实验教学中提升学生思维活力的实践与研究（3）

——岔路学校2021-22（1）科学教研组第2次教研活动

一、情况概述

2021年11月20日，岔路学校科学教研组开展了本学期第二次科学教研活动。蔡钰莹老师执教了一节科学教研课《地球的内部》。本组教师认真备听、观摩、研讨，从“双螺旋结构”和“学生思维活力”两个角度开展了积极有益的讨论，老师们都感觉收获良多，以下是活动过程。

二、活动方案

1.活动时间

听课：2021年11月20日上午第三节  

研讨：下午3:00

2.活动地点                      

研讨：行政楼413办公室

听课：五（7）班                      

3.活动主题

实验教学中提升学生思维活力

4.活动目的

利用本次教研课的机会，聚焦学生在实验教学中的思维发生发展过程，围绕“双螺旋结构”课堂，努力提升思维活力，组织本组教师开展研讨，并将讨论成果运用到自己的教学实践中去。

5.活动步骤

①组长提前一天发教研活动通知，给本组教师发放教研课材料并备听。

②蔡钰莹老师在五（7）班执教《地球的内部》，全体科学教师听课学习。

③在行政楼413开展教学探讨，每位教师整理自己的想法依次发言，开展交流研讨。

④主持人归纳总结

6.活动要求

每位专职科学教师根据通知提前参阅相关教学资料，熟悉本次教研活动的内容及研讨主题，围绕主题准备自己的发言稿。研讨结束后积极撰写活动反思，并上传到自己的博客。

三、教学设计

课题：地球的内部

执教者：蔡钰莹

【主要概念】

地球内部有地壳、地幔和地核。

【涉及课标】

14.5地球内部可以划分为地壳、地幔和地核三个圈层。

?        描述地球内部有地壳、地幔和地核三个圈层。

?        知道地壳运动是地震、火山喷发等自然现象形成的原因。

【教材分析】

本课内容深入前两课本质层面，旨在帮助学生初步了解地球内部圈层结构和地壳运动模式，初步了解地壳运动会导致地表发生全球性或小范围的海陆变迁，能初步从宏观层面解释地形高低起伏、火山地震频发的原因。

本课分为三个部分。第一部分是认识地球内部结构与地壳运动。先让学生根据火山喷发、地热、地震中的物质和能量推测地球内部可能是怎样的，再通过阅读资料认识人类探索地球内部的主要方法和成果，以及科学家对地球内部圈层运动模式做出的猜测。第二部分是模拟地球板块的漂移与碰撞，通过观察进一步理解地壳运动时板块之间的碰撞、分离与交错，意识到能量来自地壳下方处于对流运动状态的岩浆。第三部分是认识地壳运动导致海陆变化，遵循从局部到整体的认知规律，先让学生根据喜马拉雅山上发现的海洋类生物化石推测喜马拉雅山地区很久以前的情况，建立陆地和海洋会转化的意识；再观察地球大陆板块变化示意图，认识陆地的变化趋势，从而认识海陆变迁、大陆漂移也是地壳运动的结果，为今后继续认识地表变迁理论打下基础。

【学情分析】

五年级学生对火山和地震这些地球表面的自然现象有一定了解，但是对地球内部知之甚少。他们也许从课外读物中获取了地壳、地幔、地核这些名词，但是并不了解地球各圈层的结构特点与运动模式。本节课要帮助学生建立地球内部的运动与海陆变迁、大陆漂移之间的有机联系。

