1、證明地球在自轉徐春健教學設計設計者：杭州市基礎教育研究室 徐春健1、 教材及學生分析：在信息社會，“地球在自轉”人盡皆知，包括五年級的學生。但是，證明地球在自轉的真實證據(jù)是什么？很多成人也答不上來，小學生更是如此。所以，本課核心在于課題中的“證明”二字，即引導學生認知支持地球在自轉的證據(jù)“傅科擺”。證據(jù)意識不但是本課的教學目標之也是本單元的單元目標之一，更是小學科學的學科思想之一。“傅科擺”的認知對于五年級學生來說是非常困難的現(xiàn)行的中學教材考慮其難度，已經(jīng)弱化這個知識點了。“傅科擺”之所以難以認知，關鍵在于需要學生轉換空間視角來思考問題：從地球視角（地球上）來看，是擺的方向在變化;而從宇宙視角

2、（地球外）來看，是地球自轉引起的變化。五年級學生的空間想象能力本就較弱，還要轉換空間視角來思考，這對他們來說真是極大的挑戰(zhàn).在本課的教學中，我準備利用思維模型的建立、實驗現(xiàn)象的分析、視頻技術的采用等來減輕學生對“傅科擺”的空間認知負荷，以期達成敎學目標。二、教學目標：?？茖W概念：知道擺具有保持擺動方向不變的特點：知道“傅科擺”能證明地球在自轉?？茖W採究：通過類比和實驗，感受到由于視角不同，同-事物的成因會有多種解釋。科學態(tài)度：嘗試對生活中常見現(xiàn)象的成因提出不同的解釋，激發(fā)質疑精神；意識到科學的發(fā)展是基于證據(jù)之上的?？茖W、技術、.社會與環(huán)境目標：感受到用視頻技術實現(xiàn)視角轉換的神奇。三、教學重難點

3、：，知道傅科擺可以證明地球在自轉。四、教學準備：教師：紅色圓片紙一張、自制可旋轉的擺、課件PPJ（含視頻資料）、數(shù)碼相機2只、電腦及投影機、時間軸貼紙、科學家頭像貼紙；“學生：紅色圓片紙（每人一張）、自制可旋轉的擺（四人組）、記錄表（每人一張）五、教學過程：課前：“我們先來練練腦筋?！薄皬埵迨逡惶熘泄瘟?3次臉，但臉上卻仍有胡子。這是什么原因？”答案：張叔叔是個理發(fā)師。談話：“這表明，有時候換個角度來思考，能解決-些難題?！保ㄔO計意圖，為本課的思維模型做鋪墊）（一）、思維模型的建立。1、播放“火車前進”的視頻，設問：“你看到窗外的景物是朝哪個方向運動的？實際上是誰在動？朝哪個方向？”（板書：景

4、物后退火車前進），設問：“看到景物后退，這是觀察者站在哪個位置看到的？假設看到火車前進，觀察者應該站在哪個位置？”,小結：“同一件事，為什么會有兩種現(xiàn)象？”“是的，雖然是同一件事，但只要觀察者的角度不-一樣，看到的現(xiàn)象也不一樣.”（板書：位置1位置2）“這樣的例子在生活中有很多?！保ㄔO計意圖：本環(huán)節(jié)指向觀察位置的重要性項察位置改變，會影響所看到的現(xiàn)象.即物理學中的參考系。）2、 播放小紅球的“東升西落”運動ppt設問：“比如我們每天看到太陽東升西落，似乎太陽是繞著地球在轉的，這是我們站在地球上看到了的現(xiàn)象。所以，古代的人們幾乎都認為太陽是在繞著地球轉動的，這就是地心說。代表人物就是古希臘的托勒

5、密。而事實的真相是什么？是地球在繞著太陽轉動，太陽看上去東升西落，其實是地球在自轉，這就是日心說。代表人物是哥白尼。這些都是你們上節(jié)課學過的知識?！保ò鍟禾柪@著地球轉 地球自轉）出示時間軸，在上面適當?shù)奈恢觅N上托勒密和哥白尼的頭像.。（設計復習舊知，體現(xiàn)單元整體教學）"（二）、認識“傳科擺”。1.設問：“問題是，哥白尼認為地球在自轉，這只是-個假說，他沒有真實的證據(jù)”。（板書：證據(jù)）談話：“事實上，找到地球在自轉的證據(jù)是很難的，我們來做個小實驗?！币笙然?0秒盯著地面，設問：“你們現(xiàn)在在哪里？就在地球上。你看到地球在自轉嗎？”設問：“作為現(xiàn)代人，我們有證據(jù)能證明地球在自轉?！辈?/p>

