1、地球的运动单元教材解读 1 2 3 从课标的内容标准看单元的教学目标 从单元整体教学看课时内容联系 从教材编写的细节设计看教学理念的渗透实施 维度 CONTENTS 从课标的内容标准看单元的教学目标 1 13.在太阳系中，地球、月球和其他星球有规律地运动着。 14.地球上有大气、水、生物、土壤和岩石，地球内部有地壳、地幔和地核。 15.地球是人类生存的家园。 地球与宇宙科学领域选择了地球与宇宙科学领域选择了3 3个主要概念个主要概念 从单元整体教学看课时内容联系 2 14.5 地球内部 可以划分为地壳、 地幔和地核三个 圈层。 14.2.1知道地球 表面海陆分布的 情况。 13.1.1认识昼夜
2、 交替现象。尝试 从地球与太阳的 相对运动状态去 解释成因。 13.1知道地球每 天绕轴自转。 13.2知道地球绕 太阳公转。 13.1.1知道地球 自转形成了昼夜 交替现象。 13.1知道地球自 转轴（地轴倾斜） 及自转的周期、 方向等。 13.1.1知道地球 自转形成了天体 东升西落等现象。 13.2.1知道正午 时物体影子在不 同季节的有规律 的变化。 13.2 地球每年自 西向东围绕太阳 公转，形成四季 等有规律的自然 现象。 13.1举例昼夜交 替对动植物和人 类生活的影响。 13.2举例说出季 节变化对动植物 和人类生活的影 响。 13.1.1认识昼夜 交替现象。尝试 从地球与太阳
3、的 相对运动状态去 解释成因。 13.1知道地球每 天绕轴自转。 13.2知道地球绕 太阳公转。 13.1.1知道地球 自转形成了昼夜 交替现象。 14.5 地球内部 可以划分为地壳、 地幔和地核三个 圈层。 14.2.1知道地球 表面海陆分布的 情况。 13.1知道地球自 转轴（地轴倾斜） 及自转的周期、 方向等。 13.1.1知道地球 自转形成了天体 东升西落等现象。 13.2.1知道正午 时物体影子在不 同季节的有规律 的变化。 13.2 地球每年自 西向东围绕太阳 公转，形成四季 等有规律的自然 现象。 13.1举例昼夜交 替对动植物和人 类生活的影响。 13.2举例说出季 节变化对动
4、植物 和人类生活的影 响。 假说（假设）假说（假设）证据证据推理推理抽象抽象 观点观点 （主观）（主观） 事实事实 （客观）（客观） 事实事实 （与证据建立关联）（与证据建立关联） （客观）（客观） 模型模型 （客观）（客观） 论证论证 寻找寻找 证据证据 呈现呈现 证据证据 分析分析 证据证据 评价评价 证据证据 挖掘挖掘设计设计 代表人物：代表人物： 哥白尼哥白尼 代表人物：代表人物： 伽利略、第谷、傅科伽利略、第谷、傅科 代表人物：代表人物： 开普勒、牛顿开普勒、牛顿 思维品质： 批判质疑 真探深究 大胆假设 小心求证 一连串的客观事实：一连串的客观事实： 昼夜交替、谁先迎来黎明、四季变
5、化昼夜交替、谁先迎来黎明、四季变化、 傅科摆现象、北极星“不动”的秘密、 恒星的周年视差、极昼极夜、 科学研究的科学研究的一般性流程示意图一般性流程示意图 以以“地球的运动地球的运动”研究为例研究为例 亚里士多德 建立在合理的假设上，并基 于30多年长时间的仪器设备 观测，最后进行相对严密的 推理论证后提出的 简单的假设 托勒密“地心说”哥白尼“日心说” 毕达哥斯拉学派 人类认识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 阿利斯塔克阿利斯塔克 赫拉克利特赫拉克利特 德漠德漠 克利特克利特 研究 过程 假设阶段 是否假定地球有某种运动能比假定天球旋转得到更好的解释？ 基于证据的分析推理 1543年哥白
6、尼天体运行论以物体的相对运动选取参照物为 例，解释地球自转，以地球从东向西运动 , 来解释太阳和恒星的东 升西落是符合事实的，把地球昼夜变化和四季变化与地球的自转和 公转联系起来。并勾勒出太阳系的基本结构模型。 哥白尼的研究过程 实验阶段 30多年长时间的仪器设备观测获得一系列基于观察的证据。 1.担心迫害； 2.担心学说不周密 人类认识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 乔尔丹诺布鲁诺（1548年-1600年），意大利哲学家，因 为泛神论触犯了教会，最终被作为异端处死，而哥白尼的日心 说只是他宣讲的工具。有理由认为布鲁诺被烧死的原因是哲学， 而跟科学毫无关系。 人类认识地球运动的历史人类认
