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2012年北京市中小学优秀教学设计评选1教学基本信息课题北京四季变化是否属于地方课程或校本课程否学科科学学段：小学高年级年级六年级相关领域地球与宇宙教材书名：《科学》出版社：出版日期：2007年6月教学设计参与人员姓名单位联系方式设计者李霞顺义区马坡中心小学13521382002实施者李霞顺义区马坡中心小学13521382002指导者高晓颖顺义区教育研究考试中心15010416110课件制作者其他参与者指导思想与理论依据科学教学必须关注学生已有的概念，并设法改变他们的概念。建构主义心理学对儿童的假设是：儿童具有理解世界的一种强烈的天生的愿望，即使是特别小的儿童也会组织来自外部的各种信息。儿童在他们自身经验的基础上，形成了对世界的理解并形成了自己的理论。如果教师不关注儿童已有的概念，并为他们提供更有效的机会去更正他们原本的错误概念，而只是习惯于告诉学生正确的概念，就会导致学生对科学概念的不理解。基于以上思想，我对学生进行了前测，设计了本次教学。教学背景分析教学内容：四季成因是京版科学教材第7册六年级上学期安排的内容。属于地球与宇宙——地球运动与所引起的变化——四季的变化要求的内容。课程标准中要求：了解四季变化与地球的公转有关。在第2册第五单元《我们的地球》中，已经对地球有了初步的认识。知道了地球在不停地运动着，地球在自转，方向是自西向东，自转一周需24小时。地球围绕太阳公转，公转方向是自西向东，公转一周需要一年时间，知道了地轴，赤道把地球分为南北两部分。已经学习的这些内容为今天这节课做了铺垫。由于当时是三年级，学生空间想象能力很弱，不一定真正理解，加之相隔两年多，对那些只是可能会淡忘，这就需要在本次课上帮学生再次提取和理解。学生情况：六年级的学生空间想象能力完全可以胜任此内容的学习，课前我对全年级107名学生进行了笔试性前测，情况如下。1阳光照射同一根电线杆，是直射时的影子长，还是斜射时影子长？2阳光照射同一个地区，是直射时这个地区的温度高还是斜射时这个地区的温度高？2012年北京市中小学优秀教学设计评选23我们都知道，早晨没有中午的温度高，你知道这是什么原因？4地球围绕太阳公转一圈需要多长时间？5北京经历一次春夏秋冬四季变化需要多长时间？6春夏秋冬四个季节都有哪些不同的特征或现象？7根据你学过的知识和生活经验，你认为产生四季变化的主要原因是什么？之所以这样出了这些前测题，是想让学生在一些提示下进行理性思考，从而推测四季成因。而并不是让学生没有根据地乱猜想。可以说，前几道前测题都是探究四季成因所需要的知识铺垫。让学生思考这些问题的基础上，再让学生推测四季成因，体现了一个思考过程，同时也为课上的探究做了铺垫。这个前测，我是在讲过昼夜更替后进行的，为的是学生在思考四季成因时不会与地球自转更多地联系在一起。根据自身经验，多数学生认为斜射时影子长；绝大多数学生认为阳光直射这个地区时温度高，可能学生也是根据一天当中中午太阳在头顶上，温度也最高得来的；至于早晨没有中午温度高这个问题，只有一半多点的学生认为是因为中午受到阳光直射；关于地球公转周期还是有一部分学生与自转混淆，但大部分学生知道是一年；经历一个四季也都知道是一年；四季有哪些不同，学生都能写出有关温度不同的词语；有了前边的这些思考，学生在推测四季成因时更多的学生写到与地球公转有关。根据这个前测结果，我认为学生对于四季的认识还是很肤浅甚至是错误的。没有认识到阳光直射斜射造成温度不同这个问题与四季变化也有直接关系。更不知道地轴倾斜造成各个地区的太阳高度角不同。通过这个前测，我觉得还不能完全暴露学生对四季的认识。学生的表达能力有限，所以我又对学生进行了访谈式前测。有的学生认为四季成因与地球离太阳远近有关。有的学生认为四季温度不同就是与地球绕着太阳有关。有的学生还知道与太阳直射点不同有关，但这只是极个别学生。通过谈话交流，学生都知道夏季温度最高，冬季温度最低，春秋温度居中。