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再上昼夜交替现象一课，终于发现了前三种假说的明显问题。 [复制链接]

傅蒋
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t T
发表于 2023-09-27 17:01 |只看楼主
银光图片
这节课的教材要求其实比较低的，只要能通过模型发现四种假说都能形成昼夜交替现象就可以了。但心中始终是疑惑的，做了这么多假设，结果都能形成昼夜交替，那么这个模拟实验的价值在哪呢？仍旧无法确定到底哪个假设是准确的。去年我是第一次上这节课，浑浑噩噩的，自己都搞不清楚前三种假设的问题，今年再上这节课，总算清楚了。



尽管最后上课的结果明显超出教材要求了，但自我感觉还是挺有意义的。


分析问题的关键源于两个点，
第一点是在地球模型制作一课中，将海陆模型和地球自转模型整合了，这样一整合，地轴的两个点就显得非常重要，不能随便插一根地轴了，而是要在模型中明确地从南极点插到北极点。于是对地轴的两极，给了额外的关注。教材用的是两个半球的橙子外皮，因为分成了两个半球，所以插的时候肯定不会插错，但作为一个海陆分布模型，就要仔细寻找两个极点了。（另外学生海陆分布模型很多乱做了，大多是随便贴了点绿色的代表陆地，并没有跟各大洲对应。）
特别是开课我问了学生，研究昼夜问题可以用第一课中的哪个模型。那么当然是自转模型，所以额外关注到了自转轴以及两极的问题。


第二点是本届杭州亚运会开幕刚好是秋分，秋分白天和黑夜是一样长的，所以额外关注到了昼夜时长的问题。顺便也为后续的课作一些衔接。
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傅蒋
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t T
发表于 2023-09-27 17:03 |只看楼主

我让学生在思考时额外关注了这两点，于是马上发现了假说存在的问题。
假说1和假说2 太阳和地球一个不动另一围绕着转。
问题1：如果我们把观察点放在地轴的两极呢？
学生很快发现，此时地球正上方与正下方的区域始终处于昼夜交替之间，一直是日落或日出的时间，没有形成白天和黑夜，这显然与实际是不符的。
问题2：如果我们观察昼夜的时长，会发现不管怎样，昼夜都是一样长的，半圈半圈，这与我们日常生活中昼夜有长有短也是不一致的。
问题3：如果按照公转的时间，这种运动昼夜交替需要一年时间，而不是24小时。




假说3，只有地球自转。
有了假说1和2的问题分析经验，学生很快发现即使地球自转，但自转轴的两极还是没有形成明显的昼夜变化，因为自转轴是倾斜的，思维活跃的学生还一下子就发现了两极要么一直白天，要么一直黑夜，这与实际也是不符的。
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傅蒋
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3#
t T
发表于 2023-09-27 17:04 |只看楼主

经过这样的分析，虽然最终结果比教材要求高了不少，但明显感受到了模型对问题研究的价值。原本上完这节课，四种假设一种也没有排除掉，那么模型研究的意义就体现不出来。也确实有很多疑问，那到底怎么才能证明前三种假设是错误的呢？感觉整个单元一直都没有解决这个问题。
另一方面，虽然要求拔高了，但绝大部分问题，都是学生主动发现了，教师并没有去灌输什么，我只是提了两个关注点，1关注地球上是否每个位置都形成了昼夜交替。2关注昼夜的时长并做比较。
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水杉
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t T
发表于 2023-09-27 20:20 |只看该用户

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喻伯军
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t T
发表于 2023-09-27 20:30 |只看该用户

思考很有价值，但是是站在现在的知识程度去思考的；
教材中的假设，是模拟古人观察到的现象进行思考的，具有科学史的意义。
假如站在古人的角度去思考，哪种解释是最符合观察实际的；
如果站在现代人的角度去思考，直接用地球自转来解释就可以了。
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傅蒋
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t T
发表于 2023-09-27 20:51 |只看楼主

思考很有价值，但是是站在现在的知识程度去思考的；
教材中的假设，是模拟古人观察到的现象进行思考的，具有科学史的意义。
假如站在古人的角度去思考，哪种解释是最符合观察实际的；
如果站在现代人的角度去思考，直接用地球自转来解释就可以了。
喻伯军 发表于 2023/9/27 20:30:47
喻老师，我觉得不可能完全站在古人的角度去思考，既然四种假设提出了自传与公转，那也应该是日心说出现之后到日心说被正式承认之前，也就是大约1543年到1882年之间，这个时间段已经不能用古人来形容了。
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t T
发表于 2023-09-27 20:57 |只看该用户

