4.5 北极星“不动”的秘密 教学设计1

1教学目标
[科学概念]：
1.知道天空中的星星围绕北极星顺时针运动，北极星相对“不动”，是因为地球自转的结果。
2.地球绕地轴自西向东逆时针自转，地轴始终倾斜着指向北极星。
[过程与方法]：
1．做模拟实验研究北极星不动的秘密。
2．能根据已知“北极星相对不动”等事实证据，推测地球绕地轴自转，而且地轴始终是倾斜的。
[情感、态度与价值观]：
1．能主动和小组同学合作探究北极星“不动”的秘密。
2．体会到多角度、多方面收集证据，有助于更好地解释现象。
2学情分析
五年级的小学生对地球的相关知识已经有了初步的认识，并且在本单元的前几课中已经认识了地球及其运动的特点。本课是前几课的延伸，本课以学生经验中已有的对地球运动的认识，让学生们在模拟实验中获取知识，体会到多角度、多方面收集证据，有助于更好地解释现象。
3重点难点
【教学重点】：
1、地球绕地轴自西向东逆时针自转，地轴始终倾斜着指向北极星。
2、探索北极星看上去“不动”的原因。
【教学难点】：探索北极星看上去“不动”的原因。
【措施】：1、白板辅助教学，拖动北极星与自转地球的位置，以此突破本课难点。
2、通过3个逐步递进的模拟实验来验证我们的猜测，以此突破本课的重点。
3、借助“微课”辅助教学。
4教学过程
4.1 第一学时
教学活动
活动1【导入】一、情境创设，导入新知
1．（出示视频资料）在古代，指南针还没发明之前，人们如果在夜晚的大海中迷失了方向，他们是靠什么来辨别方向的呢？（北极星）
天上有这么多的星星，为什么人们偏偏以北极星来辨别方向呢？那你知道北极星在什么方向吗，用手指一指。
2．这是老师为大家展示的真实的北天星空，你能找出星空中的北极星吗？ （PPT出示北天星空,投射在天花板上）
3．我们怎样才能找到北极星呢？（微课介绍通过北斗七星找到北极星的方法。）
4．我们再来找找天花板上星空中的北极星。
5．（天花板出示北天星空运动的视频）让我们来看看在地球上，我们看到的星空中星星是怎样运动的？你发现了什么？（北极星不动，其他的星体都在围绕着北极星在做圆周运动。）
6．想一想，星空中的星星实际上在转动吗？那为什么看上去在转动？是什么原因造成的？（地球自转造成的。）
7．（出示正在自转的地球视频）这是自转的地球，你们发现，地球自转的过程中有什么特点吗？
8.教师补充：地球的地轴是一根假想的轴，并不是真实存在的。
【设计意图: 首先出示北极星在古代具有指路的作用，再通过投射在天花板上模拟的北天星空，让同学们找出星空中的北极星。通过北天星空的运动视频发现地球自传造成的星体的运动，以及北极星看上去不动的现象，引出课题。并且在此环节中引申地轴概念，为教学埋下伏笔。在此教师指出，地球的地轴不是真实存在的，体现科学的严谨性。】
活动2【活动】二、引出课题，猜测成因
1．北极星看上去不动，科学家们也发现了这个现象。于是，科学家对着地球的北极星空长时间的拍摄，得到了这张照片是星星们在这段时间内运行的轨迹。你发现了什么？
猜一猜，中间不动的星星是哪颗星？
2．所有的星星看上去都在运动，而中间的北极星为什么看着不动，这到底是什么原因呢？今天就让我们一同来探索北极星“不动”的秘密。
3．想一想，为什么会出现这种现象？北极星不动的秘密究竟在哪里？（白板操作）
①摆一摆北极星与自转的地球之间的位置关系。想一想，北极星在地球的什么位置时，地球自转时，我们在地球上看到的北极星是不动的？
②学生白板拖动北极星的位置。
③你这样摆的原因？
④看着图，想一想，地球自转时，在地球上的我们看到的北极星不动的秘密究竟在哪里？
【设计意图：我们刚才发现的现象科学家们也发现了，让同学们通过白板摆放北极星与地球的位置关系，联系地球的自转，进而猜测北极星不动的秘密。让同学们在摆放的过程中意识到北极星不动的秘密可能与3个因素有关：①地球绕地轴自转。②地轴倾斜，方向不变。③北极星在地轴北向延长线上。以上只是我们的猜测，要用模拟实验来进行验证，由此引入下节模拟实验环节。】
活动3【练习】三、模拟实验，验证猜测
刚才只是我们的猜测，接下来，让我们用一些模拟实验来验证我们的猜测究竟对不对。
模拟实验一：陀螺游戏。
①玩一玩陀螺，你发现了什么？
②思考：旋转的陀螺模拟了什么，陀螺的轴心模拟了什么？