6、放“從國際空間站俯看地球自轉“的錄像，知道地球的確在自轉。談話：“在古代沒有這樣的科學技術啊.所以，證明地球在自轉成了一個世界性的難題，”（板書：證明地球在自轉），談話：“在歷史上，誰會是第一個提供地球自轉證據(jù)的人呢？他就是法國科學家傅科?！痹跁r間軸的上面適當?shù)奈恢觅N上傅科的頭像."2、播放“傅科擺”的方向發(fā)生偏離的錄像，設問“傅科有什么發(fā)現(xiàn)？”（板書：傅科擺方向變了）為什么擺的方向變了呢？請猜測下。歸納：“大家的猜測可以歸為兩類，一類認為是擺本身的向題，方向發(fā)生了變化；另一類認為擺本身沒問題，是地球自轉造成了這種現(xiàn)象.那么，怎樣來檢驗呢？顯然，證明地球自轉太難，我們來做擺的實驗簡單

7、些?！保ò鍟簲[本身方向在變地球自轉）“（預設：如果學生意思不到地球自轉的可能性，就讓學生畫直線）“播放“傅科擺”模擬實驗的實驗題目“研究問題：擺的擺動方向會改變嗎？“（設計意圖，推導出研究主題）。3、初步演示：談話：“為了你們方便觀察，我將擺左右擺動起來，請看，它擺動的方向改變了嗎？”教師在視展臺上操作，并用黒色祺子定位。談話：“擺的方向沒有變化。不過，這樣的操作太簡單了，我們要讓底盤動起來。"教師演示轉動底盤，結合PPT講解轉動要求，觀察擺的方向是否變化。4、學生實驗：體驗傳科擺。（第一次實驗，從宇宙視角進行觀察）利用視展臺匯報，發(fā)現(xiàn)無論順時針還是逆時針，無論左右擺還是前后擺，擺

8、的擺動方向都是不變的。板書：“擺的方向不變”3談話：“既然擺的方向是不變的，那么，只可能是什么在改變？”（板書，地球在自轉）。（設計意圖：這是本課認知的一個基礎，很重要），5、談話：“剛才實驗時，有同學發(fā)現(xiàn)擺的方向的確有微小的變化。這可能是什么引起的？”（風、推動角度等外力因素）.談話：“要做好這個實驗其實是很不容易的。實際上，傅科在做這個實驗時，動了很多腦筋。閱讀書本77頁的資料。傅科的擺繩長達60多米，相當于20多層樓，擺錘重達27千克。擺長這么長，擺韁這么重，目的是什么？是的，讓擺更平穩(wěn)。而且，資料中還沒寫，他為了讓擺動起來，是將擺先栓在墻上，然后燒斷拴住擺錘的繩子，這樣是為了什么？對，

9、盡可能地減小干擾。6、 談話：“那就讓我們來看看傳科的實驗情境吧?！辈シ乓曨l。7、討論：“我們剛才做的就是傅科擺實驗。為什么我們做出來的是方向不變，而錄像中傅科擺的方向在變呢？”（關鍵性問題）“（學生：從不同的位置看：我們的實驗相當于在空間站上看，錄像中相當于在地球上看.）8、談而“老師有一張坐標紙，請放在擺的底盤上，我們再次把剛才的實驗做一遍”。演示實驗：再做一次，點明上面有一只攝像機。（第二次實驗，從地球視角進行觀察）。分析：“你們看到了什么？”播放地球視角的錄像。（看到擺在坐標紙上做圓周運動），討論：“為什么同一個實驗，我們看到擺的方向是不變的，也看到擺的方向在變化？”談話：“原來是觀察

10、者的位置不同.傅科的實驗充分證明了地球在自轉。（板書：地球在目轉）-9、談話：“你們真聰明,傅科擺的知識是很難的，初中科學課已經(jīng)把這個內容刪掉了，高中地理課把這個內容改成了選學內容，你們已經(jīng)超越了中學生的水平，表揚一下自己。（三）、新證據(jù)下的判斷：1、談話：“現(xiàn)在獎勵你們看一段錄像輕松-下，這段錄像與眾不同，先放右邊一半，再放左邊一半.等會兒請說說，當看到右邊一半時，有什么感受，等到左邊看完時，有什么感受?！辈シ拧皯已逻吷蟿澊钡囊曨l。學生談感受“前后變化”。談話：“隨著新的證據(jù)，我們對事物的看法會發(fā)生變化！”2、出示第1課關于“晝夜交替現(xiàn)象”的四種解釋PPT，設問：“這四種都是第1節(jié)課能解釋晝夜交替的4種假說。根據(jù)今天掌握的證據(jù)地球在自轉，哪幾種假說可