以项目化学习为载体  探索科学探究新模式——以《地球的运动》单元为例

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创建于2023-11-16
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 《义务教育科学课程标准》(2022修订版)指出:科学教学要以促进学生核心素养发展为宗旨,以学生认知水平和已有经验为基础,加强教学内容整合,注重教学方法改革,精心设计教学活动。

      项目研究是以学生为中心,以问题为导向,通过创设真实情境,引导学生以小组合作的方式解决问题,最终完成项目的一种学习方式。在科学课程的学习中引入项目研究,有利于丰富教师的教学方法和学生的学习方式,有利于培养学生学以致用的能力,也有利于提高学生的实践能力和创新能力。为此冀英一小教导处邸校长特别提出科学课堂中应注重实施项目化学习,下面将以我校六年级一班《地球的运动》单元的学习为例,为大家分享我们近期的学习体验。

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科学家在寻找问题答案的过程中,会根据观测的数据或假设制作出初步的模型,并根据新的数据,不断地加以修正。不同的模型适合表达不同的知识,我们可以根据自己想要表达的地球知识,选择制作不同的地球模型。

学科项目化研究(一)

制作地球模型

一、驱动性问题:地球的形状是怎样的?地球是怎样运动的?我们能做一个地球模型来表达所知道的地球知识吗?

 二、小组合作 设计方案

(1)确定制作什么样的地球模型:地球结构模型,地球海陆分布模型,地球自转模型。

(2)出示并介绍制作三种模型的材料,一边观察材料,一边思考这些材料有什么特点,如何利用这些材料制作地球模型?

(3)小组成员具体如何分工。

三、实施计划 制作模型 

活动一:地球内部结构模型

1、回顾地球内部结构观察地球内部构造图片,地球由地核、地幔、地壳三部分组成。

2、回顾制作地球内部结构模型的方法,制作模型。

提醒学生需要用较锋利的小刀或极细的线(尼龙线,头发丝等),才能完整的做出剖面,否则模型会塌陷,并严重影响剖面效果

3、模型解释提问:模型表达的地球特征

活动二:制作地球海陆分布模型

1、明确特征提问:观察世界地图,你发现了什么呢?地球是一个不透明的球体,地球上大约70%是海洋,大约30%是陆地,海洋是蓝色的,陆地主要是绿色的。

2、学生活动:用泡沫球模拟地球;参照世界地图,在模型上画出大陆的轮廓;用蓝色和绿色分别在“地球”上涂出海洋和陆地,有能力的学生要分别画出大洲大洋及经纬线。

3、模型解释提问:对照地球照片,我们的地球模型可以表达海陆分布的特征吗?

活动三:制作地球自转模型

1、明确特征:提问:观察地球自转图片,你发现了什么?

地球绕地轴不断旋转,地轴往右稍微倾斜。

2.实验材料:橙子,勺子,筷子

(1)模拟赤道线,横切橙子。

(2)用勺子去果肉

(3)用筷子从橙子上方一点穿入,向下找到正下方的位置,继续慢慢用力穿出,注意安全,避免扎到手。

3.模型解释提问:我们的地球模型怎样表达地球自转?用手拿着筷子,轻轻转动就可以模拟地球自转。

四、展示交流  检验完善

 提问:你制作的模型可以解释地球的什么知识?你觉得你们的地球模型可以如何改进?

 小组上台展示交流自己制作的模型,并进行自评。介绍模型是如何制作的,以及表达了什么知识。对比小组间的模型,它们有什么相同点和不同点?还可以如何改进?学生通过与其他小组对比,修正完善自己的模型。  

五、项目评价  

    小组间进行互评,找出制作模型的优缺点。完成小小鉴赏师记录单。

六、拓展应用 改进模型

    观察常用的地球仪,它和我们制作的模型有哪些不同,它又表达了哪些知识?我们的地球模型还可以如何改进呢? 

     地球仪可以同时表达更多的地球知识。比如:海陆分布、自转、形状等等,下面有个底座,实验操作更加方便。我们可以从这些方面继续改进我们自己的地球模型。地球仪是按照一定比例制作而成的地球模型,它的建立过程也是一个不断补充、修正的建模过程。

     我们制作的模型只能展示地球1-2个特点,而真正的地球是涵盖了以上所有的特征,因此模型是需要不断完善的。

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上节课我们学习了地球在不停的自转,那么地球的自转又形成了哪些自然现象呢?

