资源简介

3.2《昼夜交替的解释》教学设计
一、教材分析
本课是单元第二课时，承接《利用地球模型来研究》的模型探究方法，聚焦昼夜交替现象的成因，是地球自转核心探究课。教材从日常昼夜交替现象切入，梳理人类历史上四种昼夜成因假说，引导学生通过模拟实验逐一验证、排除错误猜想。
课程新增科学史拓展内容，对比托勒密“地心说”与哥白尼“日心说”，帮助学生建立科学发展观。通过实验验证，最终得出地球自转形成昼夜交替的科学结论，培养学生证据推理、实证探究的核心素养，为后续地球自转方向、黎明早晚差异的学习奠定实验基础。
二、学情分析
六年级学生每天经历昼夜交替，能够直观感知昼夜循环现象，但普遍存在认知误区，大多认为太阳绕地球转动形成昼夜。学生能够大胆提出猜想，但缺乏实证意识，无法自主验证猜想对错。
学生乐于动手模拟实验，但容易混淆地球自转、公转的运动方式，实验操作规范性不足，难以通过实验现象精准推理科学结论。同时对地心说、日心说的科学发展史完全不了解，需要教师结合课件分步引导，帮助学生建立“实验证据大于主观猜想”的科学思维。
三、四维核心素养教学目标（2022新课标）
科学观念：了解四种昼夜交替成因假说；知道地球不透明、自西向东自转是昼夜交替的真正成因；区分地心说和日心说的核心观点，了解人类认知地球运动的发展历程。
科学思维：能通过模拟实验现象作为实证，对比分析四种假说的合理性，排除错误猜想；能辩证看待人类对地球运动的认知发展过程。
探究实践：规范完成手电筒、地球仪模拟实验，观察、记录、对比实验现象，自主归纳昼夜交替的形成原理，熟练运用模型法开展科学探究。
态度责任：尊重实验证据，摒弃主观臆断；体会科学探究的严谨性与长期性，学习科学家坚持不懈的探究精神。
四、教学重难点
教学重点：通过模拟实验验证假说，得出地球自转形成昼夜交替的科学结论；掌握昼夜交替的形成原理。
教学难点：通过实验证据区分四种假说的差异，理解多种假说均可模拟昼夜交替，但真实成因是地球自转。
五、教学准备
教具：标准地球仪、强光手电筒、四种假说示意图、地心说与日心说对比课件、实验记录单模板
学具：分组地球仪、手电筒、实验记录单、科学笔记本
多媒体：3.2《昼夜交替的解释》完整PPT、昼夜交替模拟动画、科学史科普视频
六、详细教学过程（匹配课件逐页设计）
环节一：聚焦导入，设问激趣（4分钟）
1. 情境导入：课件播放昼夜交替实景视频，展示白天、黑夜交替变换的自然现象。
2. 核心提问：同学们，太阳每天东升西落，白天黑夜不断循环，这种现象叫做什么？昼夜交替是怎么形成的？是太阳在运动，还是地球在运动？
3. 学生自由发言猜想，教师梳理疑问，板书课题：《昼夜交替的解释》，引出本课实验探究任务。
环节二：梳理假说，大胆猜想（6分钟）
1. 教师讲解：自古以来，人类一直在探究昼夜交替的成因，诞生了四种主流假说，课件逐一展示并讲解：
假说1：地球不动，太阳围绕地球转动；
假说2：太阳不动，地球围绕太阳公转（不自转）；
假说3：地球自转，同时围绕太阳公转；
假说4：太阳不动，地球自身不停自转。
2. 引导思考：这四种假说都能形成昼夜交替吗？我们需要通过模拟实验验证真假。
环节三：模拟实验，验证猜想（20分钟）
1. 实验准备：明确实验器材用途，手电筒模拟太阳（固定不动），地球仪模拟地球，光照区域为白天，背光区域为黑夜。
2. 分组实验，分步操作，记录现象：
实验1：固定地球仪不动，移动手电筒绕地球仪旋转。现象：短暂出现昼夜变化，但无法实现24小时持续循环，不符合真实自然规律。
实验2：固定手电筒，地球仪仅绕光源公转、不自转。现象：地球同一区域永久朝向或背向太阳，无昼夜交替。
实验3：固定手电筒，地球仪同时自转+公转。现象：可形成昼夜交替，但并非昼夜交替的核心成因。
