资源简介

4.3 日地月的相对运动
一、基本信息
课题 4.3 日地月的相对运动 课型 新授课
课时 2课时（第1课时） 教材 浙教版科学七年级上册
年级 七年级 学科 科学
教法 实验法、讲授法、演示法、类比法 教具 激光笔、艾叶条/烟尘、玻璃水槽、牛奶/荧光笔、有机玻璃板、不透明纸盒、卡纸、半透明纸、三球仪
二、核心素养目标
1. 通过实验探究，知道光在同一均匀介质中沿直线传播，了解光线、光速等基本概念（科学观念、探究实践）。
2. 制作针孔照相机，理解小孔成像原理，能解释生活中与光的直线传播相关的现象（科学思维、探究实践）。
3. 知道月球的自转和公转特点，理解月球总是只有一面朝向地球的原因（科学观念）。
4. 运用三球仪或模型模拟日地月相对运动，理解日食和月食的形成原因、过程、类型及差异，知道日食和月食都是可以预报的普通天文现象（科学观念、科学思维、探究实践）。
三、教学重难点
教学重点：① 光的直线传播及应用；② 日食和月食的形成原因、类型与亏损方向
教学难点：① 针孔成像的光路原理；② 日食月食的天体位置关系及亏损方向判断
四、教学过程
环节一：情境导入——"手影"到"天象"（3~5分钟）
【教师活动】课前关闭教室大灯，用手电筒在幕布上做手影游戏（小鸟、小兔等）。提问：为什么手放在光源前会在屏幕上出现影子？这个简单的原理，在宇宙尺度上又会发生什么壮观的现象？
【学生活动】生：因为光被手挡住了！光是走直线的，不能拐弯。
【知识点】影子的形成正是"光沿直线传播"的直接证据。从手影到日食月食，原理是相通的——都是光沿直线传播的结果。
【设计意图】七年级学生对手影游戏有天然的亲近感。从"玩"切入，消解对天文内容的畏难心理，同时为后续日食月食的原理打下"光沿直线传播"的认知锚点。
环节二：光的直线传播（8~12分钟）
【教师活动】教材第159页探索活动：(1)点燃艾叶条产生烟尘，将激光射入烟尘中；(2)将激光射入滴有牛奶的水中；(3)将激光射入有机玻璃板中。依次观察激光的传播路径。
【学生活动】生：用烟尘能看到激光是一条直线！
生：水和玻璃里也是直的！
【知识点】实验结论：光在同一均匀介质中是沿直线传播的。
安全提醒：激光束方向性强、亮度极高，严禁对着人的眼睛！
【设计意图】设置了三种不同介质（气体/液体/固体）的对比实验，让学生通过多案例归纳，自主得出"同一均匀介质"的限定条件，为后续光的折射埋下伏笔。
环节三：光线与光速（5~8分钟）
【教师活动】引出"光线"概念：实际的光线我们看不到路径，但为了形象表示，我们用带箭头的直线表示光的传播路线和方向，这就是"光线"。强调：(1)光线是理想模型，不是真实存在的；(2)箭头一般画在直线中间位置；(3)画光路图时必须用实线+箭头。
【知识点】光线：用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向。注意：光线是人为建立的一种物理模型，实际并不存在。
【教师活动】光速介绍：光在真空中传播速度最大（约3×10 m/s），在空气中接近真空中的速度，在水中约为真空中的3/4，在玻璃中更慢。
【知识点】光速排序（由快到慢）：真空 > 空气 > 水 > 玻璃。光在真空中速度最大，在不同介质中的传播快慢不同。
【设计意图】"光线"是一种理想模型（类似上节"地轴"），需要学生理解"模型≠真实"。通过对比不同介质中的光速排序，渗透"介质影响传播"的物理思想。
环节四：探究实践——制作针孔照相机（8~12分钟）
