第三单元《转动的地球》单元整体设计-科学五年级下册大象版

单元基本信息单元主题转动的地球课标要求一、核心概念宇宙中的地球二、学习内容9.2地球绕地轴自转知道地球的自转轴、自转周期和自转方向，理解昼夜交替和天体东升西落等自然现象与地球的自转有关。9.3地球围绕太阳公转知道地球围绕太阳公转的周期和方向，理解四季的形成与地球的公转有关。测量正午时物体的影长，说明不同季节正午影长的变化情况。三、学业要求1.知道昼夜交替、天体东升西落、季节变化、正午物体影长变化与地球的自转和公转有关。2.能运用太阳系的简单模型，理解地球、月球和太阳等天体有规律的运动与相关的周期性自然现象之间的关系。3.能借助动画演示或动手制作简单模型，模拟地球、月球和太阳的相互关系，解释相关自然现象的成因。单元课时设计5课时一、单元学习主题分析（体现学习主题的育人价值）主题名称转动的地球单元设计意图1.本单元主题大象版科学五年级下册第三单元《转动的地球》围绕地球自转与公转的运动规律及其引发的自然现象展开，通过模拟实验、观测分析和推理验证等探究活动，引导学生理解昼夜交替、四季循环等地球运动效应的成因。单元内容整合了地球自转与昼夜交替的关系、公转与四季变化的影响，并结合生命科学领域探讨这些现象对人类活动的实际意义，旨在培养学生基于证据推理的科学思维能力和探索宇宙奥秘的热情。2.本单元分析本单元属于“宇宙中的地球”领域，是小学科学课程的重要组成部分。地球的运动是解释许多自然现象的基础，在学生对地球有初步认识的基础上，深入探究地球转动相关知识，为后续学习更复杂的宇宙知识奠定基础，也有助于学生理解人与自然的关系。3.本单元对《课程标准》的落实（1）本单元通过一系列动手、动脑科学实践活动，落实《课程标准》高年段的课程目标。（2）本单元学习内容是基于落实《课程标准》中课程内容高年段要求。4.熟悉整套教材内容，明确该单元在整套教材中与其他单元的关系和作用。5.本单元次级主题的构成及逻辑关系本单元五课组成：《昼夜交替》《谁先看到日出》《变化的影长》《四季的变化》《四季的成因》。《昼夜交替》是单元的起始课，从日常生活中常见的昼夜现象入手，引导学生思考昼夜交替产生的原因，初步探究地球自转与昼夜现象的联系。《谁先看到日出》在学生对昼夜交替有初步认识的基础上，进一步探究由于地球自转方向导致不同地区看到日出的时间不同，让学生理解地球自转方向与地方时差的关系。《变化的影长》通过观察一天中物体影长的变化，探究地球自转过程中太阳照射角度的变化规律，以及这种变化与气温等因素的关系，加深学生对地球自转影响的认识。《四季的变化》从观察四季自然现象的不同，如气温的变化，引导学生思考四季变化的原因，将研究方向从地球自转引起的昼夜变化转到地球公转引起的四季变化。《四季的成因》在前几课的基础上，深入探究四季形成的根本原因，即地球公转过程中地轴倾斜且方向不变，导致太阳直射点在南北回归线之间移动，从而引起四季的更替。主题学情分析五年级学生已具备一定的观察能力和逻辑思维能力，对自然现象充满好奇，且在之前的学习中对地球有了初步了解。但地球的运动较为抽象，学生难以直接观察到地球的转动，在理解自转和公转与昼夜、四季变化关系时存在困难。教学中需借助直观教具、模拟实验等帮助学生建立表象，引导他们逐步理解抽象概念。开放性学习环境1.指导性预习：阅读+问题+检测；2.大单元大概念大任务课堂学习：问题+探究+讲述+整合+实战；3.现代教育新技术：PPTX+微视频+网络+师生互助二、单元学习目标设计（基于标准、分析教材、结合学情，体现素养导向）单元学习目标科学观念：能理解地球自转和公转的基本特征，包括方向、周期等；掌握昼夜交替、四季变化等现象与地球运动的因果关系，明白地球运动对地球环境和生命活动的重要意义。科学思维：通过模拟实验（如地球仪昼夜模拟）和观测数据，培养基于证据的推理论证能力；运用比较分析法区分自转与公转的特征差异，构建天体运动的系统性认知‌。