青岛版（六三制2017秋）科学六年级上册第四单元《自转与公转》大单元整体教学设计

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基本信息
学科 小学科学 版本 青岛版·六三制
年级 六年级上册
单元名称 第4单元《自转与公转》
单元主题 宇宙中的律动——探索地球的自转与公转
课时安排 5课时
一、单元主题
宇宙中的律动——探索地球的自转与公转
围绕地球自转与公转的运动规律及其引发的自然现象（昼夜交替、四季更替、影长变化等），引导学生理解地球在宇宙中的运动方式及其对人类生活的影响。
二、单元大情景
“地球运动观测站”科研任务
学生化身“小小天文学家”，加入校园“地球运动观测站”，完成四项核心任务：
1.任务一：昼夜侦探（对应第1课《白天与黑夜》）——探究地球自转与昼夜交替的关系。
2.任务二：四季解码员（对应第2课《四季更替》）——揭秘地球公转与四季成因。
3.任务三：影子测量师（对应第3课《影长与季节》）——记录正午影长变化，分析季节规律。
4.任务四：宇宙剧场导演（对应第4课《月球、地球和太阳的相对运动》）——模拟三球运动，解释月相与日月食。
最终形成《地球运动科学报告》，举办“宇宙律动博览会”展示成果。。
三、课程标准分析
核心概念 9.宇宙中的地球
学习内容 9.2地球绕地轴自转 9.3地球围绕太阳公转
学段目标 （5-6年级） ①知道地球自转轴、自转周期和方向，理解昼夜交替与自转的关系； ②知道地球公转周期和方向，理解四季成因； ③能通过模拟实验和长期观测收集证据，归纳自然现象规律。
四、单元教材分析
本单元由《白天与黑夜》《四季更替》《影长与季节》和《月球、地球和太阳的相对运动》四课组成，围绕地球的自转与公转运动展开，引导学生探究相关自然现象及其规律。
《白天与黑夜》核心内容为通过模拟实验（如地球仪与手电筒）探究地球自转引起的昼夜交替现象与。其关键知识点为：①地球自转方向为自西向东，周期约24小时；②地轴始终指向北极星附近，傅科摆实验证明地球自转；③昼夜交替成因（太阳只能照亮地球一半，被照到为白天，未被照到为黑夜）。
《四季更替》核心内容为通过三球仪模拟实验探究地球公转引起的四季变化规律。其关键知识点为：①地球公转方向自西向东，周期一年，轨道为椭圆形（近日点1月初，远日点7月初）；②地轴倾斜且方向不变，导致太阳直射点在南北回归线间移动（夏至直射北回归线，冬至直射南回归线）；③四季成因：正午太阳高度角与日照时间变化（夏季高度角大、日照长，冬季反之）。
《影长与季节》核心内容为探究太阳高度角与季节的关系及其对物体影长的影响。其关键知识点为：①正午太阳高度角最大时影长最短，早晚斜射时影长较长；②圭表的使用原理：通过测量正午表影长度确定季节（如“冬至影最长，夏至影最短”）；③数据归纳：分析一年中同一物体正午影长变化规律。
《月球、地球和太阳的相对运动》核心内容为探究地月日相对运动引起的月相变化及日月食现象。其关键知识点为：①月球绕地球公转周期约一个月，方向自西向东；②月相成因：日地月位置关系变化（如新月、上弦月、满月、下弦月）；③日月食条件：三者成一直线（日食：月球挡太阳；月食：地球挡太阳光）。
四课以地球运动为核心，形成递进式知识链条：
1.基础运动分析：
（1）《白天与黑夜》聚焦地球自转（短周期现象：昼夜）。
（2）《四季更替》聚焦地球公转（长周期现象：四季）。
2.现象深化应用：
《影长与季节》是《四季更替》的延伸，将公转引起的太阳高度角变化转化为可观测的影长规律，体现科学测量与古智慧（圭表）。
3.系统综合拓展：
1《月球、地球和太阳的相对运动》整合自转与公转，引入月球公转，解释更复杂的天文现象（月相、日月食），构建地月日系统模型。
总结：本单元通过渐进式探究，将抽象的天体运动转化为可观测的自然现象（昼夜、四季、影长、月相），培养学生模型建构与推理能力，同时渗透古人智慧（如日晷、圭表）与现代科学思维的融合。
五、教学目标
科学观念 1. 知道地球自转和公转的方向、周期及地理意义；
2. 理解昼夜交替、四季更替、影长变化与地球运动的关系。
科学思维 1. 通过模型建构（如三球仪）推理地球运动规律；
2. 用数据分析（影长记录）归纳季节变化特征。
探究实践 1. 设计并操作模拟实验验证昼夜和四季成因；
2. 用工具（量角器、刻度尺）测量影长，绘制变化图表。
态度责任 1. 培养长期观测的科学态度；
2. 认识古天文智慧（如圭表测影），增强文化自信。
六、学情分析
1.认知基础：学生已掌握《太阳与影子》单元中“影子变化规律”，但对地球运动的空间想象较薄弱。
2.学习难点：
（1）抽象概念：地球公转轨道面与地轴倾斜的关系。
（2）空间思维：三球相对运动（日食、月食的形成）。
3.兴趣点：动手操作模型（如三球仪）、角色扮演（“天文学家”）。
七、活动设置
（一）活动1：昼夜交替探秘（对应第1课）
1.主题：地球自转与昼夜交替
2.目标：通过模拟实验理解昼夜成因，认识时区差异。