【学习目标】

1. 通过资料学习，能说明地球内部的圈层结构与特点。

2. 通过阅读、模拟实验，理解地球内部的运动模式，能解释地壳缓慢移动的原因和结果。

3. 借助研讨与交流，认识海陆变换、大陆漂移也是地壳运动的结果。

【重点与难点】

重点：能说明地球内部的圈层结构与特点。

难点：通过模拟实验推测、解释地壳运动的原因和表现。

【教学准备】

分组材料：酒精灯、三脚架、石棉网、烧杯、泡沫块（有编号）、抹布、淀粉糊、红色素、搅拌棒、镊子。

【教学过程】

一、导入

1. 出示地球图片，提问：通过前几课的学习，你对地球有了哪些认识？

2. 谈话：大家对地球表面有所了解。那么，地球的内部是什么样的？

  学生根据课外知识谈谈自己的认识。

3. 揭题板书

【设计意图】 调动学生已有经验，探明学生关于地球内部的前概念，激发学生的兴趣同时揭示研究课题。

二、地球内部的结构与特点

（一）根据自然现象推测地球内部的样子

1. 出示火山和地震的图片，提问：你能从下面这些现象中推测一下地球内部的样子吗？

火山：地球内部温度高、压力大、有岩浆。

地震：地球内部会运动、岩层会承受很大压力，积聚的能量需要释放。

2. 出示地热，谈话：地热能不能帮助我们推测出地球内部的情况呢，我们来看一段视频《地热》。

地热：地球内部很热，可能比地表温度高。

（二）用钻探的方法探索地球内部

1. 提问：除了通过自然现象进行推测之外，你觉得了解地球内部，最好的方法是什么？

学生提出钻洞

谈话：钻探是一种重要的方法，可以直接看到地球内部的结构。人类现在已经钻到多深了呢？

2. 谈话：钻了12千米，用了24年。前苏联在克拉半岛钻井，从1970年到1994年，整整24年。为什么钻到12千米，就不再钻了？

学生交流想法。

原因：（1）地球内部温度很高，钻头难以承受高温。（2）12千米，岩层已经非常像流体，钻孔孔壁无法稳定，会塌孔，钻好的孔会自行闭合。（3）资金超出预算，又没有实际效益。

3. 讲述：我国自主研发的钻探机“地壳一号”能钻10千米（1万米），在松辽盆地，主要用于研究地球演变，以及能源探测。

（三）用地震波探测地球内部

1. 提问：钻探这种方法很有限，没法钻到地球的中心。不过人们还有一种方法能够探测地球内部，就是地震波探测。

2. 讲述：可以通过地震波探测。在世界各地都设有地震波监测站，1910年，科学家莫霍洛维奇意外地发现，地震波在传到地下50千米处有折射现象发生，也就是说地震波的速度和方向会忽然改变，他推测，这个地方是地球内部两种不同物质的分界面，而且，这个分界面具有全球性。后人把这个分界面称为莫霍界面。同样的，在地下2900千米处，地震波也会发生变化，这说明什么呀？这也是两种不同物质的交界面，这是科学家古登堡发现的，所以叫古登堡界面。后来，科学家根据这两个面，把地球划分为三个圈层：地壳、地幔、地核。

【设计意图】从根据地球表面的自然现象进行推测，到利用科学技术手段进行探测，将科技史融入地球内部的学习，让学生了解人类探索地球内部的历程，解开学生心中的困惑，揭开地球内部的神秘面纱。这部分内容是学生不熟悉的，因此以教师补充为主。

（四）地壳、地幔、地核的特点

1. 谈话：这三个圈层分别有什么特点？厚度怎样？温度怎样？有哪些物质？我们来看一段视频。

学生说说三个圈层的特点，教师PPT补充。

2. 提问：地球内部的结构有点像什么呀？（出示鸡蛋图）

学生说说类比结构

3. 提问：现在人类钻探的最大深度是12千米，对比一下，钻到哪一个圈层了？

连地壳还没钻透呢！

（五）地球内部的运动

1. 提问：我们已经认识了地球内部的结构，那这些结构是静止的、还是运动的？

学生由火山和地震推测出是运动的。

2. 谈话：地球内部究竟会产生怎样的运动？老师这有一份资料和一些关键词卡片。请大家阅读资料，一会儿上来按照从原因到结果的顺序，摆一摆这些卡片。

3. 学生阅读，然后两人上台贴卡片，并介绍地球内部的运动方式。

                地震

→ 地壳运动

               缓慢的板块移动

4. 教师补充：

（1）地幔、地核会进行水平运动和上下运动。

（2）地震是直接感知的，板块移动是缓慢进行的。

（3）什么是板块？板块构造学生认为，地球的岩石圈不是一块完整的，而是分裂成许多块，科学家划分为六大板块。

（4）板块移动分为碰撞、分离、交错。（板书）

【设计意图】通过视频、文本资料的学习，让学生了解地球内部各圈层的结构特点与运动模式。带着任务进行资料学习，使学生的自主阅读更有针对性，能够主动思考与梳理地球内部运动与地表现象之间的联系，建立因果关联。

三、模拟实验：地球板块的漂移与碰撞

1. 谈话：地核与地幔的运动，到底会不会造成地壳运动呢？我们可以通过一个模拟实验来研究。

2. 出示实验器材，提问：酒精灯、淀粉糊、泡沫分别模拟的是什么？

酒精灯——地球内部的热量

淀粉糊——岩浆

泡沫块——地球板块

3. 播放实验视频

4. 实验流程：

（1）向淀粉中加入热水，搅拌均匀。

（2）加热淀粉水，搅拌至粘稠。

（3）放入泡沫块，观察实验现象并记录。观察什么？泡沫块和淀粉糊是怎样运动的。怎么记录？用箭头标出它们的运动方向。

（4）熄灭酒精灯，整理器材。（5）熄灭酒精灯，整理器材。

分工：1号负责酒精灯，2号负责淀粉糊，3号负责泡沫块和记录，4号戴手套整理器材。

5. 学生实验，教师巡视，用搅拌棒挤一挤、推一推，帮助学生观察现象。

6. 汇报：

（1）泡沫块是怎样运动的？（1号和2号分离，2号和3号碰撞……）

（2）由此推测，地球板块会怎样运动？

（3）是谁给了泡沫块力量，让它运动的？

（4）地球板块运动的力量来自什么？

学生：岩浆在高温高压作用下产生的运动。

【设计意图】通过模拟实验，培养学生的观察能力与模型思维。实验中，教师的指导能够帮助学生聚焦现象。汇报环节，有层次的问题设计，有利于学生将实验想象与自然现象进行类比，从现象层面深入到本质，厘清原因与结果的关系。

