北极星“不动”的秘密教案

北极星不动的秘密教案

江漪

教学课题：5、北极星“不动”的秘密

教学目标：1、认识天空中星星围绕北极星顺时针旋转，北极星相对“不动”，是地球自转产生的视觉现象；从北极星在天空中的位置可推测出地轴是倾斜的。2、结合地球运动的特点，合理解释北极星为何“不动”；根据星星的运动情况、模型和生活中的事例，推测地球自转的特点——地球绕轴运动。3、意识到对科学现象的解释需要得到证据的支持和从已知出发进行推理。认识到多方面、多角度收集证据，有助于更好地进行解释；在活动中培养小组合作精神。

教学重点：地球绕地轴自西向东自转，地轴始终是指向北极星的。

教学难点：由北极星看上去“不动”推理出地球自转的特点

学情分析：五年级的学生，通过电视或书籍，大多数都已经知道地球在自转并且围绕太阳公转这一科学事实。但如果让学生说出自转或公转的证据，那就太少了。深入地了解学生有关地球运动的概念，会发现一些真实、朴素但错误的观点；如地球怎样自传、自转的方向不知道该如何确认、我们观察到的地球以外的天球有哪些现象等。长时间对着北极星空将星体的周日运动拍摄下来，可以发现星体在旋转，北极星处于天体旋转的圆心附近。学生已经知道地球的自传及自转的方向，所以能够解释天体的顺时针旋转现象。但对于北极星“不动”的原因解释还有一定的困难。

教学思路：这节课要让学生基于可观察到的事实，、运用相对运动、模拟再现等原理和方法进行推论、论证，最终认识地球是如何运动的。在这一过程中，需要学生多角度、持续的收集地球运动的证据，如：资料、理论、模拟实验的结果等，还需要具有一定的空间想象力。这些都对学生的探究能力提出了一个较全面的挑战。本课采用多种学生所能接受的方式引导他们进行探究。如模拟实验、参照物、代表性的资料等。这些方式不仅会让学生感到有趣，而且还能促进他们的思考，使他们认识到：复杂而不可直接观察的地球运动，是可以被理解和认识的。教科书安排了几个有层次的活动来帮助学生形成解释。一是直接用图片旋转来再现北极星的“不动”；让学生明白北极星处于旋转天体形成的同心圆的中心；二是让学生结合坐转椅的经验，理解如果保持视线的中心不动，也可以再现周围物体绕视线中心旋转的现象；三是让学生根据陀螺转动的情况，理解地球的自转是围着轴心运动的，四是让学生用地球仪做模拟实验，思考如何将地球仪转动，才能让地球上的人观察到北极星不动；五是让学生根据书中的示意图和地球仪，认识地球绕轴自转。每一个活动，都在一定程度上启发学生对北极星“不动”的秘密进行解释。这些活动也将为他们认识四季的成因奠定基础。

教学准备：南北极天体夜间图片两张、硬纸片一张、地球仪一个、皮球一个、

转椅一把、四季星座运行图运动的北极星空录像、地球仪（每组一个）、北极星空图（每组一份）、北极星运动的简单资料

教学时间；2009/11/24

教学过程设计

一复习引入：

1、太阳东升，白天来到；太阳西落，夜幕降临。第二天太阳又从东方升起来，白昼又来临了，昼和夜就这样不停的交替出现。是什么原因形成了这种现象？

反馈：是由于地球自转造成了这种现象。

地球自转的方向是怎么样的？

反馈：是自西向东转动的

2、我们已经知道地球在自转。在自转的地球上看到地球以外的其他星体（如太阳、行星等）东升西落，这其实正是地球与它们相对运动的结果。地球自转的方向，正好与它们自东向西（或顺时针）运动的方向相反，是自西向东（逆时针）方向。

3、如果要让北半球永远看到太阳的话，太阳应该摆在什么位置？

反馈：在北极的正上方。

4、现实中的太阳是不可能位于北极上方的，而是在地球的旁边。正是由于这样的位置关系，地球在自转中，形成了太阳东升西落的错觉。我们看到的东升西落的恒星也是这个道理。但是有一颗星星有点特别，到底是怎么个特别法，让我们来看一看。（出示两张照片）

二、“不动”的北极星

1、这是课文提供的两张照片：一张是在北极天空拍摄而得到的，一张是在南极天空拍到的。请同学们观察这两张照片，说说发现了什么？请同学们分析两张照片，有什么相同之处？请阅读观察提示：（课文第二部分）（出示提示画面）

