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大象版 四年级上册 《太阳、地球和月球》单元 2 地球的形状 教学设计
单元 《太阳、地球和月球》 课题 2 地球的形状 课时 1
核心概念 9.宇宙中的地球
学习内容及要求 9.1中①知道地球是一个球体。
教学目标 科学观念（对客观事物的总体认识） 科学思维（对客观事物的认识方式） 探究实践（科学探究能力 技术与工程实践能力 自主学习能力） 态度责任（科学态度 社会责任）
科学观念 知道地球和太阳、月球一样，都是一个球体，建立地球形状模型。 科学思维 对模拟实验分析比较，进行科学推理，寻找更多证据，归纳概括出地球是个球体。 探究实践 在教师的引导下，沿着人类认识地球形状的探索历程，运用模拟实验等方法收集证据、推理，证明地球是球形的。 态度责任 感受技术的进步可以不断让人们更好地认识自然现象，发现更多的自然规律。在探究过程中不断观察思考，收集证据，不断完善自己的认识。
教学重点 通过模拟实验（帆船实验、月食实验）收集证据，理解地球是一个球体。
教学难点 基于模拟实验的现象进行严密的科学推理，理解如何利用“帆船出海/进港现象”“月食弧形影”“麦哲伦环球航行”等证据证明地球是球体。
教学准备 教师准备：多媒体课件、船模、手电筒、乒乓球、地球仪。
学生准备：篮球或地球模型、船模、手电筒、泡沫块等。
教学过程
教学环节 设计意图 教学提醒与备注
一、聚焦：揭示课题 （一）聚焦：了解学生已有认识 师：你知道地球是什么形状的吗？你是怎么知道的？（预设：了解学生已有的知识。） （二）导入讲解 师：我们知道这个事实，得益于我们的高科技（天文望远镜、卫星技术等），更得益于古人对地球形状的不断探究。地球的形状对于我们来讲，是一种知识。但是对古人来讲，它仅仅是一种猜想吗？ 师（过渡）：古人为什么不走出地球探究地球形状呢？与我们现在相比，他们受限于哪些条件？（预设：从古人的角度思考问题。） 今天我们走近古人，和他们共探地球的形状。 （板书：地球的形状） 通过“从已知到未知”的认知路径，引导学生基于地球是球体的常识反推古人探究的思维过程，以激活科学史教育价值。帮助学生理解科学探究的继承性与创新性。同时通过设问“古人为何不走出地球探究其形状”，引导学生共情历史情境，分析古人受限于直观视觉经验、地理活动范围与技术手段的困境，进而反思现代科技如何突破人类感官局限，培养批判性思维与实证意识，最终建构“科学是在不断质疑与验证中发展”的科学观念。
二、探索：按科学发展史引领学生探索地球的形状 （一）沿古人足迹，认识天圆地方说 1.教师出示“天圆地方”图片。一开始古人猜测天是圆的地是方的，你觉得他们是根据什么来猜测的呢？ 2.观察是古人认识世界的一种方法，天空有弧度，似乎是圆的，大地是平的。观察到的现象可以作为猜想的证据，那么地球真的就是“天圆地方”的吗？ （预设：观察到的现象可以作为猜想的一种证据。） 学生要学会质疑，提出自己的想法。要验证猜想，我们需要寻求更多的证据来支撑。（预设：学会质疑，主动寻求证据。） （二）验证猜想1：模拟帆船实验 [材料准备：帆船模型，篮球，实验桌] 1.人们在猜测地球是“天圆地方天”的同时，不断观察和思考，去寻找探究地球形状的方法。在海边的人们发现，远方驶来的船总是先看到帆顶，再看到船身。你们觉得这种现象会支持哪种猜想呢？（预设：学生预测支持的猜想。） 2.学生讨论支持的猜想，引导学生需要用模拟实验验证猜想。教师出示准备材料：（预设：船模模拟船只，地球仪模拟地球，桌面模拟平面。） 3.小组活动，合作实验。学会用平视的方法观察。 观察后讨论：通过模拟实验你们发现了哪种现象符合我们的生活实际。预设： 小组代表1（展示篮球）：我们发现，当船模靠近地球仪远处驶近时，最先看到帆顶，然后慢慢看到船身，就像海边看到的船一样！ 小组代表2（展示桌面）：但在平面上，船模是一下子全部出现的，没有先看到帆顶的情况。 师：这说明什么问题？ 生：如果地球是平的，船应该整个出现，整体由小到大；但实际是帆顶先出现，所以地球一定是球形的！ 师：总结得太棒了！古人也正是通过这样的现象，开始怀疑“天圆地方”的猜想。 （三）验证猜想2：月食实验 [材料准备：手电，乒乓球，泡沫块] 1.引导：在漫长的历史中，古人还在继续寻找猜想的证据，在观察月相的时候，发现了一个特殊的现象。 2.出示月食动图，教师讲解月食的形成原理。是谁挡住了太阳的光线在月球上形成了影子？