教科版（2001）五年级科学下册教案-4.8极昼和极夜的解释-教案

《极昼和极夜的解释》教学设计
【教学目标】
科学概念：
1.极昼和极夜现象与地球公转、自转和地轴倾斜有关。
2.地轴倾斜角度大小可影响极昼极夜发生的地区范围。
过程与方法：
用模拟实验、直观演示、示意图等多种方式来解释极昼和极夜现象。
情感、态度和价值观：
意识到对科学现象的解释可以采用多种方式，但所有的解释都需要得到证据的支持，全面分析。
【教学重点】
能运用模拟实验、直观模型实验、画示意图等方式，认识到极昼极夜现象与地球公转、自转和地轴倾斜有关。
【教学难点】
综合运用本单元所学知识，全面思考分析极昼和极夜现象的解释，并用各种方式加以证明。
【教学准备】
地球仪、电灯泡、中间挖孔的黄黑双色板、记录单等。
【教学过程】
师生谈话，激趣导入
师：同学们，我们生活的地方每天都能感受到昼夜交替现象，你还记得这是什么原因造成的吗？
生：是由于地球自转。
师：是啊，地球自转让我们每天都经历着昼和夜的交替。而在遥远的南极和北极却有一种奇怪的现象：北半球夏季时，太阳长挂在北极天空就是不会下落，北极中心地区的白天甚至可以长达半年的时间；而到了冬季，就几个月见不到太阳，北极点附近有半年的时间都处在黑夜之中。人们把这样的现象叫极昼和极夜。
师：PPT出示极昼和极夜风光图片。今天，我们就一起来研究这一现象，并试着做出科学的解释。揭示课题：《极昼和极夜的解释》
二、讨论分析，引导猜测
师：看过美丽的极地风光，你能猜一猜是什么原因导致了神奇的极昼和极夜现象吗？小组讨论、猜测一下，可以用地球仪简单模拟，自己去尝试解释、寻找答案。
生：讨论、猜想、汇报。
师：引导小结猜想，希望学生提出三方面的解释：地球自转、地球公转、地轴倾斜……
引导预设：1.我们每天都会感受到昼夜交替，是什么原因造成的？
2.一年有四季，是什么原因造成的？
3.北极星不动的秘密是什么？
设计意图：《科学课程标准》建议科学教师应：“鼓励学生大胆猜想，对一个问题的结果作多种假设和预测。”基于学生已经具有地球运动的前概念，在学生分组讨论的基础上，引导学生回忆地球运动的相关知识，从而使学生对极昼极夜现象形成的原因进行猜测，激发学生的探究欲望。
师：那么，大家的猜测是否科学、正确呢？我们怎样来证明自己的猜测？
生：实验。
师：是啊，今天我们就用实验来解释极昼和极夜现象的形成。
探究实验，验证猜测
活动一：模拟实验
师：老师给大家带来了这样一些器材：地球仪、电灯泡，利用这些材料你准备怎样进行模拟实验？
生：描述自己的想法。
师：提问引导：
1、地球仪、电灯泡分别代表什么？（地球、太阳）
2、怎样才能让北极极昼现象，南极发生极夜现象？（地球应处于北半球夏季的位置，然后地球仪自转若干次，北极一直被电筒的光照亮就是极昼；而南极此时一直未被照亮，则为极夜。）
3、那么如何让北极发生极夜，南极发生极昼？（让地球仪公转起来，当它公转半圈到达北半球冬季的位置时，北极极夜，南极极昼。）
师：同学们，那你们觉得实验中应该注意些什么呢？
生：各抒己见。
师：是啊，同学们想的很周到，老师也有几点温馨提示：
（1）地球仪与电灯泡保持在同一平面，注意调整两者之间的距离。（说明：以照亮地球仪的一半为最佳。）
（2）保持地球仪地轴倾斜方向不变。（大地球仪演示，怎样算保持地轴倾斜不变？）
（3）从北半球夏季的位置开始实验，让地球仪自转若干次，观察南极和北极发生的现象。（夏季位置在哪里？）
（4）自转的同时让地球仪公转起来，到达北半球冬季的位置，观察南极和北极发生的现象。
生：分组实验，汇报观察到的现象。
设计意图：兰本达教授认为材料应和科学上一个重要的概念有关；使用这些材料应该能揭示许多有关的现象。本课的第一个模拟实验，书上借助地球仪和手电筒进行实验，地球仪模拟地球，手电筒模拟太阳，但在实际的实验过程中，发现让地球仪围绕手电筒公转时，手电筒只是单侧发光，因此我将手电筒这一模型改为圆形的灯泡，这样地球仪在公转的过程中，就能接受灯泡向四面八方发射的光，此模型更像太阳。
活动二：直观模型实验
师：在模拟实验过程中，受到环境自然光线、人为因素等原因的影响，有小部分同学似乎还不太明确极昼和极夜现象的形成。为了让实验现象更加明显、更加直观，我们还可以进行“直观模型实验”。
