4.5 北极星“不动”的秘密 教学设计2

1教学目标
科学概念
知道地球在绕地轴自转，地轴始终指向北极星。天空中的星星围绕北极星转动，北极星相对“不动”，是因为地球自转的结果。
过程与方法
猜想北极星“不动”现象产生的原因，并运用生活中的例子合理分析。模拟实验，体验北极星“不动”的秘密是否与逻辑猜想的结论相符。通过科教视频了解科学事实。
情感态度价值观
意识到对科学现象的解释需要得到证据的支持和从已知出发进行推测，寻找任何可能的答案。体会到多角度、多方面收集证据，有助于更好地揭示北极星“不动”的现象。主动和小组合作探究北极星“不动”的秘密。学会科学探究的方法。
2学情分析
五年级的学生积累了一定的生活经验，课外知识也比较丰富，思维活跃，对科学现象有着强烈的好奇心和探究欲，经过几年的科学学习，观察、分析、概括以及通过探究解决问题的能力也得到了提高，具备一定的科学素养。
地球与宇宙领域的科学知识是教材上学生新接触的知识领域，通过课前调查发现，虽然很多学生通过网络、电视、科普书籍等途径了解了一些关于地球与宇宙领域的知识，但比较片面，多数半知半解。对地球与宇宙的探究，学生有着浓厚的探究兴趣，将产生积极的学习行为，但五年级的学生抽象逻辑思维还不成熟，需要借助具体事物的形象思维帮助学生思考。基于学生的思维发展水平，教学设计中应化难为易，使抽象事物直观化、形象化。
3重点难点
【教学重点】
1．通过已有知识大胆猜测北极星“不动”，其他星星围绕北极星“旋转”这一现象产生的任何可能原因。2．设计模拟实验亲身体验这一现象。
4教学过程
4.1 第一学时
教学活动
活动1【导入】一、视频导入，引出探究问题
1.激趣提问
2.观看录像并仔细观察现象
下面播放的是科学家连续几个小时对着北极天空拍摄后得到的星星轨迹录像，仔细观察，你发现了什么？
3．揭示课题
想知道答案吗？这节课我们就来探究北极星“不动”的秘密。
（设计意图：出示生活中罕见的天文录像，出于好奇，学生观看时专心致志，观察细致，能发现其中的天文现象，同时也从中发现问题，学生的探究兴趣一触即发。）
活动2【活动】二、思维碰撞，提出多种猜想
1．提供材料，引导探究。
每个小组提供一个地球仪、一个乒乓球（代表北极星）
教师：请你大胆猜想，北极星“不动”的秘密是什么？小组讨论，并把你的猜想借助地球仪和乒乓球演示给小组内其他同学看。
2．学生思考、演示，组内交流讨论。
3．全班交流，梳理学生的猜想。
学生把小组的猜想向全班汇报，教师归纳相同（或相类似）小组的猜想，并适时把学生的猜想用贴图的方式展现的黑板上。
设计意图：独立思考是合作学习技能的重要组成。本环节中，教师先请学生独立思考，再把想法在小组内演示，合作交流，并求同存异，归纳成小组的猜想，既培养学生主动探究的科学态度，也培养小组合作学习的良好行为。）
活动3【活动】三、推理分析，举例证明猜想
1．分析每一种猜测是否合理。
这些猜想是否有道理呢？能不能举生活中类似的例子来证明自己的猜想呢？寻找证据支持自己的猜想，或反驳你不认同的猜想。
2．学生自由发言，辩论交流。
教师适当引导学生利用生活中同步运动、相对运动的例子对各种假说进行解释。如：
猜想一，地球自西向东自转，星星不动，北极星在地球北极点正上方。
学生可以借助旋转木马、公交车上，周围景物没动，看起来却向相反的方向运动来解释。
猜想二，地球自西向东自转，北极星不动（或自转），其他星星围绕北极星以相反方向旋转，或与地球同向、慢于地球自转速度围绕北极星旋转。
学生可以借助生活中事物举例：同样以车举例，两辆行驶的汽车，只要两辆车的行驶方向不同，或速度不同，坐在一辆车上就会看到另一辆车在运动。所以只要其他星不和地球同步转动，就能看到北极星不动，其他星围绕北极星旋转的现象。