【教师活动】教材第160页：用不透明纸盒、卡纸、半透明纸制作针孔照相机。准备大孔、中孔、小孔三种镜头，依次观察窗外景物在半透明纸上所成的像。记录像的特征（正倒、大小、明亮程度）。
【学生活动】生：像都是倒立的！
生：孔越小，像越清晰但越暗；孔越大，像越亮但越模糊。
【知识点】针孔成像（小孔成像）原理：光沿直线传播→物体上部发出的光通过小孔投射到下方→形成倒立的实像。像的大小与物距、像距有关：保持镜头位置不动，缩短光屏到小孔的距离→像变小但看到的景物范围变大。
【知识点】针孔成像特点总结：①像为倒立实像；②像的清晰度与孔的大小有关（孔越小越清晰）；③像的亮度与孔的大小有关（孔越大越亮）。
针孔成像口诀：小孔成像倒立像，孔越小来像越清，孔越大来像越亮。光沿直线传播是根本！
【设计意图】针孔照相机是一个能让七年级学生亲手"造出"光学仪器的探究活动。通过改变孔径对比成像效果，引导学生建立"孔径→清晰度/亮度"的定性认知。
环节五：月球的运动（5~8分钟）
【过渡语】光的直线传播帮助我们理解光的行为。接下来我们把目光投向月球——月球绕着地球转动，它自己也在转动。但奇妙的是，月球总是只有一面朝向地球。为什么会这样？
【教师活动】展示月球运动动画/示意图。引导读书：月球自身不发光，靠反射太阳光。月球绕自身轴自转的同时绕地球公转。
【学生活动】生：我以为是月球不自转所以才总是一面对着地球。
生：但是老师说月球也自转的，那怎么会一直同一面呢？
【知识点】月球运动的三个关键事实：①月球自身不发光，靠反射太阳光发光；②月球有自转（绕自身轴）和公转（绕地球）；③月球自转和公转的周期相同，都是约27.3天，因此总是只有一面朝向地球。
典例：关于月球总是只有一面朝向地球的原因，以下说法正确的是（ A ）
A.月球自转和公转的周期相同 B.月球公转速度较慢
C.月球自转速度较快 D.月球质量分布不均匀
答案：A。解析：月球自转周期=公转周期≈27.3天，这种"同步自转"导致月球始终以同一面向着地球。
【设计意图】"月球总是一面朝向地球"是学生的认知误区高发区——很多人误以为月球不自转。通过自转+公转的同步性原理讲解，破除迷思概念，强化科学思维。
环节六：日食的形成与类型（10~15分钟）
【教师活动】用三球仪（或手电筒+乒乓球+玻璃珠）演示日食过程：月球运行到太阳和地球之间，三者接近排成一条直线。提问：太阳光被什么挡住了？为什么日食只在地球上某些地区能看到？
【学生活动】生：太阳光被月球挡住了！
生：因为月球的影子只能遮住地球上一小片区域。
【知识点】日食的概念：地球上某些地区看到太阳表面全部或部分被遮掩的现象。日食形成原因：月球运行到太阳和地球之间，三者接近排成一条直线→光沿直线传播→月球挡住太阳光→形成月影→地球上月影区域看到日食。天体位置关系：日—月—地（月球居中）。
日食必然发生在新月（农历初一）！日—月—地排成一直线，月球居中。
【教师活动】讲解日食三种类型：展示日全食、日偏食、日环食的图片/示意图。
【知识点】日食三种类型：
【知识点】① 日全食——月球完全遮挡太阳；② 日偏食——月球部分遮挡太阳；③ 日环食——月球遮挡太阳中心，四周露出一圈日面。
【知识点】日食过程：由于月球自西向东绕地球公转，日食过程总是从日面的西缘开始，东缘结束。日全食和日环食前后必有日偏食发生。日食持续时间一般只有几分钟。
典例：日全食过程正确的先后顺序是（ C ）
A.①②③④ B.④①②③ C.③②①④ D.②③④①
答案：C。解析：月球自西向东运动，太阳被遮挡从西缘开始→东缘结束，故选C。
