9．昼夜交替

【教学目标】

1．将昼夜变化的自然现象与地球自转联系起来，知道地球每天自西向东围绕地轴自转，形成了昼夜交替与天体东升西落的现象。

2．在教师指导下，通过模拟实验和建构模型等方法，了解地球的自转和公转运动产生的结果。

3．愿意倾听、分享获得的信息，乐于表达、讲述自己关于昼夜交替的观点，能接受别人的建议并对自己的观点做出修正。

4．认识到科技的进步为人们认识天体运动和宇宙探索带来的便利。

【教学重点】

通过模拟实验，了解由于地球的自转产生了昼夜交替现象和其规律。

【教学难点】

分析模拟实验和实际天体运动之间的联系。

【教学准备】

教师材料：课件和太阳东升西落的视频。

学生材料：手电筒、旋转支架、地球仪、铁丝、卡纸圆环、贴纸、方位卡（上北下南左西右东）、卡片（遮挡视线）、模型卡（太阳）、记号笔。

【教学过程设计】

一、故事导入，揭示主题

1．（出示白天和夜晚的校园图片）观察并思考：白天的校园与黑夜有什么不同？（明暗不同）

2．介绍：很早以前，人们就发现了白天与黑夜的光线不同，古代中国人做出了这样的解释：他们认为，太阳是住在东边海上的一只三足金乌，金乌从海上飞出，就迎来了白天，当它休息时就是黑夜。

3．提问：关于这个解释，你提取到哪些信息？

4．小结：古中国人意识到昼夜的形成与太阳有关，太阳出现就是白天，太阳消失就是黑夜。

二、模拟实验一：昼夜现象的形成

1．交流：当然，我们已经知道地球和太阳都是球体，我们用地球仪和手电筒来代替（师出示地球仪和手电筒）。

2．提问：太空中的环境是明亮还是黑暗？（关灯、拉上窗帘）

3．演示：打开手电-亮（白天），关闭手电-暗（黑夜）。

（师将圆环卡纸挂在挂钩上，作为区分昼和夜的虚拟分界线，在地球仪的中国位置贴上贴纸）

4．思考：昼夜每天交替一次，好像没问题，这个神话传说似乎确实能够解释昼夜的形成？

生：不对，太阳的照射是持续的，并不能像手电一样一开一关。

生：不对，按照这样的方法，地球的另一半永远都是黑夜。

生：不对，地球上还有其他的国家，我们有白天黑夜，他们也有。

5．小结：古中国人对于地球的形状没有概念，更不知道地球上还有许多其他的国家，所以他们只能从自己生活周围的自然现象进行推测，做出了片面的解释。

6．介绍：不可否认，地球上有昼有夜确实与太阳的照射有关。但仅仅只是照射，能解释这个现象吗？（视频：太阳东升西落。）

7．交流：你观察到了什么？（引导学生关注太阳的运动速度和光线的变化）

Ø 太阳从东边缓缓升起，又从西边慢慢落下。（追问：白天和黑夜的变换是突然发生的还是需要经历一定的过程？）

Ø 太阳升起，从黑夜变为白天，太阳落下，从白天变为黑夜。（追问：光线如何变化？）

8．介绍：我们地球上的人每天看到的是：清晨，太阳从东边缓缓升起，傍晚又从西边慢慢落下，昼夜交替，周而复始。所以，古希腊科学家提出了“地心说”，认为地球是宇宙的中心，日月星辰都围绕着地球旋转，从而产生了昼夜交替的现象。

9．思考：这个解释是否合理？

三、模拟实验二：昼夜交替现象的形成

1．师生交流：

生：合理，这确实能够解释昼夜交替现象的形成。

生：不合理，如果太阳按照缓慢的速度绕着地球转，无法实现24小时转一圈。

2．思考：是否还有其他的可能？

（1）地球绕着太阳转；

（2）地球自转；

3．介绍：是啊，有好几种可能，所以，波兰天文学家哥白尼在16世纪提出了“日心说”，认为不是太阳绕着地球转，而是地球绕着太阳转，昼夜交替现象是地球自转的结果。

4．引导：如何证明到底哪种解释是正确的？

生：实验。

5．实验材料：地球仪、手电筒、支架、贴纸。

6．活动提示：

（1）创造黑暗环境，在地球仪上的中国位置贴上贴纸；

（2）将手电筒放在支架上，调节与地球仪之间的距离，让光斑大小与地球仪大小大致相同；

（3）观察并思考：

Ø 地球仪的向光面和背光面分别代表什么？

Ø 白天和黑夜的交界处光线是什么样的？

Ø 白天和黑夜的交界处是一天中的什么时刻？

Ø 哪些国家和中国一样处于白天，哪些国家处于夜晚？

Ø 这几种转动方式是否能够产生昼夜交替？

Ø 如果可以，它们产生的昼夜交替有什么不同？

7．分组活动：模拟不同转动方式产生昼夜交替的情况。

8．交流汇报：

Ø 地球仪的向光面和背光面分别代表白天与黑夜；（师介绍：昼半球和夜半球）

Ø 白天和黑夜的交界处光线较弱，缓慢过渡；

Ø 白天和黑夜的交界处是一天中的清晨和傍晚；

Ø 和中国一样处于昼半球的国家是白天，处于夜半球的国家是夜晚；

Ø 这几种转动方式都能够产生昼夜交替；

Ø 它们产生的昼夜交替，星体走过的路程长短不同、绕过的圈大小不同；

9．数据分析，寻找证据：无论是太阳绕地球转，还是地球绕太阳转，走过的路程都很长，但地球自转走过的路程短，昼夜交替的周期为一天（24小时），所以昼夜交替现象的产生应该与地球的公转无关，是地球自转的结果。

