教科版（2017秋）小学科学六年级上册第二单元《地球的运动》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 教科版
年级 六年级上册
单元名称 第2单元《地球的运动》
单元主题 探索地球的律动——解密自转与公转的奥秘
课时安排 8课时
一、单元主题
探索地球的律动——解密自转与公转的奥秘
二、单元大情景
"地球运动观测站"科考任务 学生化身“小小天文学家”，加入校园地球运动观测站，通过7项任务破解地球运动的规律及其对自然和生命的影响，最终举办“地球科学博览会”展示研究成果。 核心任务：
1.任务1：地球模型工程师（《我们的地球模型》）→ 构建地球空间模型。
2.任务2：昼夜解密员（《昼夜交替现象》）→ 验证自转导致昼夜交替。
3.任务3：科学史侦探（《人类认识地球运动的历史》）→ 梳理地心说→日心说演进。
4.任务4：时区破译者（《谁先迎来黎明》）→ 探究时差成因并绘制时区图。
5.任务5：影长追踪师（《影长的四季变化》）→ 记录四季正午影长规律。
6.任务6：四季成因分析师（《地球的公转与四季变化》）→ 模拟公转揭示四季奥秘。
7.任务7：生命节律观察家（《昼夜和四季变化对生物的影响》）→ 分析地球运动对生物的影响。
三、课程标准分析
核心概念 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
9.5 地球所处的宇宙环境
学段目标 （5-6年级） ①描述地球自转和公转的方向、周期；
②解释昼夜交替、四季成因与地球运动的关系；
③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
本单元包括《我们的地球模型》、《昼夜交替现象》、《人类认识地球运动的历史》、《谁先迎来黎明》、《影长的四季变化》、《地球的公转与四季变化》和《昼夜和四季变化对生物的影响》这7课内容。
《我们的地球模型》 引导学生通过制作地球模型（如球体模型、经纬线模型），认识地球的基本结构（地轴、两极、赤道），建立空间概念，为后续学习奠定基础。并尝试动手制作地球仪模型，标注地轴和经纬线，理解地球的自转轴特征。
《昼夜交替现象》探究昼夜交替的成因。通过模拟实验（手电筒照射地球仪），验证地球自转是昼夜交替的根本原因。对比“地球自转”与“太阳绕地球转”两种假说，通过实验观察影子变化规律。
《人类认识地球运动的历史》梳理科学史（托勒密“地心说” → 哥白尼“日心说”），通过傅科摆实验等证据，理解人类对地球运动的认知演进。角色辩论（地心说 vs 日心说），分析史料中的科学争议。
《谁先迎来黎明》探究地球自转导致的时间差异（时区）。通过时区图和国际日期变更线，解释“东早西晚”现象。计算不同城市的时差，绘制时区分布图。
《影长的四季变化》通过长期观测正午影长，发现影长随季节变化的规律（夏短冬长），为理解地球公转做铺垫。圭表实验记录四季影长数据，分析影长与太阳高度的关系。
《地球的公转与四季变化》揭示四季成因。通过三球仪模拟实验，说明地球公转时地轴倾斜导致太阳直射点移动，进而形成四季。对比“地轴倾斜”与“不倾斜”时地球仪的温度差异，验证四季与公转的关联。
《昼夜和四季变化对生物的影响》综合讨论地球运动对生物的影响（植物光合作用、动物迁徙、人类作息），渗透“人与自然和谐共生”理念。案例分析（大雁南飞、植物开花），设计“校园生物节律观察表”。
本单元以“地球运动”为核心，按“结构→现象→原理→应用”的认知链条递进：
1.基础层（第1课）：建立地球空间模型，为运动分析提供载体。
2.自转主线（第2-4课）：
（1）第2课探究昼夜现象（现象层）
（2）第3课提供科学史支撑（认知层）
（3）第4课延伸至时空影响（应用层）
3.公转主线（第5-6课）：
（1）第5课通过影长发现公转规律（现象层）
（2）第6课揭示四季成因（原理层）
（3）综合层（第7课）：整合自转与公转的影响，回归生命系统。
五、教学目标
科学观念 1. 知道地球自转（昼夜交替）和公转（四季变化）的规律；
2. 理解时区差异、生物节律与地球运动的关联。
科学思维 1. 通过模型建构推理地球运动规律；
2. 运用类比法（手电筒模拟太阳）解释抽象概念。
探究实践 1. 设计对比实验验证昼夜成因；
2. 长期观测记录影长变化，归纳四季规律。