③这个实验说明了什么？
④想一想，如果我们的地球的地轴也像陀螺的轴心可以随意转动的话，会怎样？还会看到北极星不动的现象吗？
【设计意图：通过玩陀螺的游戏，让学生们意识到陀螺是沿着轴心在转动的，由此意识到地球是绕着地轴自转的这一概念。通过最后的想一想问题，引出地球的地轴是固定不动的，否则我们将看不到北极星不动这一现象。】
模拟实验二：伞游戏
①游戏说明：（微课介绍游戏说明）
一个同学轻轻将伞向上撑开，手握伞柄将伞举高，伞保持不动。小组其他同学站在伞下。伞的中心点模拟北极星，伞上的花纹模拟星空中的其它星星。
撑伞同学人不动、伞不动，小组其他同学眼光直对着北极星不变，余光观察北极星周围的星星，慢慢的在原地多转几圈。试一试，你看到了什么？
②试一试，学生实验。
③想一想：为什么我们看到的北极星不动？
④思考“伞”模拟了什么？“旋转的我们”模拟了什么？
⑤想一想，这个实验说明了什么？
【设计意图：通过伞模拟实验，让学生们在玩伞游戏的过程中，发现此实验中模拟的北极星看上去始终不动，而周围的星体都在围绕北极星转动这一现象，由此引出学生的思考：为什么我们看到的北极星是不动的？由此意识到地球绕地轴在自转时，地球的地轴是始终正对着北极星的。】
模拟实验三：“地球模型”游戏
游戏说明：
用地球模型来模拟地球，一个同学点亮镭射笔（镭射笔的光点处即为北极星所在的位置），另一个同学模拟地球自转。小组同学一起想一想，怎样才能让地球自转的同时，在地球上的我们看见的“北极星”是不动的。
②试一试，学生实验。
③你们是怎样做的？上台给大家演示一下。
④你们为什么要这样摆？
⑤想一想，这自行车的钢条模拟了什么？
⑥想一想，这个实验说明了什么？
【设计意图：通过“地球模型”游戏，让同学们摆放地球模型与天花板上北极星的位置关系，使地球在自转的同时地球模型上镭射笔照射的北极星位置不动。由此让学生们意识到地球在绕地轴自转时，不仅地球的地轴是始终对着北极星的，而且地球的地轴实际上是倾斜着指向北极星的。由这3个模拟实验最终验证了我们最初的猜测。北极星不动的秘密与3个因素有关：①地球绕地轴自转。②地轴倾斜，方向不变。③北极星在地轴北向延长线上。此3个模拟实验环环相扣，步步深入，由此解开事实的真相。】
活动4【活动】四、北极星一年四季保持不动
人们发现，不仅一天中北极星基本不动，而且一年四季中北极星也似乎不动，这又说明了什么？
【设计意图：在此环节中渗透地球自转的同时也在公转，并且在公转的过程中地轴始终倾斜着指向北极星。】
活动5【测试】五、小结北极星不动的秘密。
1．通过刚才一系列的探究活动，让我们现在来小结北极星不动的秘密。
（白板出示北极星与地球的位置关系。）这是我们刚才对北极星不动的秘密的猜测，我们的猜测正确吗？（1）地球绕地轴自转。
（2）地轴倾斜，方向不变。
（3）北极星在地轴北向延长线上。
2．那么，谁来说说北极星不动的秘密？（原来，地球是围绕一个假想的地轴在转动，北极星处在地轴的北向延长线上。地球转动时，地轴始终倾斜着指向北极星，因此北极星不动。）
【设计意图：本环节是本课的小结环节，学生们在经历了猜测和模拟实验验证的环节后，最终系统的得出北极星不动的秘密。】
活动6【测试】六、巩固与延伸
1、（出示图片）科学家们在地球的南极也拍到了类似的图片。你看到了些什么？中间看上去不动的星星是什么星？
2、出示地球自转视频，猜一猜，这颗星星可能在在地球的什么位置，才能使地球南极看到的这颗星星是不动的？（学生白板上移动这颗星星与地球的位置）
3、你能给这颗星星取个名字吗？
4、想一想，地球南半球上的人能看到北极星吗？
5、北极星是否真的不动？ （视频播放）
（一万2千年前，织女星是当时的北极星；五千年前，恒星天龙座α是当时的北极星；数千年之后又会有另一颗恒星取代我们现在的北极星。）
我们发现，在漫长的历史长河中，北极星其实是动的，但是对于一个人来说，北极星是不动的，所以本课的题目上加了引号。
【设计意图：本环节的前半部分主要考察了同学们对本课知识的掌握程度。后半部分通过视频介绍，让同学们认识到原来在漫长的历史长河中，北极星其实是动的，只是对于我们个人来说，北极星是不动的。因此本课的课题为《北极星“不动”的秘密》，在不动上加了引号，体现科学学科的严谨性。】