3.4 我们来造“环形山” 教材解读

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3.4 我们来造“环形山” 教材解读

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教科版三年级科学下册 教材解读
3.4我们来造“环形山”
(一)教学目标
科学观念目标
●通过观察环形山图片和查阅相关资料,描述环形山的主要特点,说出不同类别的环形山的形态区别。
●通过模拟制造“环形山”的活动,了解环形山可能的成因,认识到月球表面的主要特征和与地球的区别。
科学思维目标
●在观察环形山特点的过程中,能在教师引导下,描述清楚环形山的构成要素,分析并表达不同环形山的主要特点、共同特点等。
●在完成模拟制造“环形山”的实验后,能够根据形成的“环形山”的特点,展开想象,合理推测形成该形态“环形山”的可能成因和过程。
●比较地球和月球的主要特征后,能够利用维恩图概括它们之间的相同点和不同点。
探究实践目标
●通过对环形山的观察和比较,概括环形山的主要特征,对此提出感兴趣的问题,并初步设想可能的模拟实验办法。
●根据猜想和假设,小组分工合作,利用大小不同的球模拟陨石,利用细沙模拟月壤,想办法制造出不同的“环形山”并记录下来。
●根据记录单,分析、比较不同“环形山”的形状,推测它们形成的可能原因。
态度责任目标
●在观察环形山的过程中,对环形山保持好奇心,对探索环形山有兴趣,乐于发现环形山和月球表面的奥秘。
●在制造“环形山”的过程中,学会与他人合作,实事求是,有依据地提出自己的观点并学会倾听别人的观点。
●在地球与月球的对比中,感受地球的独特性,愿意保护地球,珍惜地球。
(二)教学内容分析
本课为单元第4 课,对应课程标准3~ 4 年级学习内容“9.4 月球是地球的卫星”的第三点“知道月球是地球的天然卫星;通过望远镜观察或利用图片资料,了解月球表面的概况”。在第3 课中,学生已对月球有了较为充分地了解,并对地球与月球进行了综合对比分析,这也是学生首次全面比较两个星球。这种宏观层面的星球分析,能有效帮助学生建构“宇宙中的地球”观念,并进一步凸显地球作为特殊星球的显著特征。月球表面最显著的特征是环形山,这是月球区别于地球的最直观的不同点,也是学生非常感兴趣的内容。为什么月球表面会有如此多的环形山?它们的形状、深浅为何各异?月球正面与背面的环形山会有不同吗?这些问题深深吸引着学生。
本课将通过观察图片、查阅资料、模拟实验等活动,丰富学生对月球环形山的认识。图片学习和模拟实验是天文学习的重要方式,学生在前几课已有较好的学习体验。本课由四个板块组成。在聚焦板块,引导学生回顾上一课对月球的认识,将焦点聚焦在月球的表面特征,进而提出本课研究重点——环形山。在探索板块,让学生观察环形山图片并描述其特征:环形山在月球上广泛分布,无论正面或背面,高原或月海,均可见其踪迹,是月球表面的突出特征。环形山又称月坑,多呈圆形,中间地势低平,内侧陡峭,外侧平缓;部分环形山周围还向外辐射出明亮的条纹。其数量极多,总数超过5万个,大小差异显著,大的环形山直径可达几百千米,小的不过10厘米。
当学生对形态各异的环形山产生好奇时,进一步通过模拟实验制造“环形山”,探究其形成原因。关于环形山的成因,主要有两种科学解释:“喷射假说”认为环形山源于火山喷发,“撞击说”则认为环形山源于陨石撞击。教师引导学生仔细观察、对比不同的环形山,培养他们观察记录与概括描述的科学探究能力,还可引导其抽象概括出环形山类别并进行分类,锻炼科学思维能力。随后的模拟实验让学生通过制造“环形山”探究其主要特征与形成过程,以此深入了解月球地貌特点,加深学生对月球表面特征的认识,理解不同形态环形山的成因。
在完成模拟实验后,观察制造的“环形山”,回顾制造过程,研讨第1 个问题,指向形态各异的环形山有不同的形成原因,如大的环形山可能是较大的“陨石”撞击形成的,较深的环形山可能是比较重的“陨石”撞击造成的;“陨石”下落速度快,容易产生较大的环形山等,环形山的形状与撞击的大小、角度、速度等都有关系。不同参数的撞击会产生不同的环形山。但是模拟实验和真实情况还是有很大差异的。研讨的第 2个问题,让学生对比自己制造的“环形山”和真实的环形山,发现真实的环形山还有中央峰、辐射纹等特征,分析实验现象和真实环形山产生差异的原因,可能是模拟条件不够精准,可能是环形山还有其他的成因共同作用等。通过模拟实验可以对环形山的成因有更为深刻地认识和了解。