3.达成方式：
（1）实验：地球仪+手电筒模拟自转，标记“晨昏线”；
（2）跨学科融合：数学（计算时差）、地理（世界时区图）。
（二）活动2：四季轮回解密（对应第2课）
1.主题：地球公转与四季成因
2.目标：通过公转模型分析太阳直射点移动与季节关系。
3.达成方式：
（1）模型制作：用三球仪演示地球公转，测量不同位置光照角度；
（2）文化链接：结合“二十四节气”分析农事活动与季节关联。
（三）活动3：影长变化追踪（对应第3课）
1.主题：正午影长与季节的关系
2.目标：通过长期观测归纳影长变化规律。
3.达成方式：
（1）实践观测：连续3个月测量校园标杆正午影长；
（2）数据分析：绘制“影长-日期”折线图，对比季节变化。
（四）活动4：宇宙剧场（对应第4课）
1.主题：三球相对运动与月相变化
2.目标：模拟月球公转解释月相及日月食成因。
3.达成方式：
（1）动态演示：三球仪模拟月相变化（新月→满月）；
（2）创意表达：小组编排“日月食情景剧”解释成因。
八、教学方法
1.任务驱动法：以“地球运动观测站”任务为主线，分解为子任务推进。
2.模型建构法：
（1）简易版：乒乓球+吸管制作地月系模型；
（2）进阶版：三球仪动态演示公转与自转。
3.跨学科融合：
（1）数学：计算时差、绘制影长统计图；
（2）语文：撰写观测日记，描述月相变化。
九、学习方法
1.小组合作学习：4人小组分工（记录员、操作员、汇报员、监督员）。
2.长期观察记录：使用《地球运动观测手册》记录数据。
3.批判性讨论：辩论“地心说vs日心说”，理解科学史发展。
十、评价策略
（一）单元总体评价策略
过程性评价（60%） 实验操作规范性、观测记录完整性、合作参与度。
终结性评价（40%） 《地球运动科学报告》+“宇宙律动博览会”展示
（二）分活动评价表
活动1：昼夜交替的奥秘（第1课）
实验操作规范 能完成地球仪模拟操作 规范操作并记录3组数据 精准控制变量（如地轴倾斜角度）
现象解释能力 说出昼夜变化与自转相关 用示意图解释昼夜交替原理 分析极昼/极夜现象与地轴倾斜的关系
合作探究 参与小组分工 主动分享观测发现 协调组员解决操作难点
活动2：四季成因探秘（第2课）
数据记录
完整性 记录2个季节的影长数据 完整记录四季正午影长变化 结合气温数据分析影长与季节关系
模型构建能力 识别地球公转轨道示意图 用三球仪模拟四季形成 自主设计对比实验验证地轴倾斜影响
科学推理 知道四季与公转有关 解释“同一时间南北半球季节相反” 论证24节气与公转位置的关联
活动3：影长变化的规律（第3课）
长期观测坚持性 完成3天正午影长记录 坚持2周规律观测 持续1个月并分析数据趋势
数据分析能力 比较单日影长变化 绘制一周影长折线图 归纳“夏至影最短，冬至影最长”规律
工具使用 正确操作圭表测量 调整圭表方向对准正北 创新改进影长测量方法
活动4：月相观测实践（第4课）
观察记录完整性 绘制3种月相形态 记录半个月的月相变化 完整呈现月相周期（29.5天）
成因解释 知道月相与月球公转有关 用月相模型演示朔望月变化 分析“上弦月”“下弦月”光照差异
文化关联 说出1个月相相关习俗 举例2种月相指导农事的案例 设计月相观测科普手册
十一、分层作业设计
活动1：昼夜探秘分层作业设计及评价标准
基础作业 绘制地球自转示意图 ★标注自转方向； ★★补充晨昏线； ★★★添加时区标注
提升作业 设计“时区旅行”计划表（北京→纽约） ★计算时差； ★★规划跨时区活动； ★★★分析时差对生活的影响
拓展作业 撰写《如果地球停止自转》微报告 ★描述现象变化； ★★推演环境影响； ★★★用科学原理论证可行性
活动2：四季解码分层作业设计及评价标准
基础作业 填写四季与直射点关系表 ★填对1项； ★★填对2项； ★★★补充南北半球差异
提升作业 制作“二十四节气”科学手账 ★列举3个节气； ★★关联农事活动； ★★★分析节气与公转位置关系
拓展作业 拍摄“季节变迁”主题科普短视频 ★展示自然现象； ★★解说科学原理； ★★★融入跨学科知识（诗词/农谚）
活动3：影长追踪分层作业设计及评价标准
基础作业 记录一周正午影长数据 ★记录3次； ★★绘制折线图； ★★★分析变化趋势
提升作业 对比青岛与海南冬至影长差异 ★描述差异； ★★用纬度解释； ★★★计算太阳高度角差异
拓展作业 设计“现代圭表”模型并测试 ★模型功能实现； ★★误差＜15%； ★★★加入智能读数装置
活动4：宇宙剧场分层作业设计及评价标准
基础作业 画出月相变化序列图 ★画出2种月相； ★★画出4种月相； ★★★标注农历日期
提升作业 用三球仪演示日食成因 ★演示过程； ★★口头解释原理； ★★★录制解说视频
拓展作业 撰写《月球基地如何应对月食》方案 ★提出1条措施； ★★多方案结合科学原理； ★★★评估方案可行性
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