《地球的运动》教材分析

教科版科学五年级下册

第四单元《地球的运动》教材分析⼀、单元教学的意义

“地球的运动”在科学课程标准中属“地球和宇宙”⽅⾯的内容。“地球和宇宙”共包括地球的物质、地球的变化、天空中的星体三⽅⾯。前⾯⼏册已经出现过地球物质（⽔、⼟壤、空⽓、岩⽯、矿物等），也学习过天⽓变化，涉及到⼀些地表的变化（岩⽯风化引起的地貌变化），本单元指导学⽣研究由地球的⾃转和公转运动所引起的昼夜和四季的变化。

我们居住的地球是宇宙中的⼀颗⾏星。地球在不停地运动，除了⾃转和公转以外，还和太阳系⼀起参与银河系的运动。地球的运动产⽣了许多奇妙的⾃然现象，从远古时代开始，⼈们就在不断探索这些奥秘。我们虽然不能看到地球的运动，但地球⾃转和公转带来的昼夜和四季现象是学⽣⾮常熟悉的。本单元的编写思路就是从地球运动所引起的昼夜和四季的现象出发，引导学⽣探究这种现象产⽣的原因。让学⽣经历⼈类探索和发现昼夜和四季成因的过程，发展他们的探究意识、精神和能⼒。⾼年级的学⽣已通过各种渠道对地球运动的知识有所了解，对昼夜和四季的形成也有他们⾃⼰的解释。但学⽣的认识是不完整、不全⾯的，有些甚⾄是错误的。科学课程有责任帮助⼩学⽣获得有关这⽅⾯的正确认识，促进他们形成科学的⾃然观。这不仅对培养孩⼦们的科学素养具有重要意义，还对宣传科学、传播科学、破除迷信、抵制邪说，促进⼈类社会的进步发展具有重要的意义。

本单元的教学内容共有⼗课，除最后⼀课“昼夜、四季与动植物”是本单元的拓展，涉及到⽣物和环境的内容。其他九课的每个话题基本上都从地球运动所引起的⾃然现象出发，引导学⽣探究这种现象产⽣的原因。可以归结到“地球的⾃转”“地球的公转”两个⽅⾯。从学⽣的认知⽔平出发，教学重点放在“地球的⾃转”这⽅⾯，编排了1～7课，地球的公转的内容对于⼩学⽣⽐较难以理解，所以只编排了“极地的⽩天为什么那么长”是从地球⾃转时地轴始终保持⼀定的倾斜度造成的，⽽且也是地球围绕太阳公转时倾斜⽅⾯始终保持不变的缘故。

本单元的学习不仅使学⽣对地球的⾃转和公转运动有⼀个初步的认识，也将为今后继续学习宇宙空间的知识打下基础。通过本单元的学习，希望达到以下⽬标。科学概念

1．认识地球仪，了解有关世界时区的常识，知道北京时间的由来。

2．理解地球上昼夜交替、各地存在着时差，都是由于地球不停地⾃转，各地⾯向太阳的先后不同形成的。

3．知道地球⾃转的周期是24⼩时，⾃转⽅向是⾃西向东，地球⾃转时，地轴始终是倾斜的，倾斜⽅向和⾓度保持不变。4．建⽴初步的相对运动的概念。理解太阳东升西落只是⼀种视运动，实际上是地球⾃西向东⾃转形成的。

5．知道地球上的四季是由于地球围绕太阳公转过程中阳光直射点和移动造成的，⽽和地球⼀年之中离太阳的距离变化⽆关。6．昼夜和四季对动植物的⽣长发育及⼈类⽣活、⽣产活动等有重⼤的影响。科学探究

1．激发学⽣探究地球宇宙奥秘的兴趣。

2．引领学⽣亲历探究昼夜、时差、四季成因，地球⾃转⽅向等活动，培养学⽣的探究能⼒。3．培养学⽣发现问题、对⾃然现象作出合理解释，以及空间想象和逻辑推理的能⼒。

4．能⽤简易的地球仪，⼿电筒做模拟实验，并能够围绕研究课题有条理地进⾏操作、观察、记录。5．初步建⽴⼀些相对运动的概念，并能根据太阳东升西落的现象来推理地球的⾃转⽅向。情感、态度、价值观

