1、 3.13.1 月球、地球和太阳月球、地球和太阳 【教学分析】【教学分析】 日食发生时，看上去太阳的形状（包括投影形状） 、天空的亮度等都会发生改变,现象明显,不易与其他概念混淆（月食则容易与月相变化相混淆） ，所以日食现象是探究月球、地球和太阳的位置关系乃至大小关系的良好素材。 教材中本课的第一部分是引入活动。 尚书的记载描述了日食发生的过程以及古人对日食出现原因的推测。古人的描述是真实的，而古人的推测是基于当时的知识背景产生的，所以“天狗食日”的说法必然是不正确的。这里可用猜谜的方式让学生推测古人描述的是什么天文现象，并说出依据，从而探查学生的前概念。 第二部分是猜想假设。先提供真实的日食
2、图片或视频资料，指引学生进行观察。然后引导学生描述日食发生的过程，说明这个“怪物”是从哪个方向、怎样一点点“吃掉”太阳的，又是怎样“吐”出来的，这个“怪物”是“谁”呢？这样一步步引导学生对日食的成因作出假设。 第三部分为事实证据。模拟实验是探究天体运动规律的常用方法，能较为方便地验证自己的猜想假设，获得相关的事实证据。此处,根据自己的假设开展日食模拟实验,并观察模拟实验现象与真实的现象是否一致。在正式开始模拟实验之前，需要让学生明晰每个材 147 料模拟的对象。在实验过程中，需要关注每次的模拟结果与真实现象的吻合程度， 并记录天体在怎样的位置条件及运行情况下会出现日食现象。 第四部分是处理信息
3、，是本单元能力培养的重点环节。处理信息前需要收集信息。通过模拟实验，各组已获得了相应结果。教师可组织学生分享各组的实验过程和结果,并将结果的关键词或示意图记录在黑板的表格上。接着，组织学生整理信息，描述月球模型在什么位置、在怎样的运行情况下会挡住太阳模型，进而解释日食的成因。在此过程中进一步明晰月球、地球与太阳的相对大小、位置 关系和运行规律。 第五部分是迁移应用。完成了对日食的模拟分析，学生可用相同的思路去思考产生月食现象的原因，在拓展知识面的同时巩固所学内容。 【教学目标】【教学目标】 (1)科学观念：能够描述月球、地球和太阳的相对大小和相对运动方式。 (2)科学思维：能在小组分享中收集汇
4、总实验结果，通过对比分析，概括出日食发生的原因。 (3)探究实践：能在教师的指导下,设计出模拟实验方案，并借助统计图表对搜集到的证据进行信息处理。 (4)态度责任：对自然界知识产生兴趣。 【教学准备】【教学准备】 (1)材料准备:月球、地球和太阳的模型等。 (2)活动场地:科学教室。 【教学过程】【教学过程】 (1)故事导入，提出问题。 师:在古代，人们就对浩瀚的宇宙充满好奇。据尚书记载，夏朝时的一天中午，人们突然发现太阳光线在一点点减弱，仿佛有个黑黑的怪物在一点点地把太阳吞掉。请问,古人描述的是什么天文现象？ 生：日食。 师:你为什么判断是日食？ 生：因为是中午的时候太阳光线减弱甚至消失,所
5、以是日食。 师： 日食发生的原因是什么？真的像古人所说的那样是被怪物 “吃” 掉了吗？ 生:是被月亮挡住了 猜想假设。 师:接下来,我们一起观看视频，感受日食的发生过程。 (播放不同时间、不同地点的日食视频) 师:这是不同年代出现的日食现象，它们有什么共同点？ 生 1:天空都会逐渐变暗， 太阳光线一点点地消失， 过了最暗的时候又慢慢变亮。 生 2:太阳总会从右侧开始消失，然后消失的部分不断扩大,直到整个太阳全部消失不见,过一会儿太阳再从右边逐渐变亮。 生 3： 遮挡太阳的影子是圆形的,感觉像是一个不透明的圆盘从右边滑到了左边。 师:非常好，大家已经大致总结出日食发生时的规律了。一个圆形的物体从