日食口诀：日食从西始、从东终——因为月球自西向东公转。日食发生在初一，只能看到偏食、全食或环食中的一种。
【设计意图】日食的"亏损方向"是易错点。用一句话概括"西始东终"后，让学生上台用三球仪演示，将抽象的"西/东"转化为视觉操作——手推月球从哪边开始遮挡手电筒光。
环节七：月食的形成与类型（10~15分钟）
【过渡语】我们刚学了日食是月球挡住了太阳光。那如果反过来——地球跑到太阳和月球之间，会发生什么？
【教师活动】用三球仪演示月食：太阳、地球、月球排成一直线，地球居中。提问：月食时谁被谁挡住了？月食时月球为什么不是全黑而是暗古铜色？
【学生活动】生：月球被地球的影子挡住了！
生：古铜色是因为地球大气折射了太阳光。
【知识点】月食概念：月面部分或全部变暗的现象。由于地球大气对太阳光的折射，发生月食部分的月球并非全黑，而是呈暗弱的古铜色。
【知识点】月食形成原因：太阳、地球、月球排成一直线，地球居中（日—地—月）→太阳到月球的光线被地球遮挡→月球进入地球影子→月食。天体位置关系：日—地—月（地球居中，月食必发生在满月/农历十五十六）。
【知识点】月食两种类型：① 月全食——月球全部进入地球本影；② 月偏食——月球部分进入地球本影。注意：月食没有"月环食"！
【知识点】月食过程：月球自西向东绕地球公转→月球的东缘先进入地球影子→月食亏损从东缘开始，西缘结束（与日食相反！）。月食持续时间较长，可达几个小时。
典例：下列三星球间的位置关系中，有可能发生月食的是（ A ）
答案：A。解析：月食必发生在日—地—月排成一直线时（地球居中），对应月相为满月。
月食口诀：月食从东始、从西终——与日食相反！月食发生在十五/十六。月食轮廓是圆弧，可证明地球是圆的。
【设计意图】学生容易混淆日食和月食的亏损方向。设计"日西月东"四字口诀+对比表格，帮助学生建立清晰的区分框架。月食的暗古铜色现象也可以激发对"地球大气折射"的好奇心。
环节八：日食月食对比——知识整合（5~8分钟）
【教师活动】展示日食月食对比表。引导学生逐项对比：天体位置、发生时间/月相、亏损方向、种类、持续时间。
对比项目 日食 月食
形成原因 太阳被月球遮挡 月球进入地球本影
天体位置 日—月—地（月居中） 日—地—月（地居中）
发生时间 农历初一，新月 农历十五/十六，满月
亏损方向 从太阳西缘开始，东缘结束 从月球东缘开始，西缘结束
种类 日全食、日环食、日偏食 月全食、月偏食
持续时间 短（几分钟） 长（可达几小时）
对比记忆："日西月东"——日食亏损从西始，月食亏损从东始。日食"月拦日"（月居中），月食"地遮月"（地居中）。
【设计意图】用结构化对比表将6个维度的信息一次性呈现，帮助学生建立系统化的知识网络。口诀"日西月东"可以直接用于解题。
环节九：综合练习与课堂总结（3~5分钟）
典例：下列关于月食的叙述，正确的是（ C ）
A.当天是我国的农历初一 B.当晚月球运行在日、地之间
C.月食并不是每个月都发生 D.月食初亏于月面西缘
答案：C。解析：月食发生在满月（十五/十六），月球在地球的本影中，月食初亏于月面东缘。由于月球公转轨道（白道）与地球公转轨道（黄道）有夹角，月食并非每月都发生。
【教师活动】总结本节知识框架：光的直线传播→光线→光速→针孔成像→月球运动→日食（类型+过程+方向）→月食（类型+过程+方向）→日食月食对比。强调"光沿直线传播"是串联整节课的核心原理。
五、板书设计

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