认为地球上的热量主要来自于太阳。还有极个别学生说地心温度高，是地球造成的。根据这些情况，教学采取了以下教学策略。教学方式：模拟实验探究式、小组合作式、问题引导式、互动交流式、教师讲授式。教学手段：测量气温和影长变化，找出气温与影长与太阳高度角的关系。利用模型模拟实验，观察地球公转到不同位置时立在“北京”那根柱子的影长变化，从而推测北京四季成因。前期教学状况、问题、对策等研究说明：根据学生这些前概念，我认为要了解四季成因有必要安排两课时。虽然课程标准中对此内容的要求是了解层次，但我认为，即使是了解，也应该给学生一个正确的认识。而且要解决学生原有的错误认识。可能最后学生的空间想象还是不能达到真正理解，但至少要给学生一个初步的正确认识。如果只是老师利用一节课讲授式讲一讲，学生的错误认识还是存在头脑中。因为这学期六年级的科学课程不是很紧张，所以我还是决定利用两课时通过讨论交流和简单的模拟实验，通过学生的思维参与，对四季更替有一个初步的认识。1利用第一课时解决错误认识，适当铺垫第二课时。（1）有学生认为地球离太阳近我们就是夏季，离太阳远就是冬季。于是我告诉学生事实正与你们想法相反。出示地球公转轨道图，我们北京是冬季时，恰恰是地球在公转轨道上离太阳最近的点，北京是夏季时，地球在公转轨道上离太阳最远。可以说地球与太阳间的距离与四季温差没有关系。（2）还有个别学生认为与自转有关。就追问学生：四季温差很大，地球每天都自转一圈，而每天的温差大吗？（3）还有学生认为是地心2012年北京市中小学优秀教学设计评选3热量造成的。追问学生：你摸过大地，感觉热吗？为什么有太阳的白天温度高，没太阳的夜晚温度低，地心的热量很难传导过来。（4）有的学生可能跟直射斜射有关，顺势弄清什么是直射和斜射，讲解太阳高度指的是光线与地平面的夹角。（5）地轴向北倾斜问题，将地球放正再公转，思考各地区温度还会变化吗。2知识铺垫（1）首先是地球公转的基本知识。公转周期一年，公转方向是自西向东逆时针，而且地轴永远向北倾斜。通过分析北京各月平均气温得出结论：夏天温度最高，冬天温度最低，春秋温度居中。由于地球公转周期与经历一个四季的时间都是一年，推测四季更替与地球公转有关，一定是当地球转到太阳的不同位置时形成了四季更替。（2）通过认识每天太阳升起的轨迹模式图，认识到从早上到中午，太阳照射大地角度越来越越大，越来越接近直射。课前让学生测量某一天从早上到中午温度的变化和某个物体影长的变化。3了解四季更替原因（1）阳光直射温度高，斜射温度低。在第一课时中，就引导学生认识太阳高度变化规律是从早晨到中午越来越大，和影子联系起来，总结出：太阳高度角越大，越接近直射温度越高，影子越短。这是非常重要的一个支架。再通过模拟斜射和直射比较光斑面积从而推测直射比斜射温度高的原因。（2）模拟实验。在地球仪的“北京”立一根柱子，模拟地球公转。可以选择4个点，观察比较影子长短，从而推测太阳高度角大小，再推测北京温度高低和四季变化。这个实验通过教师引导让学生也参与设计。作为延伸，再解释海南和哈尔滨这个地区为什么与北京温度不同。技术准备：教师演示：课件手电筒地球仪模拟实验器材：地球仪橡皮泥立柱电灯记录单教学目标(内容框架)知识与技能：（科学概念）通过模拟实验，学生了解四季变化与地球公转有关，能说出地球在公转过程中，阳光对北京的照射情况不同引起北京四季温度变化。过程与方法：1通过观察太阳高度变化与温度、影子的关系，通过对比手电筒直射和斜射一个点的受光面积，学生能发现越接近阳光直射气温越高，影子越短。2通过教师指导，学生能参与模拟地球公转实验设计，利用观察影子长短推测太阳高度区别以及北京四季温度区别。情感态度与价值观：通过发现四季成因，学生能感受到地球的运动是有规律的，人类要不断地发现大自然的规律才能更好的生活。教学重点：分析太阳高度与气温、影子的关系。教学难点：设计模拟地球公转实验，推测北京四季变化原因。