冀教版科学四年级上册：昼夜的形成教案设计

昼夜的形成

本课概述

本课从“白天黑夜是怎样形成的？”这一问题引入，引导学生探究昼夜成因。活

动１开个学术讨论会，通过讨论引导学术了解“地心说”和“日心说”对太阳和

地球之间关系的解释，帮助学生懂得仅凭直接的观察有时是不正确的，科学是需要反复观察和实验的。“科学在线”内容的基础上，引导学生概况昼夜的成因。

活动２模拟昼夜的形成，指导学生用模拟实验的方法进一步验证自己的假设，对昼夜的形成有一个更深入的认识。本课最后的讨论意在培养学生的推理能力。本课的重点是激发学生探究昼夜成因的兴趣。本课的难点是模拟昼夜形成实验的设计与分析。

教学目标

科学探究目标：

１．能够在合作中设计验证昼夜成因的模拟实验方案。

２．能积极寻找证据支持自己的观点。

情感态度与价值观目标：

１．敢于对别人的结论提出质疑。

２．认识到科学发展是漫长的，很多事物的运动规律需要从更广泛的范围进行研究，才能真正弄清楚事物的本质。

科学知识目标：

１．能说出地球在不停地转动，自转一周为一天，需２４小时。

２．能概述古人对昼夜成因的猜想与哥白尼的贡献。

背景资料

地球自转是一种绕轴旋转运动，在北极上空观察呈反时针方向，南极上空观察则呈顺时针方向，习惯上称为自西向东旋转。自转周期为一日，因参考点不同而有恒星日（以恒星为参考点所度量的地球自转周期）、太阳日（以太阳为参考点所

度量的地球自转周期）和太阴日（以月球为参考点所度量的地球自转周期）之别，时间分别为２３时５６分、２４时和２４时５０分。自转角速度为每小时１５°，线速度则因纬度和海拔不同而异。

地球自转决定了地球上昼夜更替，并使地表一些自然地理过程具有昼夜节奏，还使运动物体如气团、洋流和流水发生偏转。地球自转造成同一时刻地球的不同经线上具有不同的地方时间，还使潮汐转变为与自转方向相反的潮汐波。

好奇点

模拟昼夜的形成可能是学生的好奇点。

学科关联

语文：阅读研究资料，与同学交流自己的观点。

课时安排

建议本课安排２课时。两个活动各用１课时。

活动１开个学术讨论会

活动目标：

１．能承认地球在不停地自转，敢于对别人的结论提出质疑。

２．能概述古人对昼夜成因的猜想与哥白尼的贡献。

３．能说出地球自转一周为一天，需２４小时。

４．意识到科学发展是漫长的过程，很多事物的运动规律需要从更广泛的范围进

行研究，才能真正弄清楚事物的本质。

活动建议：

１．建议本活动在小组讨论基础上全班共同进行。

２．活动可直接从教材的引入开始。布置学生在小组内用５～６分钟的时间为讨

论会作准备。如果学生对地球围绕太阳转没有任何疑问，可请一部分小组为“太阳绕着地球转”的观点寻找证据；另一部分小组为“地球围绕太阳转”的观点寻

找证据。目的在于引导学生体会古人对昼夜成因的解释。

３．在学生讨论过程中，教师可适时将自己搜集到的资料介绍给学生。让学生阅读教材中包括“科学在线”的资料后，帮助学生了解人类科学认识的艰巨过程。

并体会哥白尼日心说的巨大贡献。

４．“科学在线”之后的一段文字可以帮助学生更清楚、更完整地解释昼夜交替

现象的形成。教师根据学生实际情况，在讨论和分析活动中做适当引导。

活动２模拟昼夜的形成

活动目标：

１．能够在合作的基础上提出模拟实验的方案，并能正确操作。

２．能够较清晰地向其他同学解释自己的模拟实验的结果。

３．能积极寻找证据证实自己观点的正确。

实施建议：

１．本活动是在学生已经知道昼夜形成原因的基础上进行的。实验前要留给学生充足的时间讨论：如何利用教师提供的材料来模拟昼夜的成因，如何分工合作等。２．要注意引导学生交流实验计划，在明确实验目的和方法，准备好所需材料后，再开始实验。实验时用遮光窗帘将教室变暗，以保证实验效果。学校如没有地球仪，可用学生自制的地球模型代替。