实验4：固定手电筒，地球仪自西向东自转。现象：地球同一位置轮流被光照、背光，形成稳定、持续的24小时昼夜循环，贴合真实现象。
3. 小组同步填写实验记录单，标注每种假说的实验现象与合理性。
环节四：汇总证据，得出结论（6分钟）
1. 各小组依次汇报实验结果，课件汇总所有实验现象。
2. 师生总结：四种假说均能模拟出短暂昼夜交替现象，但只有地球自西向东自转能形成稳定、持续、24小时循环的昼夜交替，符合真实自然规律。
3. 概念区分：自转是地球绕自身地轴旋转，公转是地球绕太阳旋转。
环节五：研讨交流，深化理解（6分钟）
研讨1：如何判断模拟实验中出现了昼夜交替现象？
答：地球仪上的固定标记点，能够反复出现光亮、黑暗的交替变化，即为昼夜交替现象。
研讨2：科学家最终如何解释昼夜交替现象？
答：地球本身不透明、不发光，太阳只能照亮地球一半；地球不停自西向东自转，周期24小时，使同一地点轮流朝向、背向太阳，形成昼夜交替。
环节六：拓展科学史，延伸认知（2分钟）
课件对比展示地心说和日心说核心观点：托勒密地心说认为地球是宇宙中心、静止不动，日月星辰绕地球转动；哥白尼日心说认为太阳是宇宙中心，地球自转且绕太阳公转。引导学生了解科学认知是不断验证、不断完善的过程。
环节七：课堂小结（1分钟）
通过四组模拟实验验证假说，排除错误猜想，明确地球自西向东自转、周期24小时，是昼夜交替现象的真正成因，了解了人类探究地球运动的科学发展史。
七、板书设计
3.2 昼夜交替的解释
1. 四种昼夜成因假说（实验验证）
地球不动太阳转、地球只公转、地球自转+公转、地球自转
2. 核心结论：地球自西向东自转（24小时/圈）形成昼夜交替
3. 科学史：地心说（地球中心）→日心说（太阳中心）
八、分层作业（附标准答案）
选择题（5道）
地球昼夜交替的真正成因是（C）A.太阳绕地球转 B.地球单纯公转 C.地球自转
地球自转一周的时间是（B）A.12小时 B.24小时 C.一年
仅地球公转不自转，地球上会出现的现象是（A）A.无昼夜交替 B.昼夜快速循环 C.昼夜12小时交替
模拟实验中，手电筒模拟的是（B）A.地球 B.太阳 C.月球
提出“日心说”的科学家是（C）A.托勒密 B.牛顿 C.哥白尼
填空题（5道）
白天和黑夜循环变换的现象叫做昼夜交替。
地球绕自身地轴的运动叫做自转。
地球自转一周的时间约为24小时（一天）。
地心说的提出者是托勒密，日心说的提出者是哥白尼。
地球不透明、不发光，是形成昼夜现象的基础条件。
开放性拓展题
简单说明：为什么“太阳绕地球转动”的说法是不科学的？
参考答案：模拟实验证明，太阳绕地球转动无法形成稳定的24小时昼夜循环，不符合真实自然现象；真实原理是地球自西向东自转，太阳相对静止。
九、教学反思
本课通过分组模拟实验开展探究，学生能直观区分四种假说的差异，自主推导昼夜交替的成因，动手探究积极性较高。但部分学生实验操作不规范，混淆自转和公转的运动方式，对科学史内容理解浅显。后续教学可增加动作示范，强化自转、公转的区分，同时补充科学探究故事，加深学生对科学发展历程的理解。(共19张PPT)
教科版六年级上册
《地球运动》
提出和聚焦问题
昼夜交替是怎样形成的？
是太阳自东向西地运动，还是地球在运动？
我们每天看到的天亮
天黑、和地球有什么
关系？
关于昼夜交替现象成因的假说
自古以来，人们一直试图对昼夜
交替现象的成因给出合理的解释
我们也可以大胆地提出自己的假说，用简单的示意图和文字进行表达。
1. 假说 1：地球不动，太阳围着地球转
2. 假说 2：太阳不动，地球围着太阳转
3. 假说 3：地球自转
4. 假说 4：地球围着太阳转，同时地球自转
关于昼夜交替现象成因的假说
古人对昼夜交替的猜测（科普视频）
随着太阳东升西落，我们迎来一个个白天和夜晚，看到周而复始
交替现象。那么，昼夜交替现象是怎样产生的？
