资源简介

《人类认识地球运动的历史》教学设计
【教材分析】
本课是本单元的第三课，学生对昼夜交替现象已经有一定了解，但还不能明确造成昼夜交替现象的真正原因。本课的主要任务是通过了解人类认识地球运动的历史获取地球运动的相关信息，修正和完善关于“解释昼夜交替现象”的观点，并用模拟实验验证、解释昼夜交替现象。
教材围绕继续寻找证据解释“昼夜交替现象”，设计了2个活动。一是阅读文献资料，人类在认识地球运动的过程中，出现了两种非常具有代表性的学说——“地心说”和“日心说”，学生通过对比分析后，可以确定地球与太阳的运动关系，为进行模拟实验提供关键信息；二是在前一课基础上改进地球模型、再次进行模拟实验，并用连续组图的形式解释昼夜交替现象。
【学情分析】
在上一节课的学习中，学生发现多种预测都能解释昼夜交替现象成因，想要探索真正成因，关键在于确定地球与太阳的运动关系，因此本课需要学生依据正确的地球运动再次模拟实验，最终形成昼夜交替的正确解释。
由于电视课堂的特殊性，本课设计把教材中学生阅读文献了解地球的运动改成教师通过历史时间轴的方式来向学生讲述两种学说的发展过程、主要观点及其相关证据。从而让学生学会总结分析两种观点谁更可靠，并知道任何一种学说的建立都需要充分的证据去证明。
【教学目标】
科学观念：通过资料阅读及模拟实验，知道地球绕着太阳公转，同时绕地轴自转，地球的自转产生了昼夜交替现象。
科学思维：运用模拟实验、推理论证等方法认识到昼夜交替现象是由地球自转产生的。
探究实践：在阅读过程中学会使用文献摘要，并能通过阅读文献获取地球运动的相关信息；在模拟实验的过程中能依据正确的地球运动信息改进地球模型，并利用模型认识到昼夜交替现象的成因。
态度责任：在了解人类认识地球运动的过程中，体会到所有科学观点都需要众多证据的支持，在科学探究过程中要有证据意识，并能勇于修正与完善自己的观点。
【教学重难点】
重点：通过历史时间轴的方式了解地球运动的相关信息，再次进行模拟实验，正确解释昼夜交替现象。
难点：学会用连续组图的形式表达昼夜交替过程。
【教学过程】
一、聚焦
展示上节四种关于昼夜交替现象的假说（地球不动，太阳围着地球转；太阳不动，地球围着太阳转；地球自转；地球围着太阳转，同时地球自转。）
提问：昼夜交替现象的解释有多种可能，事实究竟是怎样的？
四种假说都能产生昼夜交替现象，想要知道真相关键在于确认地球与太阳的运动关系。
二、探索
1、探索一：了解人类认识地球运动的历史
人类在认识地球运动时经历了漫长的过程，下面让我们以时间轴的方式走进历史，进行一场时光之旅，看看人类是如何认识地球与太阳运动关系的。
教师图文结合简要介绍人类认识地球运动的历史。
同学们，在这趟时光之旅中，关于地球运动的最大争议是什么？对，是托勒密的“地心说”和哥白尼的“日心说”。
重点介绍托勒密的“地心说”，哥白尼的“日心说”。
2、探索二：对比“地心说”和“日心说”异同和找出相关证据
这两种学说虽然有很大差异，但是也有一个共同点，那就是它们都认为地球是一个球体，请生找出证明地球是球体的证据。
请生分别对比一下两种学说的不同点。
不同点一：关于谁是宇宙中心的看法。
不同点二：关于地球的运动状态。
不同点三：关于谁围绕着谁转。
老师把刚刚的不同点都整理在表格中了，同学们，你赞同谁的观点呢？请生寻找证明观点的证据以及思考证据是否充分。
第一个观点，谁是宇宙中心。
生：伽利略观察到了，木星的卫星绕着木星旋转。否定了地球是宇宙中心的说法。
第二个观点，关于地球的运动方式。
生：傅科摆实验让人们知道地球确实是在自转。
第三个观点“谁围绕着谁做圆周运动”。
