3.11 地球的内部（教学设计）科学苏教版五年级上册

本文围绕地球内部圈层结构与地壳运动展开，承接前两课，为后续地表变迁学习奠基。通过观察现象推测、模拟实验、资料阅读等环节，培养学生科学观念、思维、探究实践及态度责任等核心素养，如在模拟实验中强化科学思维。 本设计创新点在于逼真模拟实验，特色教法为问题引导探究。从学生层面提升探究能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，助力学生理解地球内部奥秘。

3.11 地球的内部（教学设计）（苏教版） 核心素养 科学观念:通过阅读、模拟实验,知道地球内部的圈层结构与特点。 科学思维:通过模拟实验，能推测、解释地壳运动的原因和表现。 探究实践:会做地球板块的漂移与碰撞的模拟实验，理解地球内部圈层的运动模式，能解释地壳缓慢移动的原因和结果。 态度责任:借助研讨与交流，认识海陆变迁、大陆漂移也是地壳运动的结果，具有用证据支持观点的意识。 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。 教学内容 本课内容深入前两课的本质层面，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。本课教学内容分三个部分。 第一部分是认识地球内部结构与地壳运动。先让学生根据地表火山喷发、地震、地热中的物质和能量推测地球内部可能是什么样的，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作出的猜测。 第二部分是模拟地球板块的漂移与碰撞，通过观察泡沫块的运动进一步理解地壳运动时板块之间或靠近或远离、或抬升或下沉的现象，意识到地球板块运动的能量来自地球内部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菊石化石、鱼龙化石推测喜马拉雅山很久以前的情况，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，比较今天的地球与两亿年前的地球有什么不同，认识地球大陆板块的变化趋势，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。 教学准备 教师材料：教学PPT与视频。 学生分组材料：模拟地球板块的漂移与碰撞的实验材料（烧杯、水、石棉网、三脚架、酒精灯、火柴、湿抹布、泡沫块、面粉、色素等）；补充阅读资料。 教学过程 活动一 你能从下面这些现象中推测地球内部是什么样的吗？ 1.火山。火山喷发时，会有一股股火山灰射向空中，并从裂缝里溢出岩浆，有的长达数十千米。火山喷发出来的火山灰和炽热的岩浆来自地球的内部，这说明了地球内部的温度和压力很大。 结 论 根据火山喷发可以推测出地球内部不是空的，温度很高、压力很大，存在炽热的岩浆。 2.地震。地震最主要的后果是地面出现断层和地裂缝。大地震的地表断层常绵延几十千米至几百千米,往往具有较明显的垂直错距和水平错距，能反映出震源处的构造变动特征。 结 论 根据地震能推测出地球内部是不稳定的,会运动和变化,岩层会承受很大的压力，所积聚的能量需要释放。 3.地热。地热现象主要有温泉、沸泉、间歇喷泉等。温泉是从地下自然涌出的自然水，天然温泉水的温度大多在60°C以上。沸泉指温度约等于当地地表水沸点的地下水。间歇喷泉是间断喷发的温泉，多发生于火山运动活跃的区域，有人把它比作“地下的天然锅炉”。在火山活动地区，熔岩使地层水化为水蒸气，水蒸气沿裂缝上升，当温度下降到汽化点以下时液化成为温度很高的水，每间隔一段时间喷发一次，形成间歇喷泉。 结 论 根据地热可以推测出地球内部有大量的热能，可能比地表温度高。 设计意图： 地球内部很神秘。虽然地球是个不能打开观察的“暗箱”，但是人们对于地球内部的猜想和探索从未停止过。 教材首先根据正在喷发的火山、地震之后坍塌的路面、地热温泉这些线索，引导学生推测地球内部有岩浆物质、高温高压、不稳定、会运动的特点；再通过阅读资料“人类对地球内部的探索”，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作出的猜测。 活动二 人类对地球内部的探索 火山和地震透露出一些地球内部的信息。可为什么会产生火山和地震呢？为了解开谜团，人类从地球内部寻找原因。到目前为止，人类钻探地球的深度只有12千米。如果把地球比作熟鸡蛋，这深度连鸡蛋壳还没有钻透呢。20世纪初，科学家发现，地震波在不同的岩石中传播时，有快有慢，于是开始利用地震波来探测地球内部的结构。科学家根据探测结果，把地球内部分成了三个不同的圈层。其中，薄薄的地壳主要由各种岩石组成；地幔位于地壳和地核之间，是岩浆的发源地；地球中心部分的地核，温度和压力极高。 地壳的平均厚度约为17千米，相对于地球半径只是一层很薄的岩石圈。地幔的平均厚度约为2865千米，地核的半径约为3480千米。 地震学家发现，地震波在传到地下50千米处有折射现象发生，在地下2900千米处也发生明显变化。他们推测这是地球内部两种物质分界导致的，于是将两种物质的分界面分别命名为“莫霍面”和“古登堡面”，并根据这两个分界面把地球分为地壳、地幔和地核三个圈层。 1.板块构造学说。 