学科项目化研究(二)

昼夜交替现象

一、驱动性问题:昼夜现象是地球上最常见的现象,那么它是如何产生的呢?与地球的自转有关吗?

二、作出假设

1.画图说明自己对昼夜交替现象的假设。

2.小组介绍自己的假设

三、设计模拟实验

(1)选择实验材料

  如果想通过模拟实验来验证,你会选择哪些材料? 用球体模拟地球(乒乓球、上节课制作的地球模型、地球仪等),用能发光的物品代表太阳(手电筒等)。

(2)明确实验步骤    

依据假设明确用什么模拟什么,怎么模拟。思考:在模拟实验中,根据什么来判断假设是否成立?根据假设进行模拟实验,看是否出现昼夜交替现象。被照亮的一面为昼,背光面为夜。在实验中,如果看到地球模型出现昼夜交替出现,就说明假设成立。如果没有出现昼夜交替现象,就说明假设不成立。

(3)进行模拟实验 

     学生分小组进行实验,观察实验现象,完成实验记录单。

假设1:太阳不动,地球围绕太阳转,产生昼夜交替现象。

假设2:地球自转,产生昼夜交替现象。

假设3:地球围绕太阳转,同时地球自转,产生昼夜交替现象。

假设4:地球不动,太阳围绕地球转,产生昼夜交替现象。

四、交流汇报

 小组分享实验结果,组员们一边实验一边解释实验过程。

五、归纳总结     

     能解释昼夜现象的假设有哪些?它们有什么不同呢?在出现争议时,建议让学生再次展示实验过程,全班一起验证假设是否成立。发现多种假设都能被验证能解释产生昼夜交替现象的成因,它们之间最大的不同就是地球与太阳运动关系的不同。最后归纳总结出解释昼夜交替现象的关键在于确定地球与太阳的运动关系。

   六、迁移应用 改进模型 

请同学们继续改进自己上节课的地球模型,你对自己制作的地球模型进行了哪些改进?伴随每一次改进,你获得了关于地球运动的哪些知识?

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上节课我们知道了地球不停的自转形成了昼夜交替现象,那么地球上不同地区,每天迎来黎明的时间会相同吗?

学科项目化研究(三):

谁先迎来黎明

一、驱动性问题:我国的北京和乌鲁木齐,谁先迎来黎明?

二、设计实验

1.找到两座城市的位置,确定太阳位置。

2.一部分同学手拉手,面朝外围成一个圆圈,模拟地球,为了便于学生判断地球的自转方向,一个同学举写着北京(东)牌子、在他右手边一个同学举写着乌鲁木齐(西)的纸片,再请一个同学站在圈外手举黄色大气球,代表“太阳”,大家按照由西向东的方向慢慢转动,再按照由东向西的方向慢慢转对,看看是谁先看到“太阳”。另一部分同学观察并记录,故将全班分成两组,一组实验,一组观察,保证全班的参与感。

3.根据实验步骤,引导学生进行实验,并将实验现象记录在实验记录单中。发现由于地球转动方向不同,两个城市迎来黎明的先后就不同。只有确定了地球自转的方向,才能知道谁先迎来黎明。

三、推理分析,确认地球自转的方向

 1.当我们坐在向前行驶的汽车上,会看见窗外的树木往后运动。当我们坐在旋转的椅子上,周围静止的景物也会往反方向旋转。

2.引发思考:我们站在地球上看不到也感觉不到地球的自转,更别说观察地球的自转方向了。能不能根据其他天体的运动情况进行推理分析呢?比如:我们每天都能看到太阳和其他天体东升西落,这说明地球的自转方向是怎样的?