深入探索环形山的特点与成因后,在拓展板块将月球的表面特征与地球进行比较,学生会发现地球并无如此多的环形山,从而更深刻地认识到地球的宇宙环境相对安全,也更适合生物繁衍生息。
对于月球上的环形山,学生大多非常感兴趣,并且都有所了解,很大一部分学生知道“环形山”这个名词,也有一部分学生了解过环形山的成因。但学生普遍没有仔细地观察、研究过环形山的细节特点,包括大小、形状、深浅、类型等,对环形山及其成因的认识比较浅显。继上一课了解了有关月球的基本信息后,学生通过本课制造“环形山”的探索、用望远镜观察或利用图片资料,更深入地了解月球表面的概况。认识到宇宙中的星球形态各异,相比之下,地球有更加稳定的环境。
(三)教学重难点
重点:了解环形山的特点和成因。
难点:引导学生通过观察图片、查阅资料、模拟实验等方法深入了解环形山。
(四)教材解读
本课情境:这是一张月球的正面照片,月球的正面在第3课中展示过,在这里被放大了,可以清晰地观察到月球的表面概况,分布着的环形山密密麻麻、大小不一。
聚焦:第一个问题的目的是调查学生关于环形山的前概念,在上一课的资料学习中,大部分学生认为那些坑坑洼洼的、圆形的、环状的就是环形山,但是对于环形山的更多特点,比如更细致的形状、深浅、大小等特点描述不全,于是产生进一步探究的兴趣和心理需求。
第二个问题让学生了解本课的主要探索任务——制造“环形山”。引导学生思考要做的相关准备,比如知识准备了解环形山的特点等信息,制造计划——思考制造什么样的“环形山”以及制造过程,材料准备,等等。
探索1:教材提供了两张环形山不同角度的“特写照片”,需要教师带领学生仔细观察,引导学生思考这样的环形山背后的可能的成因。
第一张图展示的是柏拉图环形山,形状是圆形,四周高中间低。第二张图展示的是伽桑狄环形山,中间还有几个凸起,叫作“中央峰”。
资料:介绍了环形山的整体特点,并说明了环形山的不同点。
探索2:通过模拟实验的方式让学生进一步认识月球的环形山。模拟实验是我们学习地球与宇宙科学的一种探究方法,对地球与宇宙领域的探索由于条件、技术有限,科学家很多时候也是利用模拟实验来探索科学规律的。
图片呈现了模拟实验后形成的大小不同的“环形山”,这可以用大小、轻重不同的球,在不同的高度落下来完成,而制造重叠的“环形山”则需要控制球落下的位置。
记录单:记录模拟实验的结果。让学生在画的时候,将“环形山”的形态与制造过程对应起来。
探索3:继续比较月球和地球,补充记录在维恩图中。通过这两课的探索,学生对地球的“近邻”月球已经了解得比较多了,可以将有关环形山的新信息继续记录在维恩图中。本单元的主要任务是学习宇宙中的地球,所以在学习月球时,还需要将月球与地球进行对比,使学生更进一步地认识地球。学生会在月球的不同点上填写关于环形山的信息,例如有很多环形山,形状不一样等,教师可以引导学生猜想月球的环境是不安全的,而地球与月球的不同点则可以补充上“安全”。
研讨1:聚焦“环形山”的形成过程,对应探索2。学生需要回顾制造过程中用到的方法,并根据记录单来还原“用了什么样的方法制造出了什么样的‘环形山’”,需要引导学生概括、归纳不同的“环形山”的特点,将模拟实验的结果和过程对应起来解释。
研讨2:该问题聚焦的是模拟实验结果与实际情况的区别。学生制造的“环形山”虽然尽量还原了月球环形山的形状,但是与真实的环形山还是有差别的,比如中央峰就无法模拟,环形山的辐射纹也难以模拟出来等。研讨可能的原因,如撞击力度、陨石形状、其他形成原因等。
拓展:学生将地球与月球进行比较后,会有这样的疑问:“地球上为什么没有环形山?”所以教材提供了相关知识介绍地球和月球一样,也是有环形山的,地球上也有这样的陨石坑,但是地球上的陨石坑比较少,这是因为地球有大气层的包裹,而且地球的地质活动比较频繁活跃,多数陨石坑很难保持原状。
(五)教学准备
学生:环形山的照片和相关资料、放大镜、不同大小的球、水槽和细沙、记录单等。
教师:教学课件、环形山图片、视频资料、演示实验材料。
(六)课堂教学实施建议
1.聚焦:环形山的特点
学生已经对月球有了比较充分的了解,同时也将月球与地球进行了综合的对比分析,其中,月球表面最大的特征就是环形山,这也是月球不同于地球的最直观的不同点,也是学生非常感兴趣的内容。为什么月球表面会有这么多环形山?环形山的形状、深浅等为什么不一样?月球的正面和背面的环形山是否相同呢?我们可以从这些学生提出的问题出发,先通过提问调查学生的前概念:“关于环形山,你知道些什么?关于环形山,你想知道些什么?”引导学生从知道月球上有环形山,到想了解环形山的细节。当学生描述环形山的特点后,教师可以继续激发学生的探索兴趣,提出问题“我们能模拟制造‘环形山’吗?”,让学生了解本课的主要探索任务——制造“环形山”。