以下具体实验步骤供参考：

⑴将地球仪的北极对着北方，在桌面中间放好；

⑵面对地球仪，使它自西向东旋转（逆时针方向），在中国北京或其他省会城市

的位置贴上小纸人；

⑶在正对地球仪１米左右的地方打开手电筒，调整电筒的远近，以地球仪上清晰地出现明暗两部分为宜；确定地球仪上的白天部分和黑夜部分；

⑷将小纸人所在的位置旋转到黑夜部分，慢慢转动地球仪，观察小纸人投向地球仪表面影子的位置和变化过程与一天中我们实际观察到的现象是否一致，从而确定地球旋转的方向。这一教学过程重点是让学生探究地球自转的方向，教师要鼓励学生应用平时观察到的地球上的物体在一天中影子自西向北再向东的变化过

程来解决这一问题。

⑸两人一组，轮流演示同一位置的昼夜变化。

３．为了帮助学生强化探究中的认识，教师还可以在地球仪旁边放一块钟表，告诉学生地球仪旋转的方向要和表针转动的方向相反。

４．实验结束后各组分别向全班介绍模拟实验的结果。

５．教材最后的讨论是对知识的运用。一定要让学生先根据两地的位置判断，再用实验演示。同一天中位置靠东侧的地方先被太阳照到，上海在乌鲁木齐的东侧，所以先被太阳照到。

拓展知识

古时候，人们从直观的感觉出发，认为地球是静止不动的。日月星辰东升西落，

是由于它们在围绕地球旋转。公元前４世纪，古希腊哲学家亚里士多德（Aristotle）

提出整个宇宙是一个多层水晶球，地球位于水晶球德中心，恒星、行星、太阳和

月亮都在各自的轨道上围绕地球旋转。这是历史上最早的地心说。

公元２世纪，希腊著名天文学家托勒玫（Claudius Ptolemaeus）在亚里士多德等人的基础上，做了系统的总结和提高，进一步完善了地心说。由于亚里士多德和托勒玫的声望，加上这种理论迎合了后来罗马教廷的宗教思想，地心说整整统治欧洲达１０００多年之久。

１６世纪初，杰出的波兰天文学家哥白尼（Nicolaus Copernicus）经过长期的观测、研究，发现托勒玫的地心说有根本性的错误。他对星空，尤其是对行星的运

动状况做了将近４０年的观测计算，提出了一种全新的宇宙理论——日心说。哥白尼认为，处于宇宙中心的不是地球而是太阳，地球和别的行星一道绕太阳运转，只有月亮绕地球运转。日月星辰每天东升西落是由于地球的自转所引起的。

哥白尼之后，意大利学者布鲁诺（Giordano Bruno）进一步认为，太阳只是无数恒星中的一颗，仅是太阳系的中心，而不是宇宙的中心，这一认识使哥白尼日心说得到了进一步发展。由于日心说危及到当时罗马教会的思想统治，发动教会对布鲁诺恨之入骨，用种种恐怖手段逼迫布鲁诺放弃日心说，布鲁诺宁死不屈，最后被活活烧死。

１６０９年，伽利略（Galileo）用望远镜巡视星空，获得了一系列的重要发现——银河是由无数单个的恒星组成的，木星有４颗卫星，金星有圆缺变化，这些观测事实有力地支持了日心说。教会非常恐慌，将伽利略传到罗马的宗教法庭受审，

并宣判他有罪，直到３００多年后的１９８０年，这一冤案才得以昭雪。

尽管罗马教廷对宣传、支持日心说的科学家加以重重迫害，然而经过开普勒（Johannes Kepler）、伽利略和牛顿（Isaac Newton）等人的工作，哥白尼的学说不断获得胜利和发展。后来的许多发现使地球绕太阳转动的学说得到了举世公

认的证明。