7、识地球运动的历史 https:/plato.s tanford.edu/e ntries/bruno/ 伽利略伽利雷（1564年-1642年），意大利天文学家，物 理学家和工程师， 欧洲近代自然科学的创始人，近代科学实 验奠基人之一。伽利略用望远镜观察到天体周相等现象，反驳 了托勒密的地心体系，有力地支持了哥白尼的日心学说。 人类认识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 有了天文望远镜，伽利略 观测到了一系列可以支持日心 说的新的天文现象，包括 木星的卫星体系，金星的满盈 现象等等，用客观证据解释了 日心说。 伽利略确定了科学研究的 重要方法：实验和观测。 在此之前，研究科学的方 法都是依据常
8、识、经典、经验， 更不敢质疑和批判权威。 人类认识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 第谷布拉赫（1546 年-1601年），丹麦天文 学家和占星学家。 约翰尼斯开普勒（1571 年-1630年），德国天文学家、 物理学家、数学家。 人类认识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 开普勒在老师第谷几十年观 察数据的基础上，提出了著名的 开普勒三定律，将日心说的 模型从哥白尼的很多圆相互嵌套 改成了椭圆轨道模型。 开普勒的模型是如此简单易 懂，而且完美地吻合了第谷的观 测数据，这才让大家普遍接 受了日心说。 人类认识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 艾萨克牛顿（1643年-1727年）爵士，
9、英国皇家学会会长， 英国著名的物理学家，他通过论证开普勒行星运动定律与他的 引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着 相同的自然定律；为太阳中心说提供了强有力的理论支持。 人类认识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 恒星周年视差 贝塞尔（德）1837年 海王星、冥王星 勒维耶（法）1846年、 汤博（美）1930年 光行差 布拉德雷（英）1725年 哈雷彗星 哈雷（英）1705年 人类认识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 证明地球自转的著名 装置傅科摆！傅科 摆实验现象的发现，其实 是法国物理学家傅科在研 究单摆现象时，偶然发 现的重要规律。 人类认识地球运动的历史人类认识
10、地球运动的历史 “偶然”的背后，是傅科采 用了科学的研究方法，最关键的 一点是，他是在质疑和深究 中才最终获得了这个科学上的重 大发现。 这也给了我们进行科学教育 的重要启示培养孩子的科 学思维和科学精神，应该要从 的角 度，进行有意识的引导训练。 人类认识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 一众伟大的科学家们围绕“地球的运动”展开的长达两百多 年的真探深究的科学研究，向我们深刻诠释了科学的研究方法 是怎样的。科学教育的一项基本任务就是 。 人类认识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 引导学生基于经验开展结构化的科学探究活动，强调 通过探究来形成解释，特别是 ，我们还是大有可为的！ 人类认
11、识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 人类认识地球运动的历史人类认识地球运动的历史 第2、4、5、6课时 第3课时 第1课时 假说（假设）假说（假设）证据证据推理推理抽象抽象 观点观点 （主观）（主观） 事实事实 （客观）（客观） 事实事实 （与证据建立关联）（与证据建立关联） （客观）（客观） 模型模型 （客观）（客观） 论证论证 寻找寻找 证据证据 呈现呈现 证据证据 分析分析 证据证据 评价评价 证据证据 挖掘挖掘设计设计 代表人物：代表人物： 哥白尼哥白尼 代表人物：代表人物： 伽利略、第谷、傅科伽利略、第谷、傅科 代表人物：代表人物： 开普勒、牛顿开普勒、牛顿 思维品质： 批判质疑