①同样用公交车举例，在公交车上我们不动，看着车上的椅子也没动，实际上我们都跟着公交车同步动。
两辆车以相同速度相同方向行驶，坐在一辆车上看另一辆车，感觉车没动。
②我拿着东西向前走，东西和我一起在动，实际上我看到东西不动。
分析哪一种猜想的可能性最大？北极星处于地球北极点正上方位置。此环节是本课的重点环节，培养学生的空间想象能力和逻辑分析能力，以及归纳总结、交流、倾听的良好学习习惯。教师逐渐减少对学生的引导支持，让学生之间独立活动，通过辩论判断猜想的可能性，大大地活跃了学生的思维。同时此环节也是难点，因此需要教师控制好学生发言的有效性，在必要时需要给予学生一点点思维指引。）
活动4【活动】四、模拟实验，体验验证猜想
1．提出用模拟实验的方法体验、验证猜想。
教师：猜想是科学发现的前奏，我们已经迈出了精彩的一步，到底是不是这样的呢？想不想亲自感受一下？
现在到宇宙中去看显然不太现实，那么我们可以用其他物体替代星空和地球，设计一个模拟实验，亲自观察，能不能看到录像中的现象。
教师提供星空图、转椅。请学生思考以下问题：
怎样模拟星空？
怎样模拟地球自转？方向是怎样的？
“北极星”在“地球”的什么位置？
2．学生小组讨论设计实验方案，教师巡视指导。
全班交流实验设计方案，教师归纳小组的想法，并完善实验设计方案。
实验方案：一名同学坐在转椅上转动来模拟地球自西向东自转，小组其他同学举着星空图不动，北极星正对着转椅的正上方。
注意：人坐在转椅上，眼睛盯住北极星，余光观察周围星星。
3．学生分组进行模拟实验。
实验完毕，教师提问：通过刚才的模拟实验，你看到了怎样的现象？
学生汇报实验所看到的现象：
北极星看起来没有动
其他星星绕着北极星旋转
……
教师归纳：模拟人站在北极点观察星空，确实看到了录像中的现象。通过刚才的模拟实验，星星看起来在转动是什么原因引起的？
学生回答：地球自转。
师出示地轴的概念：地球自转始终围绕着一根假想的轴，称作地轴。
教师引导学生发现实验的不足：刚才我们模拟实验时，相当于人是站在地球上的北极点观察的，在北半球任何地方都能看到北极星“不动”的现象，我们还需要验证在北半球其他地方，是否也能看到录像中的现象。
4．进一步验证猜想：
（出示旋转木马图片）观察这两张图片，找找看，旋转木马和我们想要验证的猜想，有什么相似的地方？
学生回答，教师归纳：在北半球其他地方，就相当于是在旋转木马的马上，北极星相当于旋转木马中间柱子顶上的顶点。
教师：我们用顶点模拟北极星，周围的景物模拟其他星星，能看到什么现象？
学生：北极星不动，其他星星绕着北极星旋转。
通过学生熟悉的旋转木马与人站在北半球其他位置观察相联系，引导学生寻找相同点，进行对比、模拟分析，得出结论：在北半球其他地方，是否也能看到录像中的现象。
实验收获：
在北半球任何地方都能看到北极星“不动”，其他星围绕北极星“旋转”的现象。
（设计意图： 此环节也是本课的重点环节，旨在培养学生设计实验、操作实验的基本科学素养，让学生亲眼体验北极星“不动”的现象，进一步验证猜想。轮流操作使每位学生都成为实验探究活动的主人，真正体验到探究的快乐与成就感。教师在此环节中要帮助学生规范实验操作，避免由于操作失误导致实验失败。）
活动5【活动】五、观看录像，揭示科学事实
此环节旨在让学生更直观、更形象地体验科学事实，对自己通过逻辑推理、模拟实验验证的猜想得到科学证实充满成就感，充满对天文探索的浓厚兴趣，也能让学生的空间理解落实到实际画面上，有助于培养学生的空间想象能力。）
活动6【作业】六、拓展思维，寻找更多收获
一年四季北极星都不动吗？鼓励学生开展课外探究活动，也像天文学家一样，拍摄一年四季的北极星空，自己去寻找答案。
一年四季北极星都不动吗？鼓励学生开展课外探究活动，也像天文学家一样，拍摄一年四季的北极星空，自己去寻找答案。