“真”科学探究

为进一步提升我校科学教师专业素质，进一步提高科学教研组工作实效，将江宁区小学科学教研活动经验带到校本教研中，2023年11月16日，科学组以“‘真’科学探究”为主题，开展组内集体教研。张牧文老师以2023年11月15日区级教研活动为基础，开展组内二次培训。科学组全员参加了本次活动。

张牧文老师首先介绍了本次区级活动教授的三节公开课：《明亮与黑暗》、《透明与不透明》、《冲出地球》的教学设计，简要介绍了这三节课的重难点、重点讲述了三节课在活动设计、实验器材和教学策略上的亮点。例如在《明亮与黑暗》一课中，李娜老师首先出示了一个看不见内部的盒子，告诉学生盒子里有一张字条，请学生想办法看清楚纸条上的字。学生一开始提出把暗盒打开来，但是老师说不能打开盒子。于是学生想到用手电筒，只要盒子里面变亮了，就能很清楚地看到盒子里面的样子。于是教室给每个小组发了手电筒，请学生使用手电筒看盒子里是什么样的。这个活动非常有意思，学生很有兴趣，在活动中遵守老师的规则，并没有打开盒子，而是用手电筒很认真地观察盒子的内部。并且这个活动问题为先，教师将活动要求说在了前面，学生围绕挑战性的大问题，学习更有内驱力和动力。不过本课中，教师提到了有关光沿直线传播的内容，这块内容超纲了，应该在五年级的课题中提及，这一点是我觉得要再考虑的。《冲出地球》这一课中，教师为学生准备了丰富的实验材料，让学生体会地球引力的作用，提高了学生的参与度，对学生理解地球引力和冲出地球的难度有很大帮助。但是学生在活动时，课堂组织还可以进一步加强。最后，张牧文老师以江宁区教研员刘德云老师的讲座为基础，为大家转达了刘德云老师在区级教研活动上的讲座和要求，在实施科学教学时，要时刻坚持“真”探究，要以学生的真实需求为基础设计课题教学，而不是老师想当然的单方面设计。本次活动是在区级教学活动的基础上，对本校教研活动的推进和提升，提升了科学组教师对科学教育的理解和应用水平。相信各位老师会继续开展课堂教学研究，不断提升专业水平。

撰稿：张牧文

校对：郭永宁

审核：张  骏

《冲出地球》教学设计

一、学习内容

本课主要按照时间顺序描述了人类探索脱离地球束缚的历程。人类对于冲出地球去探索太空一直充满想象，勇于实践，如今人类已经实现了梦想。2013年6月20日，我国航天员王亚平进行了中国首次太空授课，演示了质量测量、单摆运动、陀螺运动、制作水膜与水球等实验并作了讲解，让地球上的人们直观感受到了太空失重环境的神奇。本课教学内容分三个部分。

第一部分是了解人类探索太空的观测工具的发展历程，主要介绍了伽利略望远镜、哈勃空间望远镜、射电望远镜。特别是中国贵州的FAST，需要向学生做详细介绍。

第二部分是人类冲出地球梦想的实现历程。从中国古代的万户到中国古代的火箭，再到现代火箭，人类终于可以借助科技的力量冲出地球，实现在太空自由翱翔的梦想。这部分还让学生思考冲出地球的困难有哪些。

第三部分是体验地球引力实验。一是将沙袋、小球、羽毛抛向空中，观察三者运动路程的共同特征；二是观察纸火箭飞行高度与橡皮筋弹力大小的关系，并引出炮弹的速度达到第一宇宙速度，就会绕地球飞行的知识。