12、 真探深究 大胆假设 小心求证 一连串的客观事实：一连串的客观事实： 昼夜交替、谁先迎来黎明、四季变化昼夜交替、谁先迎来黎明、四季变化、 傅科摆现象、北极星“不动”的秘密、 恒星的周年视差、极昼极夜、 科学研究的一般性流程示意图科学研究的一般性流程示意图 以以“地球的运动地球的运动”研究为例研究为例 让儿童像科学家 一样去研究问题 分课时分析 （从教材编写的细节设计看教学理念的渗透实施） 3 学生原 有认知 教学 促进外化和表达 我们的地球模型课时解读 1 随机调查 问卷调查 班级记录表图形表达 实物演示 物化建模 提升 基础 物化建模 前概念调查 模型是与真实事实、单一事件或一类事件对应的而
13、且具有解释力 的试探性体系或结构。是一种抽象的模型表征手段，这是科学探索过程 必然形成的研究成果。本节课的建模任务，其实是让学生体验从科学研 究里提炼科学理论模型的过程。 体验科学研究的抽象化阶段成果 初步模型 为单元探究对象提供基础物化模型 构建 地球 模型 我们的地球模型课时解读 1 修正后模型 重构 模拟实验 （昼夜交替、四季变化） 要深入讲解到本质原因吗？ 为何讲完了学生还是糊里糊涂？ 教学时间不足怎么办？ 所有假设都要尝试吗？ 昼夜交替现象课时解读 2 观点1帮助学生理解相对圆周运动形成昼夜交替的推理原则 观点2 帮助学生尽可能理清事实、证据、观点。 童海云老师对昼夜交替现象研究内容
14、的核心观点 昼夜交替现象课时解读 2 帮助学生理解相对圆周运动形成昼夜交替的推理原则 观点1 昼夜交替现象课时解读 2 误区1：通过原型启发学生提出一系列模型并逐个验证 原型 你还能想到 哪些可能的 排列组合？ 地球可能怎样运动？地球可能怎样运动？ 太阳可能怎样运动？太阳可能怎样运动？ “太阳绕地球转太阳绕地球转”怎么做？怎么做？ “地球绕转太阳地球绕转太阳”怎么做？怎么做？ 昼夜交替现象课时解读 2 误区2： 引入大量资料排除不合理假说 地球和太阳可能的运动方式 误区3： 对地日相对运动进行排列组合 这么多组合，哪种才是 对的？ 昼夜交替现象课时解读 2 本课的核心任务 地球和太阳的相对圆周
15、运动形成了昼夜交替 让学生理解昼夜现象不同解释模型的基本原理 昼夜交替现象课时解读 2 “天旋天旋”“地转地转”“天旋又地天旋又地 转转” 推 理 出 推 理 出 推 理 出 昼夜交替现象课时解读 2 不同地区迎来黎明的时间先不同地区迎来黎明的时间先 后后 四季变化四季变化 西西 东东 相对运动相对运动 地球和太阳的相对圆周运动形成了昼夜交替 解 释 解 释 解 释 昼夜交替现象课时解读 2 教学重点 对假说进行排列组合对已有假说的概括理解 昼夜交替现象课时解读 2 地球和太阳的相对圆周运动形成了昼夜交替 昼夜交替现象课时解读 2 深圳实验学校刘洋 昼夜交替现象课时解读 2 深圳实验学校刘洋
16、帮助学生尽可能理清事实、证据、观点 观点2 昼夜交替现象课时解读 2 事实？ 证据？ 观点？ 三者有什么不一样吗？ 五六年级的学生逻辑推理能力还不够强 昼夜交替现象课时解读 2 儿童对于昼夜交替现象的理解 高频词汇汇总 地球自转地球公转月球转动月球出现位置 昼夜交替现象课时解读 2 可直接观察的事实被告知的事实 可日常观察到的事实被忽视的事实简单的事实复杂的事实 月亮在黑夜出现月亮在白天也出现月球在运动月球绕地球公转 太阳东升西落月亮东升西落太阳不动地球绕太阳公转 昼夜交替昼夜长短的季节变化地球在运动地球围绕地轴自转 地球是不透明的 地球是个球体 对事实加以整理和分类： 昼夜形成的原因（因果关
17、联）因果关系昼夜形成过程中伴随的现象（没有因果 关联或无关事实） 非因果关系 昼夜交替现象课时解读 2 这些事实都能成为证明观点正确的证据吗？ 重在学习科学家论证问题的方式，基于相关证 据进行合理的推理演绎。 回顾 对于整个单元而言，在“实践科 学研究的重要方法”目标上所处 的位置。 教材安排学生了解了人类认识地球运动的历史 后，为何还要设置一个再次做昼夜交替模拟实 验的任务呢？ 疑惑1？ 研讨部分设置第二个问题“再次做昼夜模拟实 验与前一次做昼夜模拟实验有什么不同？ 疑惑2？ 人类认识地球运动的历史课时解读（补充） 3 人类认识 地球运动的 历史 推理推理判断判断证据呈现证据呈现 事实事实
18、（客观）（客观） 事实事实 （与证据建立关（与证据建立关 联）联） （客观）（客观） 昼夜交替模拟昼夜交替模拟 实验实验 观点观点 （主观）（主观） 地心说 托勒密托勒密 事实事实 （客观）（客观） 证据证据 （客观）（客观） 日心说日心说 哥白尼哥白尼 假说假说 观点观点 （主观）（主观） 获取了足够多 的各种各样的 证据和事实 前一次前一次 再一次再一次 不同 陈述自陈述自 己观点己观点 的方式的方式 联系大量联系大量事事 实性证据实性证据 我对昼我对昼 夜交替夜交替 现象的现象的 解释解释 连续组图示范 支持策略 细节表达 今天天气很热！今天天气很热！ 温度计测得的数据温度计测得的数据