生：地心说给出的证据是观察到日月星辰每天有规律地东升西落。
教师展示动图，分析托勒密给出的证据是否充分，判断哥白尼的证据通过日复一日的观察，看到天体每天都在有规律的东升西落，但是，不同时间不同距离观察到的行星的运动是不同的是否充分。
因此，托勒密的地心说，证据不充分。哥白尼的日心说证据更充分一些。
总结地球和太阳的运动状态有：地球绕太阳转，地球绕地轴自转，地轴是倾斜的，地球自转一周的时间是24小时。上节课中的四种猜想，只有最后一种才是符合现实的。
3、探索三：昼夜交替模拟实验
问题：在了解太阳和地球的运动关系后，我们再来做一次模拟实验，如何改进原有的模型进行实验才更准确呢？
生1：之前的实验中没有模拟到地球绕地轴旋转，我们应该增加模拟地轴，地球仪上既有地轴又有底座固定，我们可以直接用地球仪来做实验。
生2：手电筒照射地球时，地球上的人模拟得不够明显，可以贴上反光小亮片使得效果更加明显一些。
请生跟随实验视频进行实验，提醒记录实验结果。
播放实验视频。
请生用实验记录来解释昼夜交替现象。
生：我在实验中发现，地球自转前半周时，小亮片的位置处于白天，自转后半周时，小亮片的位置处于黑夜，不断重复，就出现了昼夜交替现象。所以，昼夜交替现象的原因是地球自转。
其实，除了地球自转外，还要满足一个条件，那就是，地球必须是一个不发光也不透明球体。
拓展
拓展一
我们已经知道了地球出现昼夜交替现象的原因，那地球上不同地方出现昼夜交替的现象相同吗？
同学们可以在刚刚的实验基础上增加多几个小亮片来进行对比不同位置的昼夜交替现象。
拓展二
推荐书籍，中国儿童视听百科《飞向太空》，意大利作家托马斯·马卡卡罗的《空间简史》。
答疑
问题一：地球24小时都在自转，为什么人却感受不到？
这个问题，就要联系到生活实际了，请同学们想想当我们在骑自行车时，可以明显地看到旁边的景物在后退，我们就认为自己在运动，但是当我们坐在高铁上关上窗户，不看外面的景色，没有对照的物体便觉察不到自己是在运动。其实地球也是这样，地球是艘宇宙间的“小船”，如果在它运行的轨道旁，也有江河两岸那样的景色，我们就很容易感觉到地球的转动了，可近处没有这样的东西，只有远处的星星似乎可以帮助我们，但星星离我们实在太远了，我们无法与星星进行对比，而且，地球对所有物体产生了吸引力，而且地球上的人、房屋、山川、河流等一切都在跟着转动，所以感觉不到地球的转动。在短时间里，由于我们没有可以对照的外界事物，所以，我们便感觉不到地球在转动了。
问题二：地轴在哪里？我们能看见吗？
地球始终不停地绕着地轴在运动，这个轴通过地心，连结南、北两极，始终正对着北极星，并且与地球轨道面形成一个66°34′的夹角，所以地球是倾斜着自转的，我们观察到的地球仪也都是倾斜着的。但是，可能就有同学有疑问了，我们在生活中好像没有看到过真实的地轴，对了，地轴其实并不真实存在，我们并不能直接看见地轴，它只是人类为了研究方便而设置的地球自转假想轴。同学们，你了解地轴了吗？
问题三：太阳是宇宙中心吗？
哥白尼提出的日心说认为，太阳是宇宙的中心，地球及其他行星都围绕着太阳转，但其实，太阳只是太阳系的中心天体，只有太阳系的行星才围绕着太阳转。太阳系位于银河系的猎户座旋臂上，是银河系中一颗普通的恒星，离银河系中心有几万光年的距离，放眼更大的宇宙，银河系也只是宇宙无数个星系中微不足道的一个，宇宙无边无际，没有中心。所以，其实相对地心说更正确的日心说，也不是完全正确。科学一直都在发展，每一种观点的提出都需要众多证据的支持。
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