四、认识海陆变化

（一）喜马拉雅山：板块碰撞或交错

谈话：我们模拟出了地球板块的运动，现实中有没有证据，能够证明地球板块在缓慢地移动。

出示喜马拉雅山图片，谈话：这是喜马拉雅山，它是世界最雄伟高大的山系。可是在20世纪60年代，科学家在喜马拉雅山采集到鱼龙、菊石类、双壳类等海洋生物的化石。你能用这节课学到的板块运动的相关知识，解释解释吗？

学生：地球板块的碰撞与交错，造成了海陆变化。

谈话：是不是你们推测的这样呢？我们来看一看。视频《喜马拉雅山》

（二）大陆漂移：板块分离

谈话：看来和你们的猜想是一样的，喜马拉雅山是一个证据，还有别的吗？

出示地球大陆板块变化示意图，学生说说发现，介绍自己知道的“大陆漂移”学说。

总结：今天，我们通过资料学习、模拟实验、交流讨论等方法，了解了地球内部的构造及特点。学到这，你有新的疑问产生吗？希望大家课后能够运用查阅资料、建构模型的方法，进行研究。

【设计意图】此环节是对新知的应用与迁移，学生利用地球板块运动的相关知识，对喜马拉雅山和大陆漂移的例子进行解释，就是在运用知识，这一过程既是建立宏观认知的过程，也是评价课堂学习效果的一种方法。对这两个例子的解释不要求学生面面俱到，能初步解释即可，为今后继续认识地表变迁理论打下基础。

【板书设计】

地球的内部

地壳     地幔     地核

（ 外   →    内 ）

              地震

→ 地壳运动

               缓慢的板块移动（碰撞、分离、交错）

四、研讨评价

蔡钰莹：本课的理论性较强，我准备用视频和图文资料的形式先给学生进行介绍。在第二部分中，再用思维导图的方式过渡到模拟实验的环节。整体上来说教学内容偏多，自己感觉板块漂移的内容有些重复了。

王跃华：对比以往的六年级课有所变化，本节课中教师对多媒体材料的应用较好，能更好地呈现给学生，引导孩子更好地探究科学知识。教学环节设计严谨、流畅，教态从容、语言简洁。学生能够带着任务进行学习。实验指导细致，有说明有视频，准备充分。

邵玲：教师对教学内容的展示方式多样化而且也很直观，大量采用了图片视频的形式。教学步骤严谨，能细致展示实验的过程和步骤，保障了实验的顺利完成。给学生的学习资料过多，教师可以适当做一些解释。

经涛：1.师能精心准备实验器材，让学生模拟地球板块的漂移与碰撞，帮助学生形象建构大陆漂移的过程。2.让学生多说多练，充分体现学生的主体地位。学生的思维在自学阅读，分组讨论，细心观察中不断地生长和发展。3.本节课的教学内容偏多，可以拆成两节课来完成。如果时间紧也可以进行相应的取舍，将前半部分内容进行精简，重点放在板块漂移的探究上。4.探究地球内部的方法可以让学生自己想办法，根据学生想出的办法，师再提供相关的资料，让学生分析思考从而得出自己的结论。

五、教学反思

地球的内部是理论性较强的内容，不可避免地需要学生进行视频、文本资料的学习。为了避免枯燥，教师采用了任务代入式的教学策略。例如，在观看视频《地球内部有什么》之前，先出示问题：三个圈层分别有什么特点？厚度怎样？温度怎样？有哪些物质？这样有利于学生一边观看，一边思考，提取有价值的信息，使视频学习更有针对性。又如，在阅读“地球内部的运动”资料之前，教师布置了贴卡片的任务，这个任务能够帮助学生梳理文本信息，理清地球内部运动与地表变化之间的关系。该任务使机械地阅读变为主动地思考，促进了思维发展。

学生对地球内部是充满好奇的，有些学生从课外读物中已经知道了地壳、地幔、地核等名词，但是并不了解圈层的来源与具体特点。因此，教师补充了钻探、地震波探测等科学技术史，让学生不仅了解地球内部是什么样的，而且知道人们是如何探索出来的，体会到人类对自然的认识离不开技术的支持。

六、活动照片

七、活动签到表