在此基础上，一些科学家认为，地幔和地核会进行水平运动和上下运动，而最外层的地壳也就像浮在水面上的船只一样随之运动起来。地震是人们直接感知到的地壳运动的反映，更普遍的地壳运动则在长期地、缓慢地进行着，必须借助仪器长期观测才能发觉。板块构造学说将全球的岩石圈划分为六大板块，认为板块在相对移动的过程中，或向两边张裂，或彼此碰撞，从而形成了地球表面的基本面貌。 板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的。板块碰撞和板块分离均为板块的水平运动。板块碰撞是指两个同类型板块发生会合、相互挤压，形成造山带的作用和过程。板块分离指两个同类型板块在持续外推力的作用下相互远离的过程。板块交错反映了板块的升降运动，表现为地壳的抬升或下沉，从而引起海陆变迁，抬升形成海岸山脉或岛弧，下沉形成海沟。 萨维尔·勒皮雄在1968年将全球岩石圈划分为六大板块:太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块和南极洲板块。其中除太平洋板块几乎全为海洋外，其余五个板块既包括大陆又包括海洋。 结 论 地球板块的运动引起火山喷发或地震，改变了地形。 2.模拟地球板块的漂移与碰撞。 实验目的:能用简单的器材模拟地球板块的漂移与碰撞过程。 实验材料:酒精灯、三脚架、石棉网、烧杯有色淀粉、水、泡沫块等。 实验步骤:(1)在有色淀粉中加入热水，搅拌均匀后，用酒精灯加热，持续搅拌至糊状。 (2)放入三四块泡沫块，继续加热，观察泡沫块的运动。 实验现象:泡沫块先是随意漂浮在淀粉糊上，然后泡沫块从加热点上方向四周移动，继续加热，泡沫块随着液体的沸腾剧烈地无规律翻滚，泡沫块在烧杯的边缘相互碰撞挤压。密度不同的泡沫块之间甚至还会产生交错现象。 实验分析:(1)泡沫块运动的力量来自淀粉糊的对流运动。 (2)地球板块运动的力量来自岩浆在高温高压作用下产生的运动。 (3)地球板块运动引发的自然现象有火山喷发地震、海陆变迁大陆漂移等。 实验结论:就像漂浮在沸腾的液体上的泡沫块，各个大陆板块相互碰撞、分离、平移，从而导致地表产生巨大变化。如形成山脉、高原、裂谷和海沟等，甚至还会引发火山爆发、地震、海啸等。 3.淀粉糊、泡沫块、酒精灯分别模拟什么? 淀粉糊、泡沫块、酒精灯分别模拟的是软流层及岩浆运动、地球板块运动、地核释放的热量。 4.泡沫块的运动受到哪些因素的影响? 泡沫块由于受到软流层的推力，会跟随软流层发生水平运动，运动过程中也会受到相邻泡沫块的阻碍。 设计意图： 只借助文字和静态图片，学生还是不能基于现象说清楚地壳运动的原因，容易形成模糊、片面甚至错误的认识。学生通过观察模拟装置，能直观感受泡沫块和下方液体的运动，使用具有流动性的黏稠液体模拟岩浆运动，呈现地壳运动时板块之间或靠近或远离、或挤压或抬升的现象，实验效果更逼真，能帮助学生建立地壳运动的能量来自地球内部处于对流运动状态的岩浆的意识。 活动三 根据发现的化石，你能推测出喜马拉雅山很久以前的情况吗？ 喜马拉雅山是世界最雄伟、高大的山系。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。 菊石是已灭绝的海生无脊椎动物(与鹦鹉螺是近亲)，生存于古生代泥盆纪初期至白垩纪末期。鱼龙是一种类似鱼和海豚的大型海栖爬行动物。根据板块构造假说，地球内部是运动的。同时，以在喜马拉雅山上找到的化石及地质考察所发现的化石为依据，科学家对喜马拉雅山脉的形成作出了解释:早在4000万~5000万年前，喜马拉雅山脉所处地区是一片湛蓝的大海。 由于亚欧板块和印度洋板块的互相碰撞，使得沉积在海中的巨厚沉积岩隆起，这样古海便渐渐消失，取而代之的是高耸入云的山脉。科学家们经过测量发现，印度洋板块至今仍在向北漂移，致使喜马拉雅山脉继续升高。近万年来，喜马拉雅山脉升高了500米，即以每年5厘米的速度在上升。 结 论 我们推测喜马拉雅山所处地区在很久以前是海洋。 观察地球大陆板块变化示意图，比较今天的地球与两亿年前的有什么不同。 组成地球外壳的岩石圈原来是一个整体，后来地球内部运动的力量使它分裂成几块，形成了现在的大陆板块。如前面实验所示，这些大陆板块相互碰撞、分离、平移，从而导致地表的巨大变化。 地球内部运动使地表形态发生不断变化。这种变化有时表现出来的是很猛烈的，可以使地球的局部表面瞬间发生较大的改变，就像地震、火山，有时也表现为极其缓慢地变化，就像喜马拉雅山年复一年的隆起。 2亿年前 1.5亿年前 现在 从上图中可以看出，2亿年前，地球大陆板块是连接在一起的，现在则是相互分离开来的。 1912年，德国地球物理学家魏格纳正式提出了大陆漂移学说，由于当时不能更好地解释漂移的机制，曾饱受质疑。随着古地磁与地震学、宇航观测的发展，一度沉寂的大陆漂移说获得了新生，并为板块构造学说的发展奠定了基础。 活动手册 课堂总结 本课我们通过观察火山、地震、地热现象，推测地球内部的构成，通过阅读资料，了解科学家对地球内部圈层的猜测；通过模拟地球板块的漂移与碰撞实验，意识到地球板块运动的能量来自地球内部处于流动状态的岩浆；通过观察发现的化石以及地球大陆板块变化示意图，认识地壳运动导致海陆变迁、大陆漂移。 板书设计 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$