6、右往左慢慢地遮挡太阳，又慢慢地离开。这个圆形的物体可能是什么？ 生:可能是月球。 师:月球与太阳的体积相差很大，月球为什么能遮挡住太阳？ 生:月球虽然小，但离地球近，太阳虽然很大，但却离我们很远,所以我们在地球上看到的太阳和月球的大小差不多。 师:看来日食发生的原因可能和地球、月球、太阳这三者之间的位置有关。那么,为什么发生日食的时候月球总是从右往左遮挡太阳呢？这可能与什么有关？有怎样的关系？ 生 1:与它们的运动有关。 我猜想月球总是从右往左绕着地球运转， 日食期间月球从太阳的右边穿到了左边。 师:从右往左,你指的是顺时针方向还是逆时针方向？ 生 1:应该是逆时针方向，就是在天空中是从西往东
7、的。 （教师展示星体运行图，并书写“假设一” ） 师:假设一，日食的成因是月球绕着地球逆时针运转（这里是相对于地球北极上空来说,下文所指相同）时，正好运转到太阳和地球的中间，于是挡住了太阳。 生 2:我觉得可能不是月球绕着地球运动形成的日食， 因为日食几小时就结束了,月球不可能“走”这么快。 师:如果不是月球运动引起的,那可能是谁运动引起的呢？ 生 2：可能是地球自转引起的。地球逆时针转动，地球上的人就能看到月球从右往左遮挡太阳。 师:那日食发生的时候月球在哪个位置？ 生 2：在地球和太阳中间。 师:请把你的假设完整地叙述一下。 生 2：我的假设是当月球位于地球和太阳中间时会遮挡太阳形成日食。
8、地球逆时针转动，地球上的人会看到月球从右往左遮挡住太阳。 （教师板书星体运行图，并书写“假设二” ） 师:这两位同学讲出了自己的假设。接下来请同学们独自思考，作出自己的假设，并在记录单上画出月、地、日的模拟运行轨迹。 （学生书写假设并画出星体运行图） （3）事实证据。 师:月球是地球的卫星，围绕地球转动。月球与太阳的体积相差甚大，怎么能遮挡甚至完全遮挡住太阳呢？月球为什么总是从右往左遮挡太阳呢？大家都提出了自己的假设，怎样验证我们的假设是否正确呢？ 生:我们不能到太空去观察太阳、地球和月球是如何运动的，但是我们可以用模拟实验的方式来验证。 师:是的，我们在五年级学习转动的地球一课时就使用过模拟
9、实验。你们能利用老师提供的太阳模型、月球模型设计一个模拟实验来验证自己的假设吗？ 生 1:将太阳模型固定住，将人的头视为地球，眼睛就是地球上的观察者，人还需要绕着太阳转。另一个人拿着月球模型绕着“地球”转，看看是否能观察到 “日食”的现象。 生 2:还要考虑地球自转,所以人也要转。 师:这里涉及自转和公转,请考虑运行的方向。还有吗？ 生 3：我觉得不用这么复杂，日食的发生过程很短暂，可以不用考虑地球公转，这样便于观察。 生 4:还有月球的自转，我也认为不用考虑 师:同学们讲得非常好，请各小组根据自己的假设讨论确定模拟实验的方案。下面开始模拟实验。在实验过程中，要注意记录观察到的日食现象和月、地
10、、日三者的位置关系。 （学生分组设计并完成模拟实验） （4）处理信息。 师:请小组汇报各自的实验方案，并说明相应结果。 生 1：这是我们画的星体运行俯视图。我们设计的是太阳不动，地球绕着太阳转的同时,月球绕着地球转。我们看到的结果是:当月球处于太阳和地球之间的时候会挡住太阳。同时，还要离太阳模型足够远,或月球模型距离眼睛非常近，才能将太阳完全挡住。 师:哪个小组有相同方案？有补充的吗？ 生 2:我发现月球离地球稍微远一点会出现日环食的现象。 生 3:我们发现地球不管往哪个方向绕太阳转,只要月球经过太阳时是从右往左的，就是和日食现象是一致的。 师:这说明了什么？ 生 3：我觉得月球就是逆时针绕地