1．在寻求昼夜成因、地球⾃转⽅向等活动中，引领学⽣经历⼀个⽐较接近真实的科学探究过程，从中培养学⽣探究意识和客观地、实事求是、积极思维的科学探究。

2．了解⼈类探索地球奥秘的历史，了解哥⽩尼为建⽴“⽇⼼说”所作的贡献，学习哥⽩尼、布鲁诺、伽利略追求真理的科学品质的精神。

3．树⽴正确的⾃然观，相信科学，破除迷信。⼆、理解·思考·研讨

1．本单元教学内容可以分为⼏个部分，各内容之间是什么样的结构？教学的重点是什么？2．本单元的教学内容有什么特点，学⽣会遇到什么困难？主要的教学⼿段和⽅法是什么？

3．本单元探究活动的基本程序是什么？我们怎样指导学⽣探究昼夜成因、谁最先引来黎明等问题？涉及到哪些探究能⼒？活动的意义是什么？

4．什么是模拟实验，它对学⽣探究地球运动的模式有什么作⽤？

5．当地球和太阳的运动关系是教材P66上讨论的四种情况时，分别会发⽣什么现象？怎样指导学⽣分析推理哪种解释是地球运动的真实情况？

6．傅科摆为什么能证明地球⾃转？怎样让学⽣容易明⽩这个道理？

7．对于四季成因，你知道学⽣在学习本单元之前是怎样解释的吗？你怎样启发他们分析⾃⼰的认识是否正确？三、活动分析和建议1．本单元教学内容及结构。

2．“地球的运动”和我们前⾯学习的有关地球的物质等内容是不同的，我们⽆法直观地感知到地球的运动，必须通过⼀些地理现象和借助其他天体的视运动来分析推理。由于在地球运动的学习活动中，对知识、逻辑思维、空间想象、探究能⼒的要求都有所提⾼，学⽣学习起来是有⼀定的困难的。教师在引导学⽣的探究前必须调动学⽣已有的经验，明确有关的事实，了解学⽣的解释。在引导学⽣实验验证时，主要通过操作模型进⾏模拟实验的⽅法。并强调在动⼿动脑中去研究、分析、推理引起这些现象的原因，从⽽了解地球的运动及其规律。如“昼夜成因”的探究活动基本程序是从“地球上有⽩天⿊夜，⽽且昼夜交替”这⼀基本事实出发——启发学⽣作出解释（提出假设）——设计实验、实验验证——分析、推理、计算——得出结论。本单元也有

⼀些课是运⽤已得出的结论作为前提，通过操作、分析获得认识，如“谁最先迎来黎明”。

3．模拟实验是本单元⽤得最多的实验⽅法。什么是模拟实验呢？当客观条件不允许直接对某⾃然事物或现象进⾏观察时，⼈们往往通过设计与原型（⾃然现象或过程）相似的模型，利⽤模型来间接地研究原型规律，这种实验⽅法叫做模拟实验。模拟实验是以模型与认识对象之间的相似为前提的，只有对认识对象本⾝有清楚的了解，才能找出与之相似的模型。如模拟地球环境的“⽣物圈2号”的实验，研究⽓流对飞⾏器影响的“风洞实验”，“⾬、雾、霜、露成因”的模拟

实验等。在“地球的运动”的教学活动中，是⽤⼿电筒代替太阳，地球仪来代替地球，模拟地球的⾃转和公转运动，验证⾃⼰提出的官员昼夜成因的假设。本单元⼏乎所有的活动都要通过操作模型进⾏模拟研究。

4．地球和太阳的运动关系如果是P66讨论的四种情况，地球上都会发⽣昼夜交替的现象，但并不是每种情况产⽣的现象都符合事实。分析如下：

⑴当“地球不动，太阳围绕地球转”时，地球上有昼夜交替，但是太阳要绕地球⼀圈，才会发⽣⼀次昼夜交替。太阳离地球1.5亿千⽶，太阳运⾏的速度是2 50千⽶/秒，照此速度，太阳绕地球⼀圈要花1046.6⼩时。也就是说约要43天才会发⽣⼀次昼夜交替现象，不会24⼩时内发⽣⼀次昼夜交替现象，这显然是不符合实际情况的。