二、学习目标

l 了解太空观测工具的发展历程，体验技术对航天工程的重要性。

l 知道人类冲出地球的探索历程，简单了解火箭的工作原理。

l 通过体验地球引力的活动，认识物体冲出地球需要一定的速度。

三、重点与难点

重点：认识人类冲出地球的历程。

难点：了解物体冲出地球需要足够大的速度。

四、教学准备：

教师材料：相关视频和图片。

学生分组材料：沙袋、小球、羽毛；纸火箭、橡皮筋、纸筒。

五、教学过程

(一)了解望远镜的发展历史

1.教师引导：人类一直尝试把眼睛看向太空，一开始的时候我们只能用肉眼观察太空，后来望远镜的出现让我们能看得更远。那么望远镜又经历了哪些发展历程呢？

2.出示课本42页下面4幅图片，学生观察这4幅图片并读一读下面的文字，初步了解望远镜的发展历史。

3.全班交流，预设：

图片1，伽利略望远镜是指物镜是凸透镜(会聚透镜)而目镜是凹透镜(发散透镜)的望远镜,是意大利科学家伽利略1609年发明的人类历史上第一台天文望远镜。伽利略利用它观测到了月球的高地和环形山投下的阴影,接着又发现了太阳黑子,此外还发现了木星的4颗卫星。

图片2，射电望远镜是接收和测量天体发射的无线电波的望远镜,由天线和接收机组成。射电望远镜使天文观测突破了可见光的界限,摆脱了地球大气及气候的影响,帮助人类获取更多的宇宙信息。

图片3，哈勃空间望远镜是安装在人造地球卫星上的一台望远镜,由于其避开了大气层的干扰,对太空的观测效果更好。

图片4，中国天眼的正式名称是500米口径球面射电望远镜,英文简称为FAST,它是利用中国贵州南部洼地的独特地形条件建造的。

4.望远镜的不断发展对人类探索宇宙有哪些作用？

预设：

用望远镜观测太空的技术不断发展到今天，人们已经能够看到很远很远的宇宙深处了。随着望远镜在各方面性能的改进和提高，天文学也正经历着巨大的飞跃，迅速推动着人类对宇宙的探索进程。

【意图解析】通过对望远镜历史的了解，知道望远镜的发明和改进，对于人类探索宇宙起到了非常重要的作用。

(二)人类冲出地球的实践

1.教师引导：人们不仅把目光投向了宇宙，不断改进技术，使用天文望远镜不断观察宇宙的深处。并且还进行了一系列冲出地球的实践活动。

2.出示课本43页万户和他的飞行器图片，学生观察这张图片，了解我国明朝的万户以及他的光辉事迹。

预设：

我国明朝的万户是第1个尝试利用火箭克服地球引力飞天的人，为此他付出了生命的代价。第一幅图描述的就是明朝的万户把多枚火箭绑在自己坐的椅子上作为动力装置,双手各拿一只大风筝控制方向,结果点燃火箭后,他和飞行器灰飞烟灭。为了纪念万户，国际天文学联合会将月球上的一座环形山以这位古代的中国人命名，命名为万户山。

虽然明朝的万户为了冲出地球的实践付出了生命的代价，但是随着科学技术的发展，人类终于实现了冲出地球的梦想。

3.出示课本43页中国古代火箭模型和现代火箭的图片，学生观察这两幅图片，懂得人类利用火箭实现了冲出地球的梦想。

预设：

第二幅图介绍的是后来的火龙出水火箭,它是一种二级火箭,第一级火箭是绑在火龙身下的四支火箭,点燃后可推动火龙飞行,待第一级火箭燃烧完毕,藏在火龙腹内的火箭自动引燃,这是第二级火箭,此时从火龙口里射出数支火箭,直达目标。

第三幅图介绍现代火箭,它依靠发动机喷射工质产生的反作用力向前推进,自身携带全部推进剂,不依赖外界工质产生推力。

4.出示各种火箭的图片，引导学生看一看这些火箭图片，懂得火箭在人类实现冲出地球的梦想中起到的重要作用。

5.讨论交流：明朝的万户尝试冲出地球，结果付出了生命的代价，如今人们只有利用运载火箭才能实现冲出地球的梦想。请同学们想一想，冲出地球主要有哪些困难呢？

【意图解析】循着历史发展的进程了解人类冲出地球的实践，冲出地球的主要困难是使物体获得足够大的速度,目前是靠多级火箭实现的。火箭需要携带足够的推进剂,火箭在大气层内高速上升时与大气摩擦产生大量的热量,这些都对火箭的选材、设计、制造等提出了挑战。