（预设：地球）。 3.引导：到底是什么样形状的地球能产生圆弧形的影子？（预设：球形） 4.学生实验，手电筒模拟太阳光，乒乓球模拟地球，白色平板模拟月球表面。 5.小组活动，合作实验。演示汇报。 生（观察后）：老师，正方形的泡沫块的影子边缘是直的或有棱角的，球形的影子边缘是弧形的！和我们观察到的月食一致！ 师：没错！这说明什么？ 生：是球形天体遮挡了太阳光。 师：能够遮挡太阳光离月球最近的天体应该是谁呢？ 生：是地球。 师：所以可以推想出地球的形状是…… 生：是球形的。 实践证据：麦哲伦环球航海 1.导语：人们根据生活现象找到了地球是球形的证据，但是还是有很多人不接受这个观点。只有不断寻求证据，才能得到大家的认可。 2.不走出地球，古人还是找到了地球是球形的有力证据。（预设：引入麦哲伦环球航海图，观看视频。） 3.如果地球是球形，那么沿着一个方向走，绕地球一周就能回到原点。出示航海图，学生利用地图“环球”一周。 师：那能不能想办法让小船像麦哲伦航海的船一样回到起点呢？ 生上前操作，卷起地图纸筒。 师：你可真聪明，卷起来就可以形成一个圆柱，这能说明地球是球体吗？ 生：不一定，也可能是圆柱体。 师：没错，但环球航行却证明了地球不是一个平面。这就是“环球航行”的意义！它用实践证明了地球的形状。 （五）进一步实践证据 师：即便如此，还有很多古人对地球是个球体抱有怀疑的态度，但随着科技的进步，人类的卫星、太空望远镜、空间站都已经可以从外太空真实地观看地球的整体形状了。我们通过卫星或空间站传来的照片真正看到地球是一颗蔚蓝的球体，这也是航天时代带给我们的真实证据。 观察现代科技拍摄地球图片进行验证。 以“天圆地方”猜想为载体，引导学生理解古人基于直观观察（如穹顶状天空、平面化大地）建立假说的逻辑起点，通过“观察能否直接推导结论”的认知冲突，激发质疑意识。借助“现象-猜想-证据”的思辨链条，帮助学生体会科学探究需超越表象观察、寻求多元验证的思维方法，既还原古人朴素认知的形成过程，又渗透“经验需理性批判”的科学态度，为后续对比不同假说的演进奠定思辨基础。 通过模拟帆船实验还原古人“以现象推本质”的探究逻辑，借助篮球与桌面对比实验，直观呈现“先见桅杆”的球面特性，引导学生从观察现象（帆船渐现）关联地球表面弧度问题，体验“观察-推理-实证”的科学思维过程，破除经验主义认知，强化“现象需实验验证”的实证意识。 借助月食现象模拟实验，引导学生通过观察地球投影的圆弧形变化（乒乓球投影与平面物体的对比），理解“影子形状反映地球形态”的科学推理逻辑，从天文现象反推地球形状，体会古人“以天证地”的思维智慧。通过多角度实证（帆船实验与月食实验互补），培养证据链意识与逻辑迁移能力，渗透科学结论需多重验证的严谨态度。 以麦哲伦航海为实践证据，通过模拟环球航行路线，引导学生理解科学结论需实证检验的逻辑，体会“可重复验证”的科学精神，破除“眼见为实”的思维定式，强化“实践是检验真理标准”的科学史观。 随着科技的进步，人类的卫星、太空望远镜、空间站都已经可以从外太空真实地观看地球的整体形状了。我们通过卫星或空间站传来的照片真正看到地球是一颗蔚蓝的球体，这也是航天时代带给我们的真实证据。
三、反思与评价 1.学生反馈交流：你能用模拟实验观察到的现象，来说服“天圆地方”说的古人吗？哪些信息证明地球是球形的？ 引导学生用模拟实验现象（如帆船渐现、月食圆弧影）等证据反驳“天圆地方”，培养基于实证的逻辑论证能力。
四、应用与迁移 思考：地球是一个正球体吗？ 通过质疑地球是否为完美球体，引导学生批判性思考科学结论的精确性，借助卫星影像或重力数据探究地球椭球特征，理解科学认知随技术发展的动态修正过程。
五、板书设计 地球的形状 肉眼观察 　→ 　大航海时代 　 → 　航天时代 　　　天圆地方 　　麦哲伦环球航海 　　卫星 　　　海上帆船 　　　　太空望远镜 　　　月食现象 　　　　空间站 以科技发展时间轴的形式呈现人类认知地球形状的三重进阶：从依赖肉眼观察（天圆地方假说、帆船现象、月食圆弧影）到航海实证（麦哲伦环球），再到航天技术突破（卫星影像、空间站全景），凸显科学认知从表象推测到技术验证的螺旋上升过程，既体现“证据链”的累积性与阶段性，又强调技术革新对突破认知边界的驱动作用，引导学生建构“科学是动态发展的实践体系”这一核心观念。

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