（师边讲解边演示）

10．评价：能够结合现象与思考，分析得出结论是非常了不起的科学品质！

11．讲解：当然，我们知道，地球在自转的同时也在围绕太阳公转，只不过昼夜交替现象的产生与地球自转有关。

12．互动：我们不仅知道了昼夜交替的真实原因，还能够针对昼夜交替的现象做出合理的解释，问题解决了。那么，请告诉我，这是一天中的什么时刻？（出示图片：清晨、傍晚……）

生：仅仅通过图片无法判断。

追问：那这里（出示地球仪和圆环卡纸，师手指白天和黑夜的分界线）是清晨还是傍晚呢？

生：还是无法判断？

13．提问：为什么还是无法判断？

生：地球要转起来才能够判断。

14：提问：往哪个方向转？ 

四、模拟实验三：模拟地球的自转

1．思考：我们既看不到地球的转动，也感觉不到，怎么办？

2．引导：我们能看到其他天体的运动，比如太阳，已知太阳东升西落。

3．提问：地球应该往哪个方向转，才能看到太阳的东升西落呢？

4．分组活动：

（1）活动材料：转椅、“上北下南左西右东”方位卡、卡片*2、模型卡（太阳）；

（2）一位同学坐在转椅上，将自己当做地球，手持“上北下南左西右东”方位卡，眼睛两侧贴上卡片，另一位同学手持太阳模型卡；

（3）第一次实验：坐着的同学保持不动，让太阳绕着他做“东升西落”运动；

（4）第二次实验：太阳保持不动，坐着的同学顺时针或逆时针慢慢转动，仔细观察，哪一种转动方式和第一次实验时看到的“东升西落”现象一致；

5．小结：当逆时针转动时，能够看到太阳东升西落的现象，所以，地球自转的方向应该是逆时针。

6．提问：现在，你能够判断清晨和黄昏了吗？

7．交流：由夜晚逐渐过渡到白天的那段时间是清晨，由白天逐渐过渡到夜晚的那段时间是傍晚。

8．操作：将卡纸圆环对折，将代表黄昏一侧的分界线用记号笔画斜杠。

9.观看视频：太空中看晨昏变化。

10．出示描述一天的时间的词语：黎明、清晨、上午、正午、下午、傍晚、夜晚、午夜……

11．追问：难度升级。你能够通过今天所学的知识，判断一天中的任意时刻吗？

12．互动：

（1）教师选择一个国家，将地球仪转到某个位置，学生说出这个国家处于什么时刻。

例：师将中国转到昼半球的中间位置，学生说出“正午”。

（2）学生根据教师选择的国家和时间，将地球仪转动到合适的位置。（投屏展示）

例：师说“中国、傍晚”，生按照正确方向将地球仪转动到中国的傍晚时刻。

（3）学生根据活动手册的提示，完成相应记录。

例：当中国在白天时，处于清晨、傍晚、夜晚的国家分别有哪些（列举一个）？

13．尝试解释：为什么会产生时差？

14．观看视频：地球自转。

15．交流：你有什么发现？

生：地球绕着地轴在转动。（追问：地轴是真实存在的吗？它的方位是怎样的？）

生：从北极点往下看，地球逆时针转动，但从南极点看，地球顺时针转动。

16．小结：在四年级学习“物体的运动”时，我们就知道了陀螺是围绕一个轴心旋转的。地球的自转也是如此，科学家们将穿过地球南北极的轴称为地轴，地轴是一根假想的轴，一端始终指向北极星附近。地球像陀螺一样绕着地轴逆时针自转，约24小时转一圈，所以昼夜交替一次的时间约为24小时。

五、知识应用，解释关于地球自转产生的自然现象

1．思考：人们最终意识到了地球的自转，但为什么我们感觉不到它的自转，反而觉得是太阳、月亮和星星在移动呢？

2．讲解：我们感觉不到地球的自转，是因为我们跟着地球一起转动。正因为如此，以前的人们才无法想象地球自身会转动，直到他们从生活的蛛丝马迹中找到了越来越多的证据，比如：这是一位摄影爱好者拍到的北极星及周围星星的运动轨迹，你能用今天所学的知识分析并作出地球自转的解释吗？

3.交流：因为地球在自转，所以用长时曝光拍摄后，星体的运动会留下轨迹。北极星几乎处于正北方位，在地轴的延长线上，所以看起来北极星看起来“不动”，而其他星体旋转。

六、拓展与延伸：科学与生活

1．拓展思考：

（1）你能用今天所学的知识解释为什么地球的南北两极会出现极昼和极夜现象吗？

（2）请解释：为什么金星上看到的太阳是西升东落的？

（3）昼夜交替可能会对地球上的生物带来什么影响？

2．延伸阅读：

随着科学技术的不断发展与进步，我们能够通过更多方式来证明地球的自转，请利用课后时间自行阅读活动手册第9页拓展资料，并留心观察生活中的各种现象，寻找更多地球自转的证据吧！

3．技术应用：

虽然，现在我们还不能到宇宙空间中去，但各种天文软件的使用，能够帮助大家更直观地了解宇宙中的各类天体是如何运动的，比如：（师介绍手机APP“地球运动”）。请各位小科学家利用课后的时间，应用新技术满足你们的“太空梦”，期待你们更多神奇的发现！

4．课后观察：

昼夜交替是否会对地球上的动物和植物产生影响呢？请利用课后时间，选择自己感兴趣的动物或植物进行观察与记录，通过多种不同的方式了解它们白天和夜晚的变化，下一节课一起来分享有趣的发现吧。

【板书设计】