态度责任 1. 感受科学史中求真精神；
2. 树立“人与自然和谐共生”的生态观。
六、学情分析
1.年龄特点：六年级学生抽象思维初具雏形，但对“地轴倾斜”“公转轨道”等空间概念仍需具象支撑。
2.认知基础：已知“地球是球体”“昼夜变化”，但对运动机制缺乏系统认知。
3.学习难点：理解地球公转时地轴倾斜不变；建立时区换算的空间思维。
七、活动设置
第1课 制作“地球仪” 构建地球空间模型 用泡沫球制作经纬线模型（美术+地理）
第2课 昼夜实验室 验证自转导致昼夜交替 手电筒+地球仪模拟实验，绘制光照图（数学：角度测量）
第3课 科学史辩论赛 分析地心说与日心说的演进 角色扮演（托勒密vs哥白尼），撰写观点报告（语文）
第4课 时区探秘 应用时区解决时间差异问题 计算国际航班到达时间（数学），制作世界时区转盘
第5课 圭表观测站 发现四季影长规律 连续1个月测量校园旗杆影长，绘制变化折线图（数学）
第6课 四季成因验证 探究公转与地轴倾斜的作用 三球仪模拟实验，对比“倾斜”与“不倾斜”温度差异
第7课 生物钟调查 分析昼夜四季对生物的影响 采访农民（节气耕作），设计校园植物节律观察表（生物）
八、教学方法
1.任务驱动法：以“地球运动观测站”任务卡推进（如“破解时区密码”）。
2.模型建构法：用三球仪动态模拟公转，直观展示地轴倾斜与四季关系。
3.跨学科融合：数学（时区计算）、地理（经纬线）、语文（科学史报告）。
九、学习方法
1.小组合作探究：4人小组分工操作实验、记录数据、分析结论。
2.长期观察记录：使用《地球运动观测手册》连续记录影长、日出时间。
3.批判性讨论：辩论“如果地球不自转会怎样？”，培养逻辑推理能力。.合作学习
十、评价策略
（一）单元总体评价策略
类型 内容 占比
过程性评价 实验记录单完整性、小组合作表现 60%
终结性评价 “地球科学博览会”成果展示（模型+报告） 40%
（二）分活动评价表
活动1：制作“地球仪”（对应第1课《我们的地球模型》）
模型准确性 标注赤道、两极位置基本正确 完整标注经纬线（误差≤10°） 添加地形轮廓（如大陆板块）并解释经纬线作用
空间认知 复述地球是球体 解释地轴倾斜（23.5°）与昼夜关系 用模型演示自转方向（自西向东）
合作创新 完成分配任务（如粘贴标签） 主动优化模型结构（如加固地轴） 设计可旋转动态模型并标注黄道面
活动2：昼夜实验室（对应第2课《昼夜交替现象》）
实验操作 完成手电筒照射地球仪实验 控制变量（如固定光源距离）记录晨昏线变化 设计对比实验验证“地球静止”假说的错误
现象解释 说出“地球自转导致昼夜交替” 用箭头图标注光照区与暗区转换路径 结合时差现象解释国际日期变更线原理
数据分析 记录1组昼夜分界线位置 绘制3组不同自转角度的晨昏线示意图 建立“自转速度-昼夜周期”数学模型（如T=24h）
活动3：科学史辩论赛（对应第3课《人类认识地球运动的历史》）
史料梳理 列举托勒密与哥白尼的核心观点 对比两种学说的证据差异 分析伽利略望远镜观测对日心说的支持作用
辩证思维 复述1个科学史争议案例 用思维导图梳理认知演进过程 撰写短评《科学争议如何推动真理发现》
表达创新 参与角色扮演发言1次 主导小组辩论并整合论点 制作“科学史时间轴”动态海报
活动4：时区探秘（对应第4课《谁先迎来黎明》）
计算应用 计算相邻时区时间差 求解跨时区航班到达时间（如巴黎→纽约） 设计“时区转换器”程序算法
模型构建 绘制简易时区分布图（标注5个城市） 制作可旋转时区盘（含24时区） 添加国际日期变更线并解释“丢失一天”现象
问题解决 解释“东早西晚”现象 分析时差对跨国会议的影响 提出“全球统一时间”利弊方案并论证可行性
活动5：圭表观测站（对应第5课《影长的四季变化》）
数据记录 连续1周记录正午影长 完成1个月影长数据采集（误差≤1cm） 整理全年数据并发现“夏至最短，冬至最长”规律
规律归纳 说出“夏季影短，冬季影长” 绘制影长-季节折线图并标注极值点 建立影长与太阳高度角公式（如L∝1/tanθ）
工具创新 使用标杆测量影长 改进圭表（如加装量角器测太阳高度） 设计自动记录影长的光电传感器装置
活动6：四季成因验证（对应第6课《地球的公转与四季变化》）
实验操作 用三球仪演示公转轨迹 对比“地轴倾斜”与“直立”时的温度差异 量化数据（如温差≥10℃）并分析能量分布