2、仔细观察这两张图片，并且进行分析和解释：

（1）、两张图片有什么共同点？

（2）、图中的星星在做什么运动？为什么会这样呢？

（3）、圆心附近的北极星看上去不动，怎么解释呢？

同学们可根据对话提示做观察分析，说出“北极星空图“所反映的星星是怎样运动的。

反馈：两张图片都有一个圆心，星星旋转并形成以该圆心为中心的许多圆环；圆心都不在天顶，距地平线有一定的高度。星星们都在作圆周运动。

3、老师做分析讲解：发亮的光环是恒星们在这段时间里运行的轨迹呈一个个的同心圆；它的中心就是天极，当恒星在做周日视运动的时候，北天极和南天极是固定不动的，恒星离天极越近，所得到的圆圈的半径就越小，小熊星座星很靠近北天极，人们通常把它叫做北极星，中心这颗发亮的星就是北极星。北极星在周日旋转中的轨迹是一个极小的圆，我们几乎可以认为它是固定不变的，

使用了电子白板中的放大镜功能，突出了北极星在北极星空运动图中的特殊位置。从而引入本课的探究内容。

三、对北极星“不动”的解释

1、人们在夜间观星的时候，发现了一个奇怪的现象：北极星不动，而其他的星星都围绕北极星做顺时针运动。无论在南极还是北极都看到这种现象，人们把观察到的现象用照片进行记录，组合成书本中的图片。对于北极星“不动”，我们怎样解释？。

2、我们可以借助模型、生活实例和已知进行推理。

请同学们参照课文提供的方法来做一做，帮助我们形成解释。

（1）、借助模型

你觉得这颗星星和地球的位置是怎样的呢？请把它画下来。提示星星怎么画。老师给你一个北极星空的模型，你来模拟一下，在地球自转时，北极星看起来是否不动？你觉得该怎

样做这个模拟实验呢？

模拟实验一：让学生用纸画出星星和北极星，同时将北极星用图钉固定下来，旋转纸板，就可以看到星星围绕北极星旋转。同时，让学生用另一个纸板代表地平线，当这一纸板挡住旋转纸板的下部分时，就会观察到：一部分离北极星较近的星体在转动过程中不会沉到地平线下，而另一部分离北极星较远的星体在转动过程中会沉到地平线下，这就是人们常说的东升西落。这个活动说明了什么？

反馈：这个活动可以直观地让学生观察到星体在转动，而北极星的位置“不动”。地球自转是一个已被学生证实的事实，星体们都会因地球自转而旋转，这一活动还原了这一现象，但暂时还无法解释为和北极星“不动”。，

（2）模拟实验二：地球在不停地自西向东自转，所以我们在夜间能看见星星东升西落，与地球自转的方向相反。怎样能在自转的地球上看到北极星“不动”呢？

用一个转椅代表地球，在教室墙上贴一颗星星当作北极星，请一位同学坐在转椅上，当眼睛盯着北极星看时，北极星好像是不动的，如果视点落在哪一颗星星上，周围的星星就会围绕哪一颗星星运动。

这个活动可以让学生明白：“北极星”处于视线旋转的中心，所以可保持不动。那么地球上会不会有这样一个“视线旋转中心”呢？对于地球旋转中心，做完转椅实验之后，学生可能还不太明白，所以又设计了第三个活动。

（3）用一个陀螺来解释。借助它，可让学生较直观地观察到旋转时的轴心。轴心由于转动线速度小，所以看起来轴心是“不动”的。学生还可观察到轴心与地面倾斜时，陀螺仍可以旋转，这可以帮助学生想象地球自转也有轴心，轴心相对不动，轴心也是可以倾斜着的。观察陀螺转动，想象：陀螺转动时，围绕着一个假想的轴。能想象地球是怎样运动的吗？

反馈：地球在自西向东作自转时，也有一个“视线旋转中心”，就象陀螺的轴心，地球自转时围绕着一个假想轴在转动，这根假想轴是倾斜的（圆心不在天顶，距地平线有一定的高度。）

（5）模拟实验三：最后，让学生试着用地球模型来解释北极星“不动”的秘密，从中可以看出学生是否真正学会了解释。用一个球代表地球，分别代表居住在地球上的“人”，在一面墙上贴一颗星，代表空中的“北极星”。我们如何使球自转又让地球啥个“人”看到北极星“不动”的？

反馈：皮球的转动轴要对着“北极星”所在的方向。

请同学们再次解释：北极星为什么“不动”？

：正确的解释是，让球沿某一轴心逆时针自传，轴心倾斜着对着北极星。球上的小纸人会看到北极星不动，而其他的星星围绕北极星顺时针转动。、北极星的位置并不是在头顶正上方，而是在人们视线往上倾斜的北方天空。通过以上研究，我们能解释北极星为什么“不动”了吗？（地轴倾斜地指向北极星所在的方向）

四、认识北极星在一年四季中保持“不动”

1、（观察图片——四季星空图、播放动画北斗星四季围绕北极星转动），讲解：北斗七星一年四季仍都围着北极星转动，北极星也似乎不动这又说明了什么？

讲解：地球自转时，地轴指着北极星，所以在地球上看北极星不动的。在一年四季中北极星都不动，这说明在一年四季中，地球的地轴始终是指像北极星，说明地轴是倾斜的。

2、阅读P83页的资料，研讨一年中北极星“不动”的原因。出示地球仪，让学生观察：地球