科学教材沿袭科学史，由浅入深，有一定的教学价值。
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科学小梁老师
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未成曲调

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t T
发表于 2023-09-27 21:09 |只看该用户

这节课与之后的两节课从教材编排上来说可能是更想体现建立模型，获取证据进行验证这样一个科学过程吧
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金亚军
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t T
发表于 2023-09-27 21:16 |只看该用户

这个单元在四季变化教学之前，还有很多遗漏的地方，不然四季变化孩子们基本难以了解和掌握。
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金亚军
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金点子原创先锋
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t T
发表于 2023-09-27 21:16 |只看该用户

或者说，教材的单元进阶结构模型不完整，或者没有系统建构。
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傅蒋
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t T
发表于 2023-09-27 21:42 |只看楼主

这节课与之后的两节课从教材编排上来说可能是更想体现建立模型，获取证据进行验证这样一个科学过程吧
科学小梁老师 发表于 2023/9/27 21:09:07
关键是这四个模型给人带来很多困惑，建完以后发现都能产生昼夜交替现象，模型是用来研究问题解决问题，但这里的模型没有解决问题
而后面的习题却提到了昼夜交替的周期是24小时，昼夜交替现象是因为自转，昼夜时长是有规律变化的，甚至还有一个一天的日照过程中热量先变多再变少，
这个模拟实验研究的结果，后面的习题一个也解决不了
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傅蒋
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t T
发表于 2023-09-27 21:55 |只看楼主

或者说，教材的单元进阶结构模型不完整，或者没有系统建构。
金亚军 发表于 2023/9/27 21:16:56

第一课已经建立了三种模型，内部结构模型，海陆分布模型，自转模型。自转模型有两个要点，一是有自转轴，二是自转轴是倾斜的，
那么第二节课就应该用这个倾斜的自转模型，去验证昼夜交替现象，
第三课又突然出现了科学史，我觉得要不就放在单元最前面，作为提出地球自转的起始或引入，
第四课继续用的是自转模型，研究谁先迎来黎明，这是在昼夜交替的基础上，再研究昼夜先后的变化细节，中间隔了一个地球史，感觉很奇怪。
第5课影长的变化，应该把直射斜射对温度的影响也加进去，少了这块知识，为什么夏季影子就得短，冬季影子就得长，学生是不理解的，四季与影长之间的联系只是靠生活常识和记忆力直接记住的，没有建立内在的联系，这个补上以后，第6课公转与四季，也就变得很自然了。除了距离对温度的影响，角度对温度影响也很大，
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何何
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t T
发表于 2023-09-28 08:04 |只看该用户

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发表于 2023-09-28 08:05 |只看该用户

很有思考的意义和价值
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发表于 2023-09-28 08:08 |只看该用户

假说二太阳不动，地球围着太阳转。既可能产生昼夜交替，又可能不产生昼夜交替，产生这一结果的差异在于向阳面是否改变。运动本就是相对的，站在不同的参照点观察，最后描述的结果就是不同的。
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傅蒋
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发表于 2023-09-28 08:13 |只看楼主

假说二太阳不动，地球围着太阳转。既可能产生昼夜交替，又可能不产生昼夜交替，产生这一结果的差异在于向阳面是否改变。运动本就是相对的，站在不同的参照点观察，最后描述的结果就是不同的。
听故事的人 发表于 2023/9/28 8:08:55
这个假说没有问题，一定产生昼夜交替，只有当既自转，又公转，周期一致的时候，才可能不产生昼夜交替，就好像月亮一直对着地球一样
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发表于 2023-09-28 08:14 |只看该用户

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发表于 2023-09-28 08:15 |只看该用户

傅老师很善于思考，这种治学态度会潜移默化地影响学生。
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发表于 2023-09-28 08:33 |只看该用户

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t T
发表于 2023-09-28 09:30 |只看该用户

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太有价值了，今天正好要上这节课
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付出永远美丽
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t T
发表于 2023-09-28 09:56 |只看该用户

第二种的假设，如果地球不自转，只是绕着太阳公转。那么白天的永远是白天，晚上的永远是晚上，没有昼夜之分了。
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章兴波
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t T
发表于 2023-09-28 10:18 |只看该用户