19、基于基于高于高于3030摄氏度是很热的通行标准摄氏度是很热的通行标准，获得证据，获得证据 人类认识地球运动的历史课时解读（补充） 3 让人 信服 4 谁先迎来黎明 产生昼夜交替现象 “地球人”视角“太空人”视角 相对 圆周 运动 三年级下册 基础性理解“相对运动” 六年级上册 多维度理解“相对圆周运动” 多 维 度 理 解 相对圆周运动（难点） 谁先迎来黎明 2、 转椅实验 确定地球 自转的方向 1、“手拉手” 实验北京 和乌鲁木齐谁 先看到太阳 3、地球模型实 验在地球模 型上再次模拟北 京和乌鲁木齐的 昼夜变化 4 理解相对圆周运动有那么难么？为什么那么难？ 有直观易懂的好办法帮助学生理解
20、这个问题吗？ 谁先迎来黎明 4 教学设计策略 活动组织手段突破难点 影长的四季变化&地球的公转与四季变化课时解读 证据的寻找和呈现证据的分析和评价 5 老教材 影长的四季变化&地球的公转与四季变化课时解读 地球公转位置变化 四季形成 太阳直射角度周期性变化 地球某一地点受热量不同 地轴偏向 5 新教材新教材目标是否依然指向让学生目标是否依然指向让学生 掌握和解释四季变化的原因呢？掌握和解释四季变化的原因呢？ 影长的四季变化&地球的公转与四季变化课时解读 5 夏 至 秋分 春分 冬 至 老教材1课时 新教材2课时 加大课时比例 舍弃经典实验 不求确定结论？ 假说（假设）假说（假设）证据证据推理推
21、理抽象抽象 观点观点 （主观）（主观） 事实事实 （客观）（客观） 事实事实 （与证据建立关联）（与证据建立关联） （客观）（客观） 模型模型 （客观）（客观） 论证论证 寻找寻找 证据证据 呈现呈现 证据证据 分析分析 证据证据 评价评价 证据证据 挖掘挖掘设计设计 代表人物：代表人物： 哥白尼哥白尼 代表人物：代表人物： 伽利略、第谷、傅科伽利略、第谷、傅科 代表人物：代表人物： 开普勒、牛顿开普勒、牛顿 思维品质： 批判质疑 真探深究 大胆假设 小心求证 一连串的客观事实：一连串的客观事实： 昼夜交替、谁先迎来黎明、四季变化昼夜交替、谁先迎来黎明、四季变化、 傅科摆现象、北极星“不动”的
22、秘密、 恒星的周年视差、极昼极夜、 科学研究的一般性流程示意图科学研究的一般性流程示意图 以以“地球的运动地球的运动”研究为例研究为例 单元要解决的核心问题 我们如何表征、论证和解释地球的运动？ 用什么模型去表征？ 用什么证据去解释？ 用什么推理去论证？ 四季 影长的四季变化&地球的公转与四季变化课时解读 5 解释 论证 地球运动方式 根本性变化 用四季变化的现象，经过一系列推理论证活 动和各种资料证据的综合分析评价，来论证 地球运动模型的合理性。 影长的四季变化&地球的公转与四季变化课时解读 看吧，我说的没错， 就是太阳在动。 5 地球人 影长的四季变化&地球的公转与四季变化课时解读 太空人
23、 5 影长的四季变化&地球的公转与四季变化课时解读 准备经过筛选的背景资料 和探究性活动 学生深入的论证思维活动 获取更多客观的认识 有策略、有方法地引导和支持儿童开展好论证活动 5 影长的四季变化&地球的公转与四季变化课时解读 探究记录单 呈现证据、分析证据 书面方式 有助于论证活动中进行证据 的交换、评价 有助于学生从观点、证据和 推理开展论证活动 论证指引表 5 影长的四季变化&地球的公转与四季变化课时解读 论证 不同的证据 有冲突性观点 重新检视、修正、发展自己观点 证据可靠吗？ 证据全面吗？ 证据之间有冲突吗？ 证据与结论有关联吗？ 是不是所有的证据支持这样的结论？ 可否有更好的理论来解释所有的证据？ 引发更深层次 关注 开展多次 5 落实学习进阶 单元总结整理 重要 作用 昼夜和四季变化对生物的影响课时解读 6 现象背后的本质原因 二年级上册 六年级上册 因果关系的理性逻辑 系统之间的相互关联 基础性的比较与分类 昼夜和四季变化对生物的影响课时解读 学习进阶 地球运动对动植物的影响 逻辑可视化 思维导图 6 地球运动 对生物影 响 单元内容 总结 二者之间的关联 表达学生对地球运动 与生物生存发展之间 的关系认知 体现出本单元内容 总结梳理的作用 内容饱满、层次丰富 昼夜和四季变化对生物的影响课时解读 单元总结整理 6 THANK YOU！