原理解释 复述“地轴倾斜导致四季” 用光照模型解释南北半球季节相反 论证黄赤交角变化对气候的影响（如冰期成因）
模型优化 按说明书组装三球仪 添加季节标签（春分/秋分等） 制作地轴倾角可调模型验证不同倾角下四季变化
活动7：生物钟调查（对应第7课《昼夜和四季变化对生物的影响》）
案例分析 列举1种生物节律（如植物开花） 对比昼夜/季节对2类生物的影响 建立“地球运动-生物适应”概念模型（含能量流动）
方案设计 记录校园植物三日生长变化 设计“人工光照调控花期”实验方案 提出城市灯光污染对生物节律的改进措施
社会责任 说出1条保护生物多样性的意义 撰写《节气农耕智慧》调查报告 组织“校园暗夜保护”倡议活动（减少光污染）
十一、作业设计
活动1：制作“地球仪”（第1课）
基础作业 标注地球仪上的赤道、两极、地轴 ★：标注位置基本正确
★★：标注完整+误差≤5°
★★★：补充经纬线作用说明
提升作业 测量北京与纽约的经度差并计算时差 ★：查资料得出经度差
★★：正确计算时差（小时）
★★★：分析航班飞行时间差
拓展作业 用水果（橙子）制作创意地球模型 ★：完成球形结构
★★：添加大陆轮廓（如亚欧板块）
★★★：演示地轴23.5°倾斜角
活动2：昼夜实验室（第2课）
基础作业 画出“地球不自转”时的昼夜分布图 ★：静态图有明暗分区
★★：标注晨昏线位置
★★★：对比自转/不自转光照范围差异
提升作业 设计实验验证“地轴倾斜不影响昼夜” ★：提出基础方案（如固定光源）
★★：列出材料清单（地球仪、量角器）
★★★：完整实验报告（含数据对比）
拓展作业 拍摄日升日落延时视频并配音解说 ★：提交15秒视频
★★：解说现象（如“太阳东升西落”）
★★★：用动画标注地球自转方向
活动3：科学史辩论赛（第3课）
基础作业 填写托勒密与哥白尼观点对比表 ★：列举各1项核心观点
★★：对比3项差异（如宇宙中心）
★★★：分析伽利略望远镜证据
提升作业 撰写《地心说被推翻的关键证据》短文（200字） ★：描述1个证据（如金星相位）
★★：逻辑清晰+科学术语
★★★：提出“科学争议推动进步”的论点
拓展作业 制作“科学史时间轴”电子海报 ★：包含5个里程碑事件
★★：图文结合+时间标注
★★★：添加AR扫码扩展视频
活动4：时区探秘（第4课）
基础作业 计算上海与伦敦的时差（8h） ★：写出“东加西减”原则
★★：正确计算结果
★★★：解释国际日期变更线原理
提升作业 设计“世界杯观赛时间表”（卡塔尔vs巴西） ★：列出比赛当地时间
★★：换算3个城市观赛时间
★★★：添加最佳观赛建议（生物钟）
拓展作业 编程模拟“时区转换器”（可选） ★：输入城市输出时间
★★：显示时区地图
★★★：预警“时差综合症”
活动5：圭表观测站（第5课）
基础作业 记录一周正午旗杆影长数据 ★：记录3天数据
★★：绘制折线图
★★★：分析日变化趋势（如每日缩短2cm）
提升作业 对比青岛与三亚冬至影长差异 ★：描述“北方影更长”
★★：用纬度解释（如23°N vs 36°N）
★★★：计算太阳高度角差值
拓展作业 设计“智能圭表”模型（带读数功能） ★：模型结构完整
★★：误差≤10%
★★★：添加蓝牙数据传输模块
活动6：四季成因验证（第6课）
基础作业 画出地球公转轨道上的四季位置 ★：标注春分/秋分
★★：补充夏至/冬至位置
★★★：添加太阳直射点移动箭头
提升作业 分析“若地轴不倾斜”对气候的影响 ★：描述“无四季”
★★：对比赤道/极地温度差异
★★★：推演生物适应性变化
拓展作业 制作地轴倾角可调模型 ★：实现15°-30°调节
★★：测试不同倾角下“地表”温度
★★★：建立倾角-季节强度公式
活动7：生物钟调查（第7课）
基础作业 制作《校园植物四季变化》手账 ★：记录3种植物（如柳树）
★★：配图+物候特征（如落叶）
★★★：分析光照时长影响
提升作业 设计“人工光照调控花期”方案 ★：提出1种花（如菊花）
★★：说明补光时长/强度
★★★：预测开花提前天数
拓展作业 撰写《光污染对候鸟迁徙的影响》报告 ★：列举1个案例（如迷航）
★★：分析城市灯光干扰机制
★★★：提出“暗夜保护区”建设方案
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