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視頻課題：深圳市小學科學優質課教科版科學六年級下冊《宇宙》《探究日食成因-小小天文學家的達成之旅》
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深圳市小學科學優質課教科版科學六年級下冊《宇宙》《探究日食成因-小小天文學家的達成之旅》
基于VR/3D融合創新虛擬實驗的激勵性評價課程
探究日食成因
——小小天文學家的達成之旅
【課例簡析】
本課選自教科版科學六年級下冊《宇宙》單元。本課的探究內容日食是對學生（人類）有著極大吸引力天文現象。這種現象的成因是由于地球、太陽、月球三者之間的相對運動而形成的。對日食現象的研究認識能有效地推進學生對于月球公轉軌道的認識，有助于學生形成較為體系化的地月系統，并有利于培養學生的邏輯推理能力和空間想像能力，進而可以拓展延伸至月食成因的推斷和探究。因此，日食的研究在本質上是月球公轉運動的進一步研究。
本課通過創設情境：小小天文學家的達成之旅，作為本課線索。本課教學從日食現象的學習共識入手，引導學生思考并提出關于日食現象及關于其成因的猜測，并繼續通過模擬實驗來研究、解釋、回答自己提出的一系列問題。同時，利用創客教室的VR/3D融合創新虛擬實驗進行模擬實驗，引導學生進行實物模型模擬探究；并在學生研究的基礎上，初步構建月球運動的軌道模型。讓學生經歷一個產生想法、提出問題，再想辦法去研究看到的現象、去解決自己提出的問題，最后形成自己解釋和認識的這樣一個過程，重演一個人類發現、研究、解釋日食這一現象的認識過程。與此同時，通過與學生的互動和即時反饋，建立小組評價、師生評價、生生評價，將“小小探索者”培養成為“小小天文學家”，落實形成性評價和表現性評價，進行切合本校實行的激勵性評價探索。
【學情分析】
從教材單元整體分析，《探索日食成因》是《宇宙》單元第4課《日食和月食》一課的主要部分，是在學生認識了月相成因的基礎上的后續，通過本課的學習有助于學生建立起有關宇宙系統的模型。由于學生已經知道了地球和月球自轉及公轉的方向——自西向東逆時針運動，月相知識等，以及地球、月球、太陽三者簡單的相互運動關系。日食雖已是學生聽說過或個別觀察過的天文現象，但對其具體深奧的內容，形成的原因等還不了解，甚至可能存在一定的認識誤區。
【教學目標】
科學概念目標
1. 日食是日、地、月三個天體運動形成的天文現象。
2. 月球運行到太陽和地球中間，地球處于月影中時，因月球擋住了太陽照射到地球上的光形成了日食。
科學探究目標
1.基于已獲得的關于月球公轉的認識和月球公轉的模擬實驗，繼續通過模擬實驗，大部分學生能夠自己發現，月球公轉能夠發生日食和月食現象。
2.通過日食模擬實驗，學生能夠自行提出關于日食的相關問題，并能夠在課堂上進行研究和解釋的問題。通過自主模擬實驗來回答、解釋自己提出的這一系列問題，并利用月球公轉的模擬實驗去探究、認識日食的成因。
3.能根據日食并不經常發生的事實，以及會出現不同種類日食的事實，推斷月球公轉軌道的特點，初步構建月球運動的軌道模型，解釋日食并不經常發生的原因。
科學態度目標
1. 能夠有依據地、大膽表達對日食現象的更多想法、發現，并能把自己研究的結果用模擬實驗、模型、示意圖和語言等方法表達出來。
2. 能夠產生對于諸如日食和月食等天文現象的興趣，對探索宇宙產生較為濃厚的興趣。
科學、技術、社會與環境目標
了解人類生活中日食的成因及其變化規律對生產、生活的影響。
【教學重難點】
教學重點：通過日食模擬實驗，學生能夠自己提出關于日食和月食的，自己能夠在課堂上進行研究和解釋的問題。通過自主模擬實驗來回答、解釋自己提出的這一系列問題。并利用月球公轉的模擬實驗去探究、認識日食的成因。
教學難點：能根據日食并不經常發生的事實，以及會出現不同種類日食的事實，推斷月球公轉軌道的特點，初步構建月球運動的軌道模型，解釋日食并不經常發生的原因。
【教學準備】
1.學生分組實驗材料：每人1個小黑白球、每人1張觀察記錄表、每組1把尺子。
2.全班演示實驗材料：VR/3D虛擬實驗室系統。
3.月球軌道簡易模型。