‌探究实践：经历“现象观察→假设猜想→模拟验证→结论形成”的完整探究过程，强化科学方法论训练；掌握科学工具（如地球仪、温度计、简易圭表）的操作技能，提升实验数据记录与分析能力‌‌。态度责任：激发学生对地球科学的好奇心和探究热情，培养学生尊重事实、敢于质疑、勇于创新的科学精神，以及在小组合作中积极交流、协同探究的合作意识。三、学习活动/任务设计（指向学习目标，强调学生的活动与体验）第1课时任务1名称：引入和猜想假设图片导入并提问：为什么会出现昼夜交替的现象呢？介绍古希腊的费罗劳斯、海西塔斯就提出的地球自转产生昼夜交替的假说、亚里士多德和托勒密提出的太阳绕地球旋转的假说。问题：关于昼夜交替，我们的假设是什么？设计意图：通过图片形式导入新课，明确课堂研究的方向，激发学生的学习兴趣，同时为学生对昼夜交替现象的产生提供猜想的思路。引导学生提出猜想，并逐步完成科学探究的步骤。任务2名称：事实证据设计一个模拟实验，验证自己的假设。同时，通过查阅资料、请教老师和专家、参观科技馆等方式寻找更多的能够证明地球自转的证据。设计意图：让学生设计模拟实验来验证自己的假设，既可以调动大家的学习兴趣，同时又让大家在亲手设计的实验中得到自己的结论。任务3名称：得出结论根据自己的模拟实验和收集到的资料，再次向同学们演示昼夜交替现象是怎样产生的。设计意图：通过其他方式搜集证据，并基于证据和推理修正完善自己的观点，并得出结论。第2课时任务4名称：猜想假设和实验出示教材情境。提问：为什么上海会比拉萨天亮得早？根据自己的知识做出假设。我们的假设合理吗？设计一个模拟实验来验证我们的假设。设计意图：由不同地区日出时间不同的情境引入，结合地球自转的事实借助地图方位等信息引入学生猜测地球自转的方向。紧接着设计模拟实验来验证假设确定地球自转的方向。任务5名称：搜集证据并得出结论问题1：你知道哪些关于地球自转的信息？问题2：地球自转的规律是什么？设计意图：通过阅读资料等方式了解有关地球自转的其他信息和现象，并结合模拟实验和收集到的资料和同学们进行交流，尝试总结出地球自转的规律。任务6名称：设计制作“地球模型”选择合适的材料，制作一个可以自转的地球模型。利用自制的地球模型向同学们展示地球是如何自转的，地球的自转产生了哪些现象。设计意图：借助三维模型，将抽象的地球运动转化为可视化操作，可以帮助学生直观理解地球自转的方向、地轴倾斜特征及其与昼夜交替的因果关系。‌第3课时任务7名称：活动中猜想假设活动：观察上午、中午、下午的物体影长和气温的变化。它们之间有联系吗？说说自己的理解和困惑。设计意图：从生活现象出发观察一天中气温和物体影长的变化，引导学生通过示意图等方法将物体影长与阳光照射的角度联系起来猜测其中可能存在的关系。任务8名称：实验设计实验研究光线照射角度与温度变化之间的关系，观察并记录实验结果。设计意图：通过模拟不同光线入射角（如垂直、倾斜）对受热物体的影响，为理解地球公转引发的四季温差现象建立认知基础，同时强化学生观察、测量、归纳等实证研究能力‌‌。任务9名称：处理信息将实验数据绘制成折线图，根据光线照射角度与温度之间的关系解释一天内气温变化的原因和规律。设计意图：通过绘制折线图，将抽象的温度与光线角度关系转化为直观的曲线趋势，帮助学生理解“光照角度越大（如正午太阳高度较高），温度越高；角度越小（如早晚太阳高度较低），温度越低”的规律，为解释昼夜温差提供实证依据‌。第4课时任务10名称：提出问题提问：一年中，春夏秋冬四季各有特色。冬天寒冷，夏天炎热，是什么造成了一年四季的气温变化？设计意图：将一天拓展到一年，对于一年来说，其实气温也存在着规律性的变化。夏季气温高冬季气温低，春秋气温适宜，一年一年循环往复。一年中气温会有规律地发生变化肯定也有其原因。首先让学生进行猜想假设，根据上节课学过的知识及生活常识，学生很可能会想到阳光照射角度和每日日照时长这两个原因。任务11名称：搜集证据，制作圭表阅读教材内容，了解圭表的结构、用途。