11、球运转的。 师:非常好,根据日食现象直接推断出了月球的运行规律。还有其他方案吗？ 生 4：我们考虑到地球公转一圈要一年，而月球绕着地球运转一圈只需要一个月，所以就忽略了地球的公转。我们设计的方案是太阳不动，地球自转叠加月 球绕着地球运转。 我们发现只有眼睛、 月球、 太阳在一条线上时， 才能出现日食。也就是说， 只有正对着月球和太阳的人们才能看见日食， 偏一点的地方都看不到。 师:你们可以画一个示意图，利用光的直线传播原理,在地球上画出月球的投影。 （学生补充板书） 师:非常好，说明只有处于阴影这个区域的人们才会观察到日食现象。其他区域都处于正常的白天或者黑夜。还有补充的吗？ 生 5： 我们模
12、拟验证的是假设二。 一是发生月食时月球位于太阳和地球中间，且大约处于一条直线上。二是日食时月球从右往左遮挡太阳是由于地球逆时针自转引起的。我们固定太阳模型，将月球模型放在太阳模型和观察者中间，当观察者从左向右转动时，确实可以看到月球模型从右向左遮挡住了太阳模型。所以我们认为假设二是正确的。 师:他们的分析看上去也有理有据。其他同学同意他们的观点吗？ 生:我不同意他们的观点。他们假设地球是逆时针自转的,虽然根据他们的假设所做的模拟实验能够解释为什么发生日食时月球是从右向左穿过太阳的，但是却和我们每天看到的月亮东升西落的现象相矛盾,所以我认为假设二不成立。 师:你分析得非常好，不仅考虑了模拟实验的
13、结果,还考虑到我们日常生活中观察到的现象，更加有理有据。看来只有假设一才是符合实际情况的。不过老师还有个疑问，为什么一定是月球遮挡了太阳呢？有没有可能是金星、水星或者其他星体？ 生:它们离地球太远了，体积又没有那么大，所以不能把太阳全部挡住。虽然月球的体积小，但月球离地球近,所以在地球上看，月球的大小和太阳的大小差不多。 师:是的，正因为月球、地球和太阳这三者之间有着大小、位置和相对运动关系,才会出现奇妙的日食现象。 (5)迁移应用。 师:我们已经了解了日食的成因，谁能用相同的方法分析出月食的成因？发生月食时，日、地、月三者处于什么样的位置状况？ 生 1：和日食一样,三者大致处在一条线上。月球
14、转到了地球的后面，被地球挡住了。 生 2：要在满月的时候才有月食。 师:为什么在满月的时候才会有月食呢？ 生：因为这个时候月球才会“躲”在地球后面。 师:在浩瀚的宇宙中，日月星辰都有着自己的运行轨迹和运行规律，我们看见的日食、月食这样的天文现象只是它们“交互”的瞬间。在广阔无垠的宇宙中还有着无穷无尽的奥秘等着我们去探索、去发现。 【教学反思】【教学反思】 本单元侧重培养学生处理信息的能力。因此,信息处理也贯穿于本课始终:一是通过观看日食的影视资料，获得日食过程的信息,为后续模拟实验的设计提供思路。二是利用讨论的形式让学生获得更多与日食相关的信息，并通过绘制星体模拟运行轨迹图,提出关于日食成因的假设并确定模拟实验的方案。三是在模拟实验过程中，学生需要关注日、地、月三者之间的大小和位置关系以及相对运动方式，并将数据填写在记录单中，便于后期处理分析数据。四是通过小组汇报的形式分享各组的实验结果，共享资源，再通过整合、总结得出日食发生的规律。