4.PPT
【教學流程】
小小探索者 小小天文學家
【教學過程】
一、 聚焦（5分鐘）——小小探索者出發
1. 播放我校天文社觀測2020年6月21日日環食照片及相關視頻，出示圖片（2020年6月21日深圳觀測到的日偏食及西藏觀測到的日環食照片）
師：在今年夏天，中國南方觀測到一次日食現象，在不同地區觀測到的現象有所區別，那么你知道為什么會發生日食，以及日食到底有多少種類嗎？
生：可能是因為觀測地點不同引起，可能是觀測時間不同……
2. 師：請大家選擇你認為可能的原因并提交
生：小組提交
3. 反饋：學生選擇情況，以及存疑問題
評價：積極參與思考的小組進行語言上的鼓勵、贊賞，并進行記錄。
二、 探究活動（20分鐘）——向小小天文學家進發
1. 頭腦風暴，引出問題
師：你現在有沒有產生什么新的問題？（盡量讓所有學生都把問題都提出來，并引導學生轉化為可以研究的問題）
預計學生可能會指向：什么情況下會發生日食？什么情況下發生的是日全食、日偏食、日環食？等等。
如果學生沒有提及，進行補充：日食究竟是怎樣形成的呢？發生日食現象是太陽本身在一段時間內變黑了，還是太陽的光輝被某種天體擋住了？你認為哪種可能性大？
2. VR/3D虛擬實驗，間接感受
師：如果是某種天體擋住了太陽的光輝，可能是哪個天體？根據以下問題進行討論：
1.太陽被遮擋的部分邊緣是什么形？這說明擋光的天體是什么樣的？
2在日食過程中，有時太陽的整個球面都被擋住了，成為黑色，這說明存在擋光的天體，從地球上看有多大？請進一步思考日食發生在哪幾個天體之間？
師：根據大家的答案，我們首先來解決日食發生時太陽、地球、月球三者位置關系。（打開虛擬實驗室）
邀請學生上臺進行三者位置選定，并啟動其公轉及自轉
活動：小組討論1-2分鐘
生：（排除誤區）明確發生日食時，太陽、地球和月球基本處于同一直線上，并且月球位于地球與太陽之間
評價：對學生的回答及小組討論情況進行評價并記錄
3. 引導思考，啟發驗證
師：接下來我們看一組數據，在過去的幾年間，地球上發生了多次日食（出示時間、日食類型），這些現象發生的時候地月日三個天體有什么特點呢？
預計學生可能會猜測：月球與地球的距離，月球與太陽的距離，月球的運行軌道等不同。
師：請同學們思考如何驗證你們的想法
生：進行組內討論，并填寫實驗設計單
（組內交流：說說自己在模擬研究中的發現，可以用模擬演示的方法，或圖示的方法來講解，每個人都說；形成小組的研究共識，準備向全班展示與交流。）
4. 改進方案，實物模型模擬實驗
師（巡視并及時記錄學生出現的問題，選擇具有代表性的方案）：請XX小組分享一下你們的方案
指定小組全組起立并匯報實驗方法
其他學生進行補充或提問
（特別要指出除了三者距離關系之外，觀測者的角度也需要考慮進去）
師：請同學們根據大家的意見繼續改進方案并進行實驗（實驗器材置于桌子中央，實驗室分別取用）
三、 研討活動（10分鐘）——小小天文學家達成
1. 結果展示
師：使用高拍儀對學生實驗記錄單進行投影
學生進行匯報檢驗結果，將太陽、地球、月球之間的距離數據進行記錄
2. 集中結果，共尋規律
師：將學生結果進行統計
生：找出共同規律，解決誤差或特殊數據
3. 建立具有一定傾斜角度的月球軌道模型（虛擬實驗）
師：啟動虛擬實驗室
生：進行天體位置確定及距離調整
4. 再次驗證不同日食類型的成因
5. 得出結論：日食的類型與三個天體之間的距離有關，也與地球上觀測者的位置有關
四、 拓展延伸（5分鐘）——小小天文學家的思考
1. 日食對于我們有什么科學價值？
預計學生可能指向：研究太陽結構（平常強光之下不利觀測）、推算天體運行規律等
2.你能否推斷月食的成因？
學生進行口頭上的推斷并進行課后模擬實驗驗證。
【板書設計】
【作業設計】
1. 2020年6月21日，我國西藏、四川、貴州、湖南和福建的一部分地區可以看到日環食，其它地區都可以看到日偏食。那天應該是（ ）
A.農歷十五 B.農歷初五
C.農歷初一 D.不能確定
2. 請你在畫出發生日食時，地球與月球、太陽的位置關系（可使用文字說明）
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