 3.学生通过“地球椅”实验验证自己对地球自转方向的猜想。

   小组合作,一个同学坐在“地球椅“上,左手拿正反面写有”东“字的纸片,右手拿”西“,另一个同学用手举着黄色大气球,代表太阳;使地球椅背对着太阳,将地球椅分别自西向东、自东向西转动,观察太阳的运动方向:从哪边升起,哪边落下。将实验结果记录在实验记录单中。

四、得出结论

    通过刚刚的实验结果,你认为地球的自转方向是怎样的?当地球椅自西向东转时,能看到太阳东边升起西边落下;当地球椅自东向西转时,能看到太阳西边升起东边落下,所以地球的运动方向是自西向东。

五、实验验证

   小组合作,利用地球仪再次模拟北京和乌鲁木齐的昼夜变化。

六、拓展延伸 迁移应用

   补充时区和区时知识,解决生活中的问题,出国旅行的人,必须随时调整自己的手表,才能和当地时间相一致。凡向西走,每过一个时区就要把表拨慢一小时,反向东走,每过一个时区就要把表拨快一小时。

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三年级我们曾经观察过阳光下物体影长的变化,知道日影变化与太阳在天空中的位置变化有关。

学科项目化研究(四):

影长的四季变化

 一、驱动性问题: 四季交替,年年循环,日影变化会随着季节有规律地变化吗?有什么样的规律?

二、探索活动

(1)查阅资料,了解古人是如何观察日影的四季变化规律。

(2)制作圭表:充分认识圭表的基本结构和功能,制作圭表。通过对圭表的制作充分认识圭表的结构和功能,形成测量验证的实验动机。

(3)模拟实验:用手电筒模拟四季正午时太阳高度,测量影子长度变化,记录并汇报实验结果。小组4人合作完成。

(4)实际观察:利用自制圭表,实际观测一年内影子的变化并记录,依据数据处理研讨正午时分影长的四季变化规律。

三、研讨

四季交替,正午时分物体的影长会怎样有规律的变化?

   同一地方一年四季,正午影子夏至最短,冬至最长。春分秋分在两者之间。

四 、拓展

除了日影长度随四季变化,还有那些四季变化的自然现象呢?

五、迁移运用 

1.思考:圭表为什么南北放置?

2.思考:在北京,住平房,东房、西房为什么不如北房好?

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我们前面了解到地球在自转的同时会围绕太阳公转,你认为四季变化与地球的公转有关吗?

学科项目化研究(五):

地球的公转与四季变化

一、 驱动性问题:地球的公转与四季变化有关系吗?

二、探索活动

1.了解地球公转(观察地球公转示意图)

2.模拟地球的自转和公转

设计实验:

(1)地球公转和自转是同时进行的,能不能用一些材料把地球运动模拟出来帮助我们理解呢?用乒乓球模拟地球,并画上“赤道”,用圆盘模拟轨道,然后进行试验,学生观察“地球”运动的具体特征。

(2)对应地球运动特点展开模拟实验,想办法模拟出地球自转和公转的各种特征。交流实验过程中的体验。

(3)做完模拟实验后,出示三球仪让学生对比观察。

3.地球公转与四季变化(分析和讨论)

(1)尝试研讨地球公转与四季变化的成因。四季循环一次是一年,公转一周也是一年,让学生坚定四季变化与公转有关。

(2)分析“地球公转轨道距离与时间”数据,修正错误观念,充分认识地球运动的特点。

三、汇报交流

  本课最后通过观察图片、模拟实验和数据分析,我们对地球公转的特点有了新的认识,学生小组分享自己的新认识,全班分享总结地球公转的特点。

四、迁移运用

如果我们想去南半球观赏企鹅,每年几月最适合呢?

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通过本单元前面几课的学习,我们知道了,地球自转形成昼夜交替现象,地球公转产生了四季变化。

学科项目化研究(六)

昼夜和四季变化对生物的影响

一、驱动性问题:昼夜交替对生物有什么影响?四季变化又对生物有什么影响呢?

二、探索活动

(1)初步探索:小组内交流分享已经知道的相关知识。

(2)查阅资料:通过搜索查阅相关材料补充并加工信息。

(3)展示我们收到的信息。以图文形式全班展示汇报。

三、总结拓展

    总结本单元中我们认识到的地球运动的知识,小组合作约定思维导图的评选标准。学生绘制自己的地球运动思维导图。

四、作品展示 全班交流展示作品

五、项目评价  小组互评完成评价表

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文章由 美篇工作版 编辑制作
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