《昼夜的变化》课堂实录与评析

　　教学内容：地球自转与昼夜变化
      （教材根据《科学（3~6年级）课程标准》“地球运动与昼夜变化”内容标准自编。）
          教学时间：40分钟
          教学准备：地球仪、投影仪、视频展示仪、手电筒、数码相机、橡皮泥
          教学过程：
      师：同学们，我们每天都经历着白天与黑夜，根据你的观察和经验，能说一说地球上什么情况下是白天？什么情况下是黑夜？
      生：太阳升起的时候是白天，太阳落下去的时候是黑夜。
      师：是啊！如果老师用灯座代表太阳，用地球仪代表地球。当灯座上的灯泡发出亮光，看看地球仪上会出现什么现象？
      生：地球仪上一半是亮的。一半是暗的。
      师：你能说一说，老师这会儿儿插小红旗的地方是白天还是黑夜？为什么？
      生：白天，因为灯光照射在插小红旗的地方。
      师：我们每天看到太阳东升西落，谁能画出太阳在空中是怎样移动的吗？
      生画图，描绘太阳在空中移动的轨迹。
      师：小组之间互相看一看，交流交流。
      师：谁愿意把自己的画展示给大家看？
      学生把自己的作品放到视频展示仪上，描述自己的作品。
      生：这个是地平线，早晨太阳从东边升起，太阳在地球的最东边，到了上午，太阳就到了地球的上边，到了下午，太阳即将落下，太阳到了地球的西边。深夜，太阳落下，到了地球的另一边。
      师：看了这幅图，有什么想法？
      生：看了这幅图，是乎太阳在绕着地球转，与我们看到书中的解释是不一样的。
      师：根据你所学过的知识，说说你的看法。
      生：错，我们肉眼看到的是太阳绕着地球转，但书上说是地球绕着太阳转。
      师: 对此,同学们有什么疑问?
      生: 为什么我们看到的现象与书中讲的不一致呢?
      生: 到底是什么原因形成了白天和黑夜?
      （评析：在学习本课内容之前,学生对昼夜变化的感知是零碎的，通过画图的方式呈现已有的感性认识，这是学生对自己所见的昼夜变化现象的真实描述，有利于学生把握认知的起点,构建一个初始的认知模型。不少学生虽然从科普书上看到昼夜变化的介绍，但他们不能把书中文字的描述与自己所看到的现象联系起来思考、质疑。通过画图、讨论，让他们发现感性认识与书本知识之间的矛盾，在矛盾中激励学生产生探究的欲望。）
      师：自有人类以来，人们对昼夜变化的成因经历了漫长的探索，产生了种种猜想。一千多年前，著名科学家托勒密根据自己的观测，认为地球是静止不动的，是太阳绕着地球转，并提出了著名的“地球中心说”，这些都是由于当时落后的观察工具和观察方法影响了人们对昼夜变化成因的认识，可以说，是眼睛使我们的祖先产生了错误的认识。直到1543年，伟大的科学家哥白尼，经过长期的观测实验，深入研究，建立起新的学说——“太阳中心说”。
      指导学生阅读科学家哥白尼的故事。
      师：看了这篇文章，有谁知道“太阳中心说”吗？
      生：太阳在宇宙的中心，天空中所有的星星和地球都围绕着太阳转。
      生：是地球围绕太阳转。
      师：地球围着太阳怎样转？你能来演示一下吗？
      生演示，拿着地球仪围绕太阳（灯泡）转动。
      师投影，出示“地球围绕太阳转”
      （评析：通过科学史的教学，使学生认识到探究宇宙的奥秘需要经过长期的观测实验，需要借助技术先进的工具和掌握科学研究的方法，正确认识科学发现的长期性和艰巨性。）
      师：地球围绕太阳转，怎么会形成白天和黑夜的呢？究竟是什么原因产生了昼夜的变化呢？同学们思考一下，提出你们的猜想。
      学生小组讨论。
      师：请大家把自己小组的猜想画或者写在探究计划表中。
      老师到各组指导，要求学生在画图的同时用语言进行描述，也可以在图画中补充一些说明文字。
      师：我们来交流自己的猜想，你们认为地球昼夜的变化是由什么原因引起的？
      生：我们小组认为地球的自转引起了昼夜的变化。
      生用投影仪展示自己的猜想图并讲解：昼夜的变化是由地球的自转引起的。这是一个地球，这是太阳，地球在自转的时候太阳光照射在地球上，就产生了昼夜的变化。
      师板书：猜想1. 是由地球的自转引起的。
      师：还有不同意见？