2.探索:模拟制造“环形山”
探索板块包括三个活动,教师带领学生观察环形山的照片,仔细观察和对比这些环形山的“特写”,发现环形山的不同类别,猜想环形山可能的形成过程,根据猜想制订简单的探索计划,并开展模拟实验制造“环形山”,从而了解到月球表面概况并理解其面临的环境,最后与地球进行对比,补充维恩图。
探索1:“观察环形山的照片,说一说环形山有哪些特点”。教师可以利用教材上的特写图片,或提供更高清的各类环形山的图片及视频,向学生展示丰富多样的环形山,带领学生仔细观察,尽量描述它们的特点。这样可以锻炼学生的观察能力,引导学生思考这样的环形山可能的成因。通过提供尽可能丰富的资料,让学生自己总结出环形山的整体特点和个体特色,这也能充分调动学生的探索兴趣。学生会提出很多感兴趣的问题,如“各种各样的环形山是怎么来的?”“环形山的中间凸起是什么?”等等。针对这些问题,教师可以顺势让学生猜测环形山的成因,如陨石撞击、火山喷发等,那这些猜测是正确的吗?教师可以引导学生设计模拟实验来验证猜测的正确性。
探索2 中,可以引导学生先验证陨石撞击这种猜想,这里可以提供尽可能丰富的实验材料,用形状、大小、材质不同的东西来模拟陨石。学生普遍非常喜欢这个活动,有的学生会主动寻找其他物品,使用不同的投掷方式制造“环形山”,这些都值得鼓励。学生在制造“环形山”的过程中需要分析如何能制造出符合观察细节的“环形山”,其实这也是对探索1 的回应,在探索1 中学生观察到了各种环形山,在探索2要尝试制造出来。在学生活动时,提醒学生观察制造“环形山”的过程,并把制造出的“环形山”画下来。
探索3 继续比较月球和地球,补充记录在维恩图中。通过这两课的探索,学生对地球的“近邻”——月球已经了解得比较多了,可以将环形山的新信息补充记录在上一课的维恩图中。
3.研讨:我们是如何制造“环形山”的研讨1 的问题可在实验结束后进行讨论,让学生展示记录单,分享模拟实验的过程和对应的结果。学生根据实验观察和记录分享自己的想法,比如“我制造的‘环形山’是大环套小环的,我先用较大的球从高空落下,高度比较高,落下去后,形成了又大又圆又深的坑,随后我用较小的球从低一点的高度落下,在中间形成了第二坑”,等等。
研讨2“我们制造的‘环形山’与月球照片上的环形山有什么不同?分析一下可能的原因”,该问题是聚焦模拟实验结果与实际情况的区别。让学生发现自己制作的“环形山”和真实的环形山的相似之处与不同之处,可以从不同方面来回答,如陨石的形状不同、撞击的能量不同,也可以引导学生从其他的角度分析。
4.拓展:地球上有环形山吗?
在探索3 中,将地球与月球进行比较后,学生会有这样的疑问:“地球上为什么没有环形山?”拓展环节中可以先让学生说一说,“你认为地球上有没有环形山?地球上的环形山和月球上一样吗?”可以尽可能多地提供一些地球上环形山的经典图片,让学生继续分析地球和月球上环形山的相似之处与不同之处。在对比中,学生会再次体会到地球的特别,当然还可以鼓励有兴趣的学生继续探索,别的星球上是否也有环形山。其实其他行星也是有环形山的,随着火星探测的进行,科学家在火星上也发现了很多环形山。
(七)教学评价建议
本单元要求制作的地球科普海报是一项需要搜集多方面资料才能完成的任务,学生通过学习制作地球科普海报的方法,了解地球、月球、太阳,以及其他行星的相关科学知识,为更好地理解我们只有一个地球和完成地球科普海报的绘制搜集证据和提供素材。为了更好地开展本单元的学习活动,建议在三年级以过程性评价为主,关注评价的激励性和发展性,注重科学兴趣、必做实验、初步具有分析处理信息并得出结论的能力培养等方面的评价。本课结合实际情况,从单元评价出发,在以下几个维度完成学生的自我评价,如表所示。
表“我们来造‘环形山’”自我评价
评价维度 评价内容 能做到的打“√”
我好奇 对月球表面的环形山很感兴趣
我思考 知道环形山的特点
我实践 会模拟制造“环形山”
我合作 能与同伴一起实验、研讨
我保护 知道月球和地球的不同,珍惜地球家园
教材提供了实验材料参考,将细沙平铺在水槽里模拟月球表面,用大小不同的球模拟陨石等天体撞击细沙。
教材展示的是位于美国亚利桑那州的陨石坑,这是比较经典的陨石坑。据统计,地球上有190多处被认证的陨石坑。
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