假说二太阳不动，地球围着太阳转。既可能产生昼夜交替，又可能不产生昼夜交替，产生这一结果的差异在于向阳面是否改变。运动本就是相对的，站在不同的参照点观察，最后描述的结果就是不同的。
听故事的人 发表于 2023/9/28 8:08:55

假说二太阳不动，地球围着太阳转。如果地球不自转，会产生昼夜交替，且昼夜交替的周期正好是公转一圈的时间；如果地球在自转就要看自转的速度了，如果恰巧和“月球”与“地球”的状态（非常难得），那就不会产生昼夜变化了，如果是另外的自转速度，那也会产生昼夜交替。
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章兴波
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t T
发表于 2023-09-28 10:19 |只看该用户

第二种的假设，如果地球不自转，只是绕着太阳公转。那么白天的永远是白天，晚上的永远是晚上，没有昼夜之分了。
付出永远美丽 发表于 2023/9/28 9:56:44

你这个说法好像不对哦，再仔细想想。
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章兴波
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t T
发表于 2023-09-28 10:22 |只看该用户

假说二太阳不动，地球围着太阳转。既可能产生昼夜交替，又可能不产生昼夜交替，产生这一结果的差异在于向阳面是否改变。运动本就是相对的，站在不同的参照点观察，最后描述的结果就是不同的。
听故事的人 发表于 2023/9/28 8:08:55 [url=http://lt.zjxxkx.com/showtopic.aspx?topicid=6
傅蒋 发表于 2023/9/28 8:13:35 这个假说没有问题，一定产生昼夜交替，只有当既自转，又公转，周期一致的时候，才可能不产生昼夜交替，就好像月亮一直对着地球一样

关于这个假说二，我完全同意傅老师的观点。
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t T
发表于 2023-09-28 10:34 |只看该用户

尽量从科学史的角度来分析，就像谁先迎来黎明一课，如果不研究，现在直接卫星拍摄就够了
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章兴波
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t T
发表于 2023-09-28 10:34 |只看该用户

对这一课的想法，傅老师有独到且深入的理解。但对于这一课的定位，不同老师对于不同的学生可以有不同的定位，这课的这四种假说，让孩子们能用模拟实验来说明是否可以产生昼夜交替，引起争鸣，已是难点。很多时候，我们的老师想当然的认为已经有孩子知道结论了，就没必要这样“多花头”了，而事实是确实有孩子知道了“公转自转”的结论，但绝大部分是没有借助模拟实验建构的。这节课重点也是利用模拟实验来帮助孩子建构，假如这节课上能有孩子利用前面做模型的经验积累，像傅老师这样提出来，从而排除一个或多个假说，那就说明整个系列的课上得非常的成功，如果孩子没有提出来，不能排除这些假说，那也没必要一定要提出来，因为后面还有科学史这样一课。

随还没有上过这新教材，但老教材上过好几轮，看了这个帖子，我倒觉得教材在前面多了做地球模型的课，对这节课的教学是非常有利的。
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t T
发表于 2023-09-28 10:48 |只看该用户

书上4种假设，或者学生有更多的假设。这些是人类认识世界的一个过程。古代人类站在地球的角度研究宇宙大都是建立在假设的基础上，然后寻找证据排除错误答案。只有更多的错误假设被排除掉才能更接近事实。这方面旧版的教材设计的更好。新版还没有教到，教材编排是否合理不知道。
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杨君
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t T
发表于 2023-09-28 10:59 |只看该用户

从被带入到古代角度来看，这些假设都很有意义。
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傅蒋
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发表于 2023-09-28 12:05 |只看楼主

从被带入到古代角度来看，这些假设都很有意义。
杨君 发表于 2023/9/28 10:59:47
中国的古代是1840年结束，开始步入近代，但是，欧洲近代史从15世纪就开始了，哥白尼在1543年临终前发表了天体运行论，提出了日心说理论，直到1609年伽利略发现了更多证据后，日心说才开始受到更多人的关注，
这一系列科学历史事件，已经不能用古代这个时间词来代表了。
中国还在古代，但欧洲这时候早就步入近代了，总是要我们带入古代的视角，我觉得这是不对的
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t T
发表于 2023-09-28 13:10 |只看该用户

真会思考，把前几节课作为基础进行，更好地使用知识
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