪，让学生观察：
地球仪有何特点？
地球仪中间保持不动的铁轴代表什么？
为什么地球仪要做成倾斜的样子呢？
反馈：
如果地轴是竖直的，就不能对着北极星了。
2、北极星不动是相对的，运动才是永恒的。
（1）让学生阅读课题，讨论在“不动”上加了个“双引号”的原因。
学生活动：
请学生阅读书本91页资料。
（2）教师：
请说说为什么加“”？
（到4000年后，仙王座γ星则到达北极星现在的位置。
14000年前后，织女星则到达北极星现在的位置。
将4000年后一个人的生命进行比较。
对于个人来说，北极星不动 正因为如此，我们生活常利用北极星来指引方向。
但是，对于历史的长河来说，北极星在不停地运动。
不动是相对的，运动才是永恒的。
【设计意图】引导学生通过观察四季星空图，理解地轴始终倾斜着指向北极星。
又通过阅读资料的学习使学生认识到北极星不动是相对的，运动才是永恒的，不但开拓了学生的视野，为之后的的学习做了铺垫，也渗透了辩证唯物主义思想。
3小结：
地球自转还有哪些特点？
让学生填写在书中的表格中。
（出示表格）
地球自转时的特点
是否围绕地轴自转
地轴是否倾斜
地轴倾斜的方向是否变化
教师：
今天我们一起来学习了《北极星“不动”的秘密》请你给自己今天的表现评价一下。
（学生自评和互评）见评价设计。
（五）课堂总结：
现实中的地轴就是有点倾斜的，哪些现象能证明地轴是倾斜的，这个小小的倾斜又给地球带来了哪此奇妙现象，我们将在下一课中继续学习。
八、板书设计：
北极星“不动”的秘密
现象：
北极星不动，周围的星星围绕它转动
原因：
地球 自西向东 自转
地轴 倾斜 指向北极星
不动时相对的，运动才是永恒的。
九、教学评价设计
课结束时，教师对本内容和目标完成情况加以总结后，让学生在评价表中进行自我评价（知识评价、态度评价），以及小组成员进行互评。
课后教师对学生的学习过程给出评价反馈，并对自己的教学过程进行反思，不断优化自己的课堂教学。
学生方面具体的评价内容包括：
知识掌握情况、知识应用、学习参与情况等三个方面。
学习参与情况包括认真思考，课堂上和小组内发言，表现积极，对小组有贡献；积极参加小组活动，注意吸取其他同学解答问题的正确方法，找出同学解答中的错误，积极参与协作。
对其他类似性质的教学内容，能够迁移学法。
教师教学方面包括教学内容的安排、教学目标的确定、教学目标完成情况、教学效果等。
学生自评表：
分项
评价内容
评价等次
知识评价
知道地球在不停地绕着地轴自转，地球的地轴始终指向北极星。
知道□
基本知道□
不知道□
知道天空中的星星围绕北极星运动，北极星相对“不动”，是因为地球自转引起的视觉现象。
知道□
基本知道□
不知道□
能结合地球运动的特点，合理解释北极星为何“不动”。
可以□
基本可以□
不可以□
态度评价
认真倾听别人的意见
很好□
好□
待改进□
积极表达自己的意见
很好□
好□
待改进□
积极参与探究活动
很好□
好□
待改进□
乐于与同伴合作
很好□
好□
待改进□
（2）小组成员学习互评表
第 小组学习互评表
编号
内 容
组员1
组员2
组员3
组员4
等次：
优、良、中、差
1
积极参与实验研究的分析
2
在大部分时间里他（她）踊跃参与，表现积极，举手发言。
3
他（她）的意见总是对我很有帮助。
4
他（她）经常鼓励/督促小组其他成员积极参与协作。
5
他（她）能够按时完成应该做的那份工作和学习任务。
6
我对他（她）的表现满意。
7
他（她）对小组的贡献突出。
8
对他（她）的学习科学实验的方法。
（3）教师评价表
学生学习过程的评价
教师的教学反思
1．全体学生在动口、动脑、动手中参与教学全过程
非常好（ ） 很好（ ）一般（ ）
2．学生能提出学习和研究的问题，并且通过合作探究努力解决问题
非常好（ ） 很好（ ）一般（ ）
3．学生思维活跃，积极主动发言
非常好（ ） 很好（ ）一般（ ）
4．学生间交往是多向的，学生是否积极参与小组讨论，发表自己的见解，评论别人发言
非常好（ ） 很好（ ）一般（ ）
5．学生在学习中有愉悦的体验，每一名学生是否都有不同程度的收获
非常好（ ） 很好（ ）一般（ ）
6．后进学生对本节课知识技能的掌握程度
非常好（ ） 很好（ ）一般（ ）
7．学生学习本节课还存在的问题：
8．学生存在问题的解决方法：
1．内容的安排与目标的制定是否恰当？
2．教法的安排是否恰当？
3．教学目标完成情况如何？
4．成功与存在的问题
5．想法：
十、教学设计特色
《北极星“不动”的秘密》一课教师用书提示的主要科学概念目标有“天空中星星围绕北极星逆时针旋转，北极星相对‘不动’，是地球自转产生的现象”和“从北极星在天空中的位置推测出地轴是倾斜的”两块。
通过对教材的研究，我发现本课探究内容要求学生具有较强的空间观念和操作技巧。
因此，在教学设计时，一是在学生实验探究方面，向学生提供足够的能够模拟北极星体周日运动的材料，如北极星模型、星空圆盘、贴有小人的地球仪、雨伞、激光笔、陀螺、带有铁钉的木棍、A4纸等，让学生通过猜测、制定实验方案，多方位、多角度、多途径的开展探究实验，让学生体验到“北极星不动，天空中的星星围绕北极星旋转”的现象。
二是根据五年级学生的空间想象能力，适当地降低学习的要求，用体验验证活动代替探究活动，如坐转椅、转陀螺活动。
我觉得坚持以生为本的理念教学，就是要尊重学生的体验、从学生的实际出发，充分利用学生已有的经验，而同时学生已有的经验又不足以满足学生的需要，这样才能符合学生的最近发展区，使学生全身心的投入到探究活动中来，这是我本课设计思想上的一特色。
用教材教，而不只是教教材，不唯书，我觉得这是我本课教学设计的又一重要特色。
三是我将教学内容适当进行了拓展，不动是相对的，运动才是永恒的，不但开拓了学生的视野，为之后的的学习做了铺垫，也渗透了辩证唯物主义思想。
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