⑵“太阳不动，地球围绕太阳公转但不⾃转”这种情况下，也会有昼夜交替现象，但要地球绕太阳⼀圈才会发⽣⼀次昼夜现象，也就是说需要⼀年的时间，这显然也是不符合事实的。

⑶“地球⾃转，不公转”时，地球⾃转⼀周就会发⽣⼀次昼夜现象。如果是这样，地球上某地的昼夜长短、⽓温变化就天天⼀样，不会出现差异，也就不会发⽣四季变化。这也不符合实际情况。

⑷只有“地球围绕太阳公转，同时⾃转”才会既有昼夜变化，⼜有四季变化，才符合真实的情况。

上述分析可以看出对地球和太阳运动关系的判断不是只通过实验就能做出的，还要进⾏分析推理和计算，关于“地球⾃转，不公转”的猜测，需要学⽣有四季成因的知识，如果学⽣由于知识的缺陷不能进⾏正确判断，可以把对这种情况的分析放在四季成因的教学以后再进⾏。

在指导学⽣探究昼夜交替成因的活动中，经历了⼀个较为完整的探究过程，包括提出问题，做出解释（假设），验证假设（包括模拟实验和分析、推理、计算），交流讨论，阅读资料，形成结论等⽅⾯的探究活动及技能，对学⽣探究能⼒、逻辑思维能⼒、空间想象能⼒的发展都将会有促进作⽤。也会使学⽣认识到数学在科学探究中的作⽤，认识到解释和证据之间的关系。体会到科学探究是在知识、观察、概念和问题指引下进⾏的。

5．傅科摆是⼀个能证明地球⾃转的装置，在北京天⽂馆⼀进门的打厅⾥的屋顶上就挂着傅科摆。观察者⾸先推动静⽌的摆锤沿⼦午线作南北⽅向的摆动，经过⼀段时间以后，就会看到摆动⽅向与⼦午线⽅向发⽣了偏转。在北半球是向右⽅偏转的。时间越长，偏转的⾓度越⼤。其实这个巨摆开始摆动以后，除受重⼒外，没有受到其他⼒的作⽤，按惯性定律，巨摆摆动⽅向是不变的。然⽽我们却看到摆在偏转，这是因为地球在⾃转。学⽣理解这个问题的难度在于他们认为：⼤厅是建造在地球上的，地球转动时⼤厅也应该在转动，⽽摆是悬在⼤厅的天花板上的，摆也应该跟着转动，为什么摆不跟着转动呢？教师只要向学⽣说明，由于惯性的原因，在地球转动时，摆保持着它原有的摆动⽅向不变，学⽣就容易明⽩这个道理了。

6．在本单元的教学内容中四季的成因是⼀个难点，很多学⽣包括成⼈对这个问题的认识都⽐较模糊，甚⾄是错误的。很多⼈都认为四季的形成与地球离太阳的远近有关。对于这样的认识我们的教学可以分为两步进⾏。⼀是通过讨论，进⾏思维论证，⾸先假设这样的解释成⽴，那么会推导出这样的结论，即是地球上的春夏秋冬四个季节应该是同时到来的，可事实并⾮如此。地球上南北半球的季节刚好相反，七⽉当北半球是夏季时，南半球却是冬季；元⽉当北半球是冬季时，南半球却是夏季。⽽且当北半球是夏季时，地球恰好是处在远⽇点；⼆是通过模拟实验，让“地球”在围绕“太阳”公转的过程中地轴倾斜且倾斜⽅向保持不变，观察眼光直射和斜射位置的变化。实验中要加强指导，让学⽣明确实验⽅法和步骤。为便于学⽣观察，可⽤⼩球代表太阳，上⾯有四根通过球⼼的⼩棍，表⽰直射的阳光。在公转轨道上的适当位置分别放4个地球仪，表⽰地球围绕太阳运⾏到不同的位置。观察阳光直射点的移动情况。

对阳光直射、斜射时地球表⾯受热不同的问题，主要通过启发学⽣的⽣活经验来理解，也可以补充实验。

但对于四季的成因，不要把它作为教学重点，不要求学⽣个个都能完全理解，更不要要求学⽣会解释和⼝述。教学的重点还是应放在了解地球的运动⽅式上。