5北极星“不动”的秘密教材分析

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1、5北极星“不动”的秘密教材分析(一)背景和目标   长时间对着北极将星体的周日运动拍摄下来，可以发现星体在顺时针旋转，北极星处于天体旋转的圆心附近。学生已经知道地球的自转及自转的方向，所以能够解释天体的顺时针旋转现象。但对于北极星“不动”的原因解释还有一定的困难。   教科书安排了几个有层次的活动来帮助学生形成解释。一是直接用图片旋转来再现北极星的“不动”，让学生明白北极星处于旋转的天体形成的同心圆的中心;二是让学生结合坐转椅的经验，理解如果保持视线的中心不动，也可以再现周围物体绕视线中心旋转的现象;三是让学生根据陀螺转动的情况，

2、理解地球的自转是围着轴心运动的;四是让学生用地球仪做模拟实验，思考如何将地球仪转动，才能让地球仪上的人观察到北极星不动;五是让学生根据书中的示意图和地球仪，认识地球绕轴自转。每一个活动，都在一定程度上启发学生对北极星“不动”的秘密进行解释。   这些活动也将为他们认识四季的成因奠定基础。科学概念天空中星星围绕北极星顺时针旋转，北极星相对“不动”，是地球自转产生的现象。从北极星在天空中的位置可推测出地轴是倾斜的。过程与方法结合地球运动的特点，合理解释北极星为何“不动”。根据星星的运动情况、模型和生活中的事例，推测地球自转的特点地球绕

3、轴运动。   情感态度价值观   .意识到对科学现象的解释需要得到证据的支持和从已知出发进行推理。   .认识到多方面、多角度收集证据，有助于更好地进行解释。   .在活动中培养小组合作精神。   (二)教学准备   给每组学生准备:南北极天体夜间图片两张、硬纸片一张、地球仪一个、皮球一个。   给全班学生准备:转椅一把、四季星座运行图。   (三)教科书说明   第一部分:天体的夜间周日运动   因地球自转，天体在夜间仍发生东升西落现象。不过夜间的天体视运动与白天太阳的东升西落稍有不同的是，星星们以北极星为轴心东升西落，人们可以

4、较明显观察到转动的中心。而且北极星附近的星体，因转动半径小而不会沉落到地平线下。   教科书第82页右上图为人们拍摄到的北极星附近的天体视运动情况。可以较明显地看到星星们在一段时间内的运动轨迹一以北极星为中心的长短不同的圆弧。左上图是在南极拍摄到的天体运动的类似情况。由于图片中南极星体运动的轨迹更长，可以断定拍摄持续的时间更长。   希望这两幅图可以让学生知道，星星的旋转运动在南北极都能观察到，都有一个旋转的中心。   从图片上看，北极星的位置有细微的变动，而这个变动在实际观察中，用肉眼是很难发现的。也就是说，地轴北端并非完全正指

5、北极星。当然，这个内容并不需要学生去认识。   第二部分:对北极星“不动”的解释   让学生试着对图片进行分析。教科书中指出了观察分析的要点:两张图片有什么共同点?星座在做什么运动?学生之间对话的内容是这些问题的答案:星星运行的轨迹都有一个圆心，星座在旋转并形成以该圆心为中心的许多圆环，圆心不在天顶，距地平线有一定的高度。   要让学生针对本课的中心问题展开研究，北极星看上去“不动”的原因是什么。   引导学生对北极星“不动”进行解释。解释的过程，往往需要学生借助模型、生活实例和已知进行推理。这对学生来说，是一个相当大的挑战。  

6、 第三部分:如何解释北极星“不动”   教科书设计了一系列有层次的活动帮助学生形成解释。   第一个活动:让学生用纸画出星星和北极星，同时将北极星用图钉固定下来，旋转纸板，就可以看到星星围绕北极星旋转。同时，让学生用另一个纸板代表地平线，当这一纸板挡住旋转纸板的下部分时，学生就会观察到:一部分离北极星较近的星体在转动过程中不会沉到地平线下，而另一部分离北极星较远的星体在转动过程中会沉到地平线下，这就是人们常说的东升西落。这个活动可以直观地让学生观察到星体在旋转，而北极星的位置“不动”。地球自转是一个已被学生证实的事实，星体们都会因

7、地球自转而旋转，这一活动还原了这一现象，但暂时还无法解释为何只有北极星“不动”。   第二个活动:让学生坐在转椅上，模拟在自转的地球上，如何看到北极星“不动”。对话框说明了这一实验的要点:在转椅转动的过程中，眼光要直对北极星。这样可以看到其他的星体围绕北极星旋转。在做实验时，画有北极星的纸板要贴在稍高一些的墙上，有利于学生保持头部不动。这个活动可以让学生明白:“北极星”处于视线旋转的中心，所以可保持不动。那么地球上会不会有这样一个“视线旋转中心”呢?   对于地球旋转中心，做完转椅实验之后，学生可能还不太明白，所以教科书又设计了第

8、三个活动:用一个转动的陀螺来解释。陀螺是学生常玩的一种玩具，借助它，可让学生较直观地观察到旋转时的轴心。轴心由于转动线速度小，所以看起来轴心是“不动”的。学生还可观察到轴心与地面倾斜时，陀螺仍可以旋转。这可以帮助学生想象地球自转也有轴心，轴心相对不