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单元设计|一个单元,搞懂一个自然现象就够了,不要堆砌主题 [复制链接]

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单元问题:为什么有些时候下冰雹、雨或雪,而有时没有?
     第1课现象在比较温暖的日子,不同地方的暴风雨中,天上掉下来大的冰块。再一次这样的天气时,我们能够看到云进出这个区域。
     问题:什么导致了这个降水事件的发生?

     我们做什么,如何搞清楚:我们观察三段视频,这些视频在不同日期、不同地点下冰雹。我们发展模型来尝试解释是什么导致了这个事件的发生。我们在驱动问题板上提出一系列问题,这些问题关于为什么会发生不同类型的降雨。我们头脑风暴可以做的研究,以及哪些数据来源可以帮助我们搞清楚我们问题的回答。
     我们搞清楚了:

    在一些冰雹天气中伴随着雨和风。一些落到地面上的水,在落下之前的某个地方,到达足够低的温度,就冻上了。

我们能够看到云进出这个下冰雹的区域。天空中云的运动、地球表面流动的空气(风),以及温度可能与不同形式的降雨为什么出现、在哪里出现以及什么时候出现有关。


    过渡到下一节课:我们的很多问题是关于冰雹的。解释冰雹如何形成也可以帮助解释其它降水事件。看起来,冰雹会落到绿色植物生长的地方,我们不确定水如何变得足够冷进而冻上形成冰雹的。我们想知道更多信息,了解下冰雹的这些天(其它天)的空气是怎样的。我们也认为更加近距离地观察冰雹可能有帮助,因为这可以提供一些冰雹形成的线索。


    第2课问题:下冰雹的日子里,天气状况是怎样的?
    现象:冰雹的照片显示它们有不同的形状和大小。地图和天气情况数据显示,冰雹风暴在很多地方发生,发生时天气比较温暖。
    我们做什么,如何搞清楚:我们检查冰雹的图片,分析与解读来自不同地点和时间的冰雹事件的案例数据,并注意到一些规律,找出可能能够解释冰雹形成的相关因素。

    我们搞清楚了:

    冰雹是冰,经常一层一层的。

    冰雹分包在美国中部地区更加常见,而西部很少有。

    下冰雹的日子气温比较温暖(大约在50-90华氏度之间,高于水的熔点/凝固点),相对湿度在37%-96%之间。下冰雹时,风发生变化。冰雹风暴在春天、夏天和秋天的一天中稍晚的时间发生。它们影响一个小的区域(20-60平方英里)


     过渡到下一节课:我们看到,在下冰雹的时候,接近地面的温度全天都在水的凝固点之上。这让我们想知道冻住的水,也就是冰雹怎么可能在那样的条件下从天上落下来。

     第3课问题:与接近地面的空气相比,高空中的空气是怎样的?
    现象:一年中四个不同时间的四个地点的气象气球数据显示,接近地面的空气比高空中的空气温度要高。
    我们做什么,如何搞清楚:我们分析和解读空气的温度资料,这些资料是气象气球在一年中不同时间、不同地点中在不同海拔高度收集的。我们提出一个模型,这个模型表示了在不同温度下组成空气的分子的运动。
    我们搞清楚了:

    无论什么季节,当你从地球表面到高空时,空气的温度总是下降的。

    在非常高的海拔处(大概40000英尺),冬天温度最低。

    当空气的温度升高时,组成空气的分子的速度变大。而当空气的温度降低时,组成空气的分子的速度变小。


    过渡到下一节课:在这节课中,我们搞清楚了高空中的空气比接近地面的空气更冷。这导致在高中更冷的地方,组成空气的分子的运动比在接近地面的地方慢得多。接下来,我们要研究地表附近的空气和地上几英尺处的空气相比有什么区别,并确定空气会变热和冷却的机制。

    第4课问题为什么接近地面的空气比高空中的空气温度更高?

    现象:地球的不同表面吸收和发射光的情况不同。我们做什么,如何搞清楚:我们计划与实施研究,来搞清楚什么使得不同地面上方的空气比高空中的空气温度更高。我们测量不同地球表面的温度,表面上方空气的温度,以及到达和反射出来的阳光的量。
    我们搞清楚了:

    来自太阳的能量被地面吸收,这些能量转化为地面的粒子的动能,也就提高了温度。不同的表面温度升高的情况不同,这依赖于来自太阳的能量被吸收了。在空气中的粒子接触地面时,能够通过热传导传给那些粒子。在晴天中,地面上方空气的温度比地面本身要低。


    过渡到下一节课:我们知道地面吸收来自太阳的能量,然后通过热传导把能量传给空气。我们想知道空气加热后发生了什么。

    第5课问题
    在地面附近的空气,加热之后发生了什么?

    现象:一个瓶子,瓶口用肥皂泡封住。加热和冷却这个瓶子里的空气,导致肥皂泡膨胀和收缩。加热充满氦气的塑料膜,导致它体积增大并上升。冷却时,它体积减小并下降。
    我们做什么,如何搞清楚:我们做研究来搞清楚传递进入封闭系统的一袋空气(用肥皂泡封住的一瓶空气)的热能如何影响空气的体积和行为。我们做另一个研究来观察一袋空气的密度如何使得它在周围的空气中飘浮或下沉。在每个研究中,我们发展一个模型,来表征组成空气的分子的速度、空间距离以及密度如何受到温度变化的影响。
    我们搞清楚了:

    改变一袋空气的温度,能够改变空气的密度,因为组成空气的分子的动能,也就是温度,空间距离与密度发生了改变。密度小于周围空气的袋装空气会上升。密度大于周围空气的袋装空气会下降。袋装空气上升时,密度较小的空气最终冷却下来,把热能传给周围的空气。


    过渡到下一节课我们搞清楚了,接近地面的空气在被地面通过传导加热之后密度减小。我们会继续通过研究冰雹风暴云中空气的运动,来检验冰雹风暴形成的机制。
……
    可以续探究下去
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谢谢分享马冠中老师的作品。
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这个对我们小学生还是有些难度的。
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感觉学会提问才是学科学的关键呀
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感谢分享,已收藏学习
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虽说是一个单元学习一个自然现象,但是挖的很深。
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感谢分享,学习学习。
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围绕一个大问题,设计一系列的小问题,展开研究
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驱动性问题非常重要
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