选择材料自制圭表，并每周一测量，记录正午时刻铅笔的影长，连续观察一个月，看是否有变化。设计意图：本活动旨在引导学生掌握圭表“以影定时”的原理。通过每周测量与记录，学生将经历‌数据收集、趋势分析‌的完整科学探究过程，培养严谨的实验习惯与实证精神；长期观察还能帮助学生感知自然规律的周期性，体会古人“观象授时”的智慧，激发对天文科学的探索兴趣。‌任务12名称：搜集证据问题：随着季节的变化，每天的日照时间也会变化吗？上网收集我们所在的城市（或离我们最近的城市）一周内每天的日出时刻和日落时刻，并计算出每天的日照时间，看看是否有变化。设计意图：通过连续观测与数据对比，学生可直观感知‌日照时间随日期变化的规律‌（如日照时长渐长或渐短）‌，进而推导太阳直射点移动对区域光照的影响。‌第5课时任务13名称：猜想假设并进行实验一年中每天正午时阳光的照射角度有规律地变化着，形成了一年中四季交替的自然现象。是什么造成了阳光照射角度的不断变化呢？根据自己的知识做出合理的假设，并设计一个模拟实验，观察随着地球的公转，每天正午时物体的影长是否变化。设计意图：先让学生结合自己的知识和教师提供的资料联想到可能是地球的公转造成了四季的形成的假设，然后设计模拟实验来验证自己的假设，并用模拟实验观察随着地球围绕太阳公转，在不同的季节正午时物体的影长是否发生了变化。任务14名称：搜集证据并得出结论收集与地球公转相关的资料，并根据收集到的资料改进实验方案，再次进行模拟实验，最后根据改进后的实验结果，尝试解释四季的成因。设计意图：本活动通过资料收集、实验改进与模拟验证的探究闭环，旨在帮助学生‌理解地球公转与四季形成的核心机制‌，包括地轴倾斜、公转轨道与太阳直射点移动的关联性‌。任务15名称：表达交流用我们的模型向同学们演示四季是如何形成的。设计意图：通过对地球模型的演示，来检查同学们对四季形成的原因的理解和掌握。四、单元学习评价设计评价要素针对单元整体描述评价内容第1课时：昼夜交替1.是否理解昼夜交替现象是由地球自转形成的。2.能否清晰阐述地球自转与昼夜交替之间的关系。3.是否能设计合理的模拟实验方案。第2课时：谁先看到日出1.能否运用地球自转方向的知识，结合地图方位等信息，分析出不同地区日出先后顺序。2.是否能按照实验步骤进行规范操作，完成“谁先看到日出模拟实验”。3.理解地球围绕着地轴自西向东自转，地轴始终指向北极星附近。第3课时：变化的影长1.是否了解光线照射角度与温度变化的关系，能否正确解释一天内气温变化的原因和规律。2.是否能熟练运用折线图等方式处理信息、表述探究结果。3.设计实验，认真观察并记录实验结果。第4课时：四季的变化1.是否能清晰阐述不同季节正午太阳高度角、日照时间长短与气温变化的关系。2.是否掌握圭表测量正午影长、计算日照时间的方法，并规范记录数据‌。3.能否从连续观测数据（如影长、日出日落时间）中归纳日照时长的周期性变化规律，并关联季节温差‌。第5课时：四季的成因1.能否准确表述四季的成因。2.能否理解地轴倾斜的概念，以及地轴倾斜角度。3.解释由于地轴倾斜，在地球公转过程中，不同季节正午太阳高度角和日照时间长短的变化。评价指标第1课时：昼夜交替科学观念：知道昼夜交替现象是由地球的自转形成的。科学思维：通过地球仪与手电筒模拟实验，构建“地球自转→昼夜交替”的逻辑推理链条‌。探究实践：设计对比实验，验证“地球自转”与“太阳绕地球转”对昼夜现象的差异‌。态度责任：养成尊重事实、实事求是、认真严谨的科学态度。第2课时：谁先看到日出科学观念：地球自西向东绕地轴自转，形成了天体东升西落的现象；东边的上海比西边的拉萨先看到日出。科学思维：能基于所学知识通过模拟实验查阅资料等方式获取事物的信息。探究实践：能够通过设计模拟实验谁先看到日出，验证自己的猜想，并设计制作出可以自转的地球模型。态度责任：对探寻自然现象，解密自然规律，保持好奇心和探究兴趣；能主动与他人合作，积极参与交流和讨论。