      生：地球绕着太阳公转引起的。（学生展示自己的猜想图。）
      师板书：猜想2. 是由地球的公转引起的。
      板书：猜想：昼夜的变化
           1. 是由地球的自转引起的。 
           2. 是由地球的公转引起的。
      师：同学们提出了两种不同的猜想，这些猜想到底成立不成立呢？
      生：我们可以通过观察和实验，用实验获取的证据来验证。
      （评析：猜想就是让学生尝试构建一个解决问题的模型，部分学生对地球的自转和公转已有所闻，但与昼夜形成的关系模糊不清一知半解。指导学生学会用画图的方式进行猜想，然后对图画进行描述，有利于帮助学生重新构建或修改初始的认知模型。我们要尊重学生的猜想，不要随意地加以否定，重要的是指导学生学会收集证据来证明自己的猜想。）
      师：实验前，我们需要制定一个实验计划，请大家取出实验计划表，看一看，表中有些什么项目？
      生：我的猜想、实验材料、实验过程等。
      师：计划中首先明确自己要验证的猜想，再围绕这个猜想来设计实验，在我们面前的实验桌上，有老师为大家准备的材料，哪些是你所需要的，还需要什么？实验过程是什么？如何操作？请小组讨论后，填写在探究计划中的实验设计一栏。
      学生分小组讨论、设计实验。
      师在巡视中发现了一个普遍存在的问题，提醒大家注意：有必要在地球仪上找出我们所在的位置，做个标记，想一想，这个标记的用途是什么？
      全班交流各组实验计划。
      生：我们需要的材料是手电筒，……
      师：等一等，先说一说你们的猜想是什么？
      生：我们组的猜想是昼夜的变化是由地球的自转引起的。
      生：需要的材料是手电筒、地球仪和橡皮泥。……实验过程是：先在地球仪贴上橡皮泥，打开手电筒，手电筒的灯光直射在地球上，慢慢转动地球仪，使它自转，观察粘橡皮泥的地方光照的变化，注意点是手电筒不能移动，而且要拉开一定的距离。
      师：老师想问一下，为什么要拉开一定的距离？
      生：如果不拉开一定的距离，灯光只能照到一小块地方，而照不到半个地球，实验结果就不准确了。
      师：其他组呢？说一说你们组是如何设计的？
      生：我们猜测的是地球昼夜的变化是由地球的公转引起的。我们使用的材料是手电筒、地球仪，还有贴花。实验过程是：首先在地球仪中找到我们所在的位置，贴上贴花，再打开手电，用手电当作太阳，让地球围绕着手电筒转，观察地球上灯光的变化。
      师：同学们对他们的设计有没有疑问的？
      生：手电筒不可以当作太阳，太阳四面都有光，手电筒只有一面有光。
      师：那你们准备怎么办？
      生：可以将手电筒换成灯座。
      师：好，老师借一个灯座给你们，你们可以到讲台上做实验。
      师：其他组的同学有没有什么疑问？
      生：没有。
      师：下面请同学们按照自己的设计去完成实验，要注意观察地球仪上光线的变化，然后把实验中看到的现象记下来。
      生：可以用画图的方法记录吗？
      师：你这个想法不错，不少科学家的实验手稿就常用图画来记录的。当然，配以文字记录更好。
      （评析：动手之前先动脑，应该成为学生经历科学探究过程的基本行为习惯。实验前,让学生制定实验计划,可以养成学生良好的行为习惯。计划的制定，需要指导学生围绕猜想，选择实验材料，设计实验过程，让学生在设计实验的过程中将动脑和动手结合起来，以动手促动脑，变传统的模仿实验操作为学生主动的设计实验，从关注技能的形成到关注思维品质的提高和创造能力的培养。老师在学生制定计划前提供有结构的材料，能够帮助学生降低设计实验的难度，少走弯路。）
      生开始实验，一边操作，一边观察，认真记录实验现象。
      师：为自己的猜想找到证据了吗？发现了什么？ 谁来把自己实验的过程演示给大家看一看？也可以把实验记录与大家交流。
      生边演示边解释：我们猜测的是地球的自转引起了昼夜的变化。先确定我们所在的位置，然后地球自转，现在这个位置是早晨，刚刚照到灯光，然后地球慢慢地自转，这样就到了中午，然后地球继续自转，这样就到了傍晚，再自转，我们所在位置转到了地球背对太阳的一面，照不到灯光，就是深夜。实验证明我们的猜想是正确的。
      师: 其他组的实验情况呢?