活动三：体验地球的引力

1.教师引导：地球的引力是什么？它有什么作用？下面我们来体验一下地球的引力。

全班交流

2.什么是地球的引力？

地球本身有相当大的质量，所以会对地球周围的任何物体表现出引力，所有接近地球的物体无一例外的会被地球吸引，朝向地球质量的中心。拿一个杯子举例，地球随时会对杯子表现出引力，杯子也对地球表现出引力，不过地球的质量太大了，对杯子的引力相对自身质量来说也就非常大，加速度也就比较大，所以就把杯子吸引过去了，方向就是向着地球中心的方向，这个力就是地球引力。

3.体验方法一

（1）出示课本43页小朋友扔沙袋的图片，学生观察图片并读一读旁边的文字，了解体验地球引力的第1种方法以及所需的材料。

全班交流

（2）所需材料：沙袋、小球、羽毛等等。

（3）体验方法：将沙袋、小球、羽毛等等抛向天空，观察这些物品运动路径的共同点。

（4）学生分小组进行活动，按照活动方法进行体验，仔细观察这些物品运动路径。

全班交流

（5）指生说一说，当我们将沙袋、小球、羽毛等一些物品抛向天空的时候，这些物品会怎样运动呢？

这些物品先向上运动，当到达一定的高度之后就会向下运动。有时是直线下落，有时是呈弧线下落。

（6）这个体验活动说明了什么？

这个活动说明了地球存在的引力。

（7）教师小结：当我们将沙袋、小球、羽毛等物品抛向天空的时候，会发现最后这些物体都会落到地球上来。

4.体验方法二

（1）出示课本43页的纸火箭，引导学生仔细观察纸火箭并读一读旁边的文字，初步了解纸火箭的结构、制作方法以及使用方法。

全班交流

（2）纸火箭的结构：纸筒、橡皮筋、纸火箭下拉的绳索。

（3）制作方法：

将一张纸卷成圆筒状，用胶水粘好。

在纸筒口固定一根橡皮筋，橡皮筋上竖直固定一个小三角架，三脚架下方连着一根细线。

（4）使用方法：

用不同的拉力将三脚架下方连着的一根细线往下拉，然后松手。

（5）活动要求：用不同的拉力将纸火箭射向天空，观察纸火箭飞行高度与橡皮筋弹力大小的关系。

（6）学生分小组制作纸火箭，并且利用纸火箭体验地球引力。教师巡视，了解学生活动情况，并加以适当的指导。

全班交流

（7）指生说一说，使用不同的拉力拉动三脚架下方的一根细绳时，纸火箭射向天空的高度有什么不一样？

预设：拉力越大，纸火箭射向天空越高；拉力越小，纸火箭射向天空越低。

（8）纸火箭飞行高度与橡皮筋弹力大小有什么关系？

预设：拉力越大，橡皮筋弹力越大，纸火箭飞行高度越高；拉力越小，橡皮筋弹力越小，纸火箭飞行高度越低。

（9）无论纸火箭射向天空的高度是高还是低，最终的结果都是怎样的？

预设：纸火箭飞向空中无论是高还是低，最终都会落到地面上来。

（10）这个体验活动说明了什么？

预设：。

5.我们怎样克服地球的引力呢？

出示课本43页炮弹的图片，学生观察这幅图片，并且读一读“炮弹的速度”这段文字资料，初步了解我们怎样克服地球的引力？

【意图解析】这个体验活动说明了地球存在引力。了解什么是地球的引力。初步了解我们怎样克服地球的引力。炮弹速度越快，飞行距离越远，假如速度达到7.9千米每秒，炮弹就会绕地球飞行，这时候就脱离了地球的引力。因此我们要想脱离地球的引力，就要提高物体的速度，把物体的速度提高到7.9千米每秒以上。要达到这个速度，需要很大的能量，因此每次火箭发射时都需要大量的热量。