第3课时：变化的影长科学观念：知道阳光照射角度的变化引起了一天中物体影长的变化，也引起了气温的变化；知道一天中气温变化的原因和规律。科学思维：能用折线图等方式处理信息表述探究结果。探究实践：能通过实验探究光线照射角度与温度变化的关系，并解释一天内气温变化的原因和规律。态度责任：乐于合作探究，能在好奇心的驱使下对生活中的现象表现出探究兴趣体会科学探究的乐趣。第4课时：四季的变化科学观念：知道随着季节的变化，每天正午时阳光的照射角度和每天的日照时间也在不断变化；知道圭表是我国古代科学家发明的一种度量仪器，了解圭表的工作原理。科学思维：能基于所学知识通过观察实验、查阅资料等方式获取事物的信息。探究实践：通过制作、使用圭表，培养学生的制作能力、实验能力和观察能力；通过观察每天日出、日落的时刻，培养学生持之以恒的观察习惯。态度责任：培养学生尊重事实、实事求是、认真严谨的科学态度。第5课时：四季的原因科学观念：知道地球公转时，地轴是倾斜的，并且倾斜方向始终保持不变，知道四季的变化是地球公转形成的。科学思维：能基于所学知识，通过观察、实验、查阅资料等方式获取事物的信息。探究实践：能够设计模拟实验，观察随着地球的公转，每天正午时物体影长变化规律。态度责任：乐于合作探究，在科学学习中要尊重证据实事求是,勇于修正和完善自己的观点。评价方法课上评价1.教师激励评价2.学生自我反思评价3.成果展示，学生互评：赞赏性评价和质疑性评价5.使用评价量化表，延时评价课后评价1.课时作业2.单元测试五、单元作业设计一、选一选，将正确的序号填写在括号。1.下列天文学家中，提出地球自转产生昼夜交替假说的是（）A.亚里士多德B.海西塔斯C.托勒密2.地球的自转轴并不是垂直于公转轨道平面的，而是有着约（）倾斜角。A.24° B.180° C.36°3.阳光照射角度越大，物体的影长就（）光线就越集中，地面的温度就（）。A.越短；越低 B.越大；越低 C.越短；越高4.下列城市中，在同一天最先迎来黎明的是（）。A．东部的大连 B．西部的乌鲁木齐 C．中部的郑州5.用手电筒从不同角度照亮竖放在地上的圆木柱，地上出现的影子（）A.影长相同 B.影长不同 C.形状相同6.如果有一天地球自转变得忽快忽慢，则地球上（）A.不再有四季交替现象B.每个昼夜的时间长短不一C.日月星辰东升西落现象消失7.根据每天正午时刻物体影长的变化，人们就可以推测（）A.四季变化 B.昼夜变化C.天气变化8.昼夜交替现象的原因是（）A．地球围着太阳转B．太阳围着地球转C．地球自转9.太阳每天东升西落，这也说明地球是（）A.圆形B.球形C.球体10.根据每天正午时刻表在圭尺上的影长，人们就可以准确确定（）A.某天归属于哪个节气B.某天的气温是多少C.某天是星期几二、辨一辨，正确的打√，错误的打✘。1.“地球不动，太阳围绕地球不停地旋转”这一假说可以解释昼夜交替现象。（）2.在进行昼夜交替模拟实验时，不能让手电筒发出的光直接照射同学的眼睛。（）3.地球自转一圈刚好是一天。（）4.一天中同一地点不同时间的气温和影长是不同的。（）5.四季的气温变化和阳光照射的角度无关。（）6.昼夜现象与地球的形状、太阳照射的角度有关。（）7.造成地球上白天和黑夜交替出现的根本原因是地球的公转。（）8.地轴是一个假想轴，它贯穿地球的南北两极。（）9.北极星的位置在我们头顶的正上方。（）10.由于磁偏角的存在，指南针所指示的南北并不完全准确。（）三、连一连，将下列不同时间段内物体影长变化及气温高低变化之间的关系，用线连接起来。814点物体影子由短变长气温最高14点左右物体影子由长变短气温逐渐降低1418点物体影子最短气温逐渐上升四、科学探究题下图是地球公转示意图，请完成相关题目。1.地球公转的方向是（）。2.从图中可以看出，无论地球转到哪个位置，太阳光只能照亮半个地球，而能够形成昼夜交替现象的主要原因是（）。3.当地球围绕太阳转到（）位置时，北半球