      另一个实验小组的两个同学边演示边描述。
      生1: 我们的猜想“昼夜的变化是地球围绕太阳转引起的。”
      生2：我们先把五角星固定在一个位置，然后，地球围绕太阳转动，这时候，我们所在的位置是中午，然后围绕太阳转，这时，我们所在的位置是傍晚，然后再转，我们所在的位置是深夜，西半球是白天。
      另一个小组的同学提出疑问：我有不同看法。根据以前学到的知识，（地球）绕太阳一周是一年。如果这样产生一次昼夜变化需要一年的时间，那也就太长了吧！如果这样转下去的话，我们所在的位置有半年没有太阳照了。
      师：你们的意见呢？
      生：觉得他们说的也对，但这样地球也能产生昼夜的变化，只是时间太长了。
      师：你们的猜想能够成立吗？
      生：好像不正确的。
      师：地球的公转是不是引起地球昼夜变化的主要原因？
      生：不是。
      师：通过同学们的实验，昼夜变化的主要原因已经找到了，实验验证了第一小组的猜想。
      板书：地球的自转是形成昼夜的变化的主要原因。
      （评析：科学探究是一个动手实践的过程，也是科学的思维过程。提出问题—猜想和假设—制定计划—实验验证—形成科学概念，探究活动环环相扣，动静结合，科学思维贯穿始终，教学中，我们不可能处处着力，但每一课都要有一个重点，让学生逐步掌握这一科学的学习方法，在探究中沿着概念发展的箭头形成科学概念。）
      生：老师，有一个问题，为什么平时我们看到的是太阳在空中移动，而不像实验中所看到的那样，感觉不到是地球的自转引起了昼夜的变化呢？
      师：我们平时看到的太阳是东升西落，总感觉太阳在动，与我们的实验结论不吻合。请同学想一想，能不能结合我们的生活实践，设计一个实验，把我们平时看到的太阳东升西落，与地球的自转联系起来进行解释？
      学生小组讨论，有的小组尝试用实验材料进行模拟，有的在画图讨论。小组讨论后，老师组织交流：现在同学们能解释这一现象吗？
      生：因为地球在转的时候，地面也在转，地球上的人也跟着转，因此地球上的人就感觉到太阳在绕地球转，就和坐汽车一样，窗外的景物在不停的往后退。
      师：也就是说，行进中的汽车好比——
      生：地球。旁边的景物就相当于太阳。
      师：人呢？
      生：坐在汽车上的人，就好像站在地球上的人。汽车在前行，坐在汽车上的人就感觉到旁边的景物在往后退。                          
        
      投影：汽车—好比—地球    景物—好比—太阳 
      师：还有其他的解释吗？
      生边演示边描述：假设我们在（地球）点这个地方，太阳固定在这个地方，地球是这样转的，从这里看太阳的时候，太阳在东边，（地球）再转到这个位置，我们就看到太阳在中间了；地球在继续转，从这个方位看，太阳就慢慢下去了。
      师：这位同学借助地球仪进行了演示，这是一种很好的方法，老师学习他的这种办法换用一个数码相机来演示一下。
      老师在地球仪上确定一个观察点，在观察点固定好数码相机，对准墙壁上的“太阳”，转动地球仪，边演示边解释：我们转动地球仪，好比地球在转动，固定在地球仪上的相机好比站在地球上的人，也跟着在转动，银幕好比天空。
      投影：银幕上出现太阳东升西落移动的活动图像。
      师：同学们有没有注意到，刚才老师的地球仪是怎样转动的？
      生：地球仪是自西向东转动的。
      师：太阳呢？
      生：太阳从东边升起，到西边落下。
      师边演示：如果老师的地球仪从东往西转动，银幕上会出现什么样的现象？
      生：太阳就会西升东落。
      师：由此我们能不能判断地球自转的方向？
      生：地球自转的方向是自西向东，我们看到的太阳就会东升西落。
      师板书：地球自转的方向是自西向东。
      师生共同小结。
      （评析：回顾本课教学，学生在老师的带领下经历了一个探究地球昼夜变化的过程。教者指导学生借助绘图和实验的方法，对初始概念不断修改和完善，从眼睛看到太阳的视运行而形成的初级模型发展到构建一个地球自转形成昼夜变化的高级模型，让初始经验逐步接近科学事实，学会即对科学事实的解释，三次绘图是学生认知模型的三次完善和提升，使学生在自主探究的过程中逐步建立科学的概念。教学实践说明：概念的发展必须与学生的认知经历并行，概念的发展必须与掌握科学的学习方法并行。本课教学，教者还注意渗透科学技术史的教育，使学生认识到技术的进步，观念的创新才能催生科学的新发现。运用现代化教学手段，直观形象地将学生看到的太阳东升西落现象与地球自转形成的昼夜变化相吻合,帮助学生验证推理，化解了教学难题。）