师：出示器材：今天老师还带来了一块特殊的塑料板，它中间开孔，一面是黄色的，一面是黑色的板。看了实验器材，你能不能猜一猜这张板有什么用途呢？黑色代表？黄色代表？
生：说说自己的想法。
师：是啊，这张板，我们可以称它为晨昏板，用来分割地球仪上的白天和黑夜。位于黑色一面是……位于黄色一面是……
师：那晨昏板应该怎么使用呢？请同学们读一读实验方法，然后告诉老师，你会用了吗？怎么用？
师：PPT展示实验方法与步骤：
（1）地球仪地轴倾斜插进竖直在桌面上的晨昏板中，地球仪底座上的黄线与晨昏板对齐，让北极圈处在黄色一面，模拟北半球夏季时被阳光照射的情况。
（2）让地球仪自转起来，观察南极和北极的极昼和极夜情况。
（3）将晨昏板的黑色和黄色面进行交替，模拟地球公转后北半球冬季的光照情况，再次让地球仪自转起来，观察南极和北极的极昼极夜情况。
师：看完了实验方法，你明白怎么做了吗？请同学上台演示一下。
生：上台演示。
师：实验方法学会了，可是为什么要这样做？实验中要求晨昏板板竖直放置，为什么？
生：因为太阳光照向地球的射入角度不变。
师：那地球仪为什么要这样放入竖直的晨昏板中？
生：因为地球的地轴是倾斜不变的！
师：是的！如果你都听明白了，那就开始实验吧。
生：分组实验、汇报。（汇报围绕解释北半球夏季时北极极昼南极极夜现象的形成，北半球冬季时，北极极夜和南极极昼的形成。）
设计意图：在直观模型实验中，我将书本中实验所用的纸板进行了修改，在板的一端开一个开口，并加上底座方便竖直放置而不会受到地球仪底座的影响，这一小改动却大大方便了实验的操作。这些改进使得实验材料更便于探究，实验效果更明显，希望教师这样有意识的材料完善，能潜移默化地培养了学生的科学意识。
活动三：画图解释
师：课堂进行到现在，我们已经进行了模拟实验和直观模型实验，老师也听了刚才同学们关于极昼和极夜现象的解释。大家的语言描述都很不错，那你有没有其他方式来解释这种现象呢？科学家在解释比较复杂的现象时，还会经常用到画图解释的方法，让人们更加容易理解。根据刚才学习到的知识，你能否画一画北半球夏季时，北极极昼和南极极夜的形成示意图呢？
生：各抒己见。
师：那么就请你们在记录单上试一试吧！
生：画图、展示、根据示意图再次解释北半球夏季时北极极昼和南极极夜的发生。
师：老师看到有的同学画的非常好，但是有的同学仍需努力。下面我们一起来看一看我们学校的同学是如何用画示意图的。播放画图视频。
生：观看视频，学习完整的画图解释过程。
师：那么现在，你能否用同样的方法来解释一下：北半球冬季时候，北极极夜和南极极昼的形成呢？
生：贴图解释。
设计意图：《课程标准》中提到要学生能选择自己擅长的方式（语言、文字、图画、模型等）表述研究过程和结果。因此在本课的设计中，我针对画图解释这一环节进行了较为细致的指导，并采用简笔画的视频，吸引学生的眼球，激发学生自己作图的兴趣，在作图的过程中明晰极昼和极夜的解释。然后将自己所画的示意图进行展示，并进一步做出自己的解释，明晰极昼和极夜的科学概念。
师：通过画图解释，你明白极昼和极夜的形成了吗？接下来，我们一起来观看一段视频，进一步完整的了解极昼与极夜的解释。
师：播放视频。
小结：同学们，通过刚才的学习，我们知道了，极昼和极夜现象的形成与那些因素有关？
生：地球自转、地球公转、地轴倾斜。
四、推理假想，做出解释
师：现在人们已经知道了，地轴的倾斜角度大约是23度，那么如果地轴不倾斜会怎样呢？
生：猜测可能出现的现象，并简单推理解释。
师：如果地轴倾斜角度更大一些，又会怎样？
生：各抒己见。
设计意图：《课程标准》的具体内容标准中提到要学生体验科学探究中证据、逻辑推理及运用想象建立假设和理解的重要性。因此本课的设计我注重学生的推理假设，让他们做出假想：如果地轴的倾斜度再大一些，会怎样？猜测可能出现的现象并解释。这样的假想，是在学生综合运用本课所学知识的基础上进行的，在这一过程中，学生思维活跃，联想丰富，有效提升了学生思维能力。
结束语：今天的课堂中的探究已经接近尾声，但老师希望同学们乐于探索的心不会止步于课堂，在平时的生活和学习中，更要做个乐于思考、乐于探究的人！