模拟昼夜交替现象实验
根据我们的假说，能在地球
模型上模拟出昼夜交替吗 ？
实验材料
实验材料：手电筒（模拟太阳）、地球仪（模拟地球）
模拟昼夜交替现象实验
模拟昼夜交替现象实验 （实验视频）
模拟昼夜交替现象实验
按 4 种假说分别操作模拟：
假说①：地球不动，太阳围着地球转
固定地球仪，拿着手电筒绕地球仪
慢慢转动，观察标记点，会出现明
暗变化（昼夜交替）。
假说②：太阳不动，
地球围着太阳转
手电筒固定不动，拿着地球仪
绕手电筒公转，不转动地球仪
本身。
假说③：地球自转
手电筒固定，手持地球
仪原地自西向东转动，
观察标记点，明暗交替，
出现昼夜。
假说④：地球围着太阳转，同时地球自转
手电筒固定，地球仪一边绕手电筒公转，
一边自西向东自转，标记点会轮流被光
照到，出现昼夜交替。
模拟昼夜交替现象实验
利用自制的地球模型同样可以做昼夜交替的模拟实验
我们可以在模型上
做标志线，以便于
观察昼夜覆盖的范围。
交流我们的假说和模拟实验的结果
1. 地球不动，太阳围着地球转
能出现昼夜交替现象
实验结论
2. 太阳不动，地球围着太阳转
不能出现昼夜交替现象
3. 太阳不动，地球自转
能出现昼夜交替现象
4. 地球围着太阳转，同时地球自转
能出现昼夜交替现象（符合真实情况）
这 4 个假说里，
假说 1、3、4*都可以模拟出
昼夜交替；
现实世界中，真实原因是
假说 4：地球一边绕太阳公转，
一边绕地轴自转。
科学实践：探究昼夜交替现象的奥秘
白天与黑夜
指一指：地球上哪些地方是白天？哪些是黑夜？
黑夜
背着太阳光的一面
白天
被太阳光照亮的地方
根据模拟实验结果，我们的假说能成立吗？
部分假说在模拟实验中可以成立，
只要能观察到模型上同一地点出
现明暗交替，这个假说就
可以暂时成立。
怎样判断模型上是否出现了昼夜交替现象？
判断方法：观察模型上的同一个标记点，这个点一会儿被照亮（白天），一会儿处于阴影中（黑夜），不断重复交替，
就说明出现了昼夜交替现象。
怎样判断模型上是否出现了昼夜交替现象？
假说①：地球不动，太阳围着地球转
固定地球仪，拿着手电筒绕地球仪
慢慢转动，观察标记点，会出现明
暗变化（昼夜交替）。
假说②：太阳不动，
地球围着太阳转
手电筒固定不动，拿着地球仪
绕手电筒公转，不转动地球仪
本身。
假说③：地球自转
手电筒固定，手持地球
仪原地自西向东转动，
观察标记点，明暗交替，
出现昼夜。
假说④：地球围着太阳转，同时地球自转
手电筒固定，地球仪一边绕手电筒公转，
一边自西向东自转，标记点会轮流被光
照到，出现昼夜交替。
不同点：地球和太阳的运动状态不一样，谁在动、怎么转动的假设不同。
现在，科学家们是怎样解释昼夜交替现象的？
昼夜交替是因为地球围绕地轴不停自转。地球本身不发光、不透明，太阳光只能照亮地球的一半。地球自转时，地球上的某一地点，会不断交替进入被太阳照亮的区域（白昼）和背光的阴影区域（黑夜），就形成了昼夜交替。
地心说和日心说
在人类认识地球运动的历史中，“地心说”
和 “日心说” 是两种代表性的学说。查
阅资料，了解这段科学史，和同学交流一
下：“日心说” 为什么可以取代 地心说？
为什么 “日心说”取代 “地心说” 的过
程如此漫长和艰难？
地心说和日心说
板书设计
昼 夜 交 替 的 解 释
1. 三种假说
①地不动，太阳绕地转（地心说）
②太阳不动，地球绕日公转
③地球公转 + 自转（科学事实）
2. 模拟实验：手电筒 = 太阳 地球仪 = 地球
3. 真实成因：地球自西向东自转
4. 科学史：地心说（托勒密）、日心说（哥白尼）
布置作业
我们能否用地球
仪来模拟昼夜交
替现象呢？

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