问题框架(可选项)2012年北京市中小学优秀教学设计评选4教学流程示意(可选项)符号意义：渗透坚持科学观测精神搜集更多证据渗透四季与不同纬度有关为设计和分析实验显现做铺垫确认直射比斜射温度高主流程分流程教学意图集中话题前期铺垫提出假设分析太阳高度角与温度和影长的关系模拟验证直射比斜射温度高问题一：可能是什么原因；问题二：可以观察什么现象判断北京各季节太阳高度角不一样。问题三：如果测量北京地区某一根杆子影长，会有什么不同。模拟实验推测分析设计实验方案模拟实验观察记录延伸学习学习为设计和分析实验提供思维帮助分析北京四季成因再模拟验证分析海南与哈尔滨温度测量一根立柱影长（一年中不同时间）2012年北京市中小学优秀教学设计评选5教学过程(表格描述)教学阶段教师活动学生活动设置意图技术应用时间安排一集中话题二前期铺垫（一）出示四季图片谈：上节课我们讨论了地球运动与四季变化的问题。还说到四季变化与地球公转有关。这只是我们初步的推测。贴出板书：课题公转倾斜的地球和太阳图示四季最主要的区别就是温度不同，地球上的热量来自于太阳，生活中你感觉到，太阳怎样照着我们时，温度高？追问：你根据什么这么说？（一）太阳高度与温度和影子的关系问：什么时候太阳对我们近于直射，什么时候对我们是斜射？1出示阳光照射大地模式图谈：上节课我们已经讨论了这个问题，从早上到中午太阳高度角是怎样变化的？2谈：前些天同学们进行了一项测量活动。（出示活动图片和数据）测量从早上到中午气温的变化和一个物体影子长度的变化。得到了这样的数据。温度与影子是怎样一个变化规律？你能不能用一句话说说，太阳高度角与气温、影子之间的变化规律。根据前测，学生认为是直射时热。可能根据中午热早晚冷。回答预设：学生有了上节课的基础，能说出太阳高度角由小变大。看数据，总结规律。让学生充分说预设：如果学生说到白天最高气温不是正午，解释由于大气受热有一个过程。引出问题为后边分析地球公转模拟实验中的现象做好铺垫为后边的分析提供思维帮助课件测量活动图片数据10秒10分钟2012年北京市中小学优秀教学设计评选6三提出假设四模拟实验推测分析（二）验证直射比斜射热问：为什么直射要比斜射热呢？下边我们做个模拟实验，再分析一下原因。问题一：回过头我们再说北京四季变化。根据前边的分析，你认为可能是什么原因。问题二：我们可以通过观察什么现象来判断北京的四个季节太阳高度角不一样。问题三：如果测量我们北京地区的某一根杆子影长，你认为在四个季节中会有什么不同。（一）设计实验方案谈：有了前边的推测我们能不能设计一个模拟实验来验证我们的想法呢？完善实验模拟公转条件：选哪几个位置来观察？（不同条件）控制好其它条件：在地球仪“北京”处立一根柱子，除了地球所在的位置不同，其它条件都相同，如地轴向北倾斜，杆子长度，都是正对着光等。通过教师引导追问完善实验。（二）模拟实验观察记录并分析出示记录单，解释。提示：既然公转轨道是逆时针的，我们观察最好也师生共同完成手电筒斜射和直射黑板，画出两次光斑面积。分析直射比斜射温度高的原因。思考发言预设：提示学生与前边的测量活动联系起来。实际情况：学生说到与直射斜射有关。小组讨论思考：用什么模拟什么，通过观察什么现象来推测北京四季变化。实际情况：有学生想借助光斑亮暗来推测，教师给予了肯定，但告诉他效果不好。其他组学生很容易就想到借助影子来推测。按要求完成实验：在地球仪“北京”立杆子，分别摆在四个不同位置，观察影子长短。为模拟实验做四维铺垫提高设计模拟实验的能力，保证实验效果。手电筒地球仪灯泡立5分钟22分钟2012年北京市中小学优秀教学设计评选7五延伸学习按照这个方向去观察，模拟地更真实些。（三）分析北京四季板书影长：最长、最短、居中。问：现在你能解释，北京为什么会有四季变化吗？边总结边板书。（四）模拟验证出示老师课前做的模拟实验：在四个地球仪“北京”处粘一个温度计，分别放在四个位置，电灯模拟太阳，5分钟，各个位置上的温度计示数不同。再做相似实验，但地轴不倾斜，温度没有差别。谈：这个实验结果再次验证了我们刚才的推想。出示总结语出示北京、海南、哈尔滨等地区温度，谈：冬季海南为什么比北京热，四