小学教科版（2024）第一单元 辨别方向2.利用自然物辨别方向教学设计及反思

这是一份小学教科版（2024）第一单元 辨别方向2.利用自然物辨别方向教学设计及反思，共9页。教案主要包含了教学目标，课前准备，教学过程，教学反思提示等内容，欢迎下载使用。

一、教学目标
重点：通过模拟实验探究利用太阳下直杆影子变化辨别方向的方法
难点：理解直杆影子变化与太阳位置变化的对应关系，运用逆向思维推理辨别方向
二、课前准备
分组材料（每4人小组1套）：
教师准备：
1. 多媒体课件（含太阳东升西落动画、影子变化示意图）
2. 模拟实验演示装置（供示范使用）
3. 学生实验记录单（每生一份）
三、教学过程（共40分钟）
环节一 聚焦：回忆太阳与影子的关系（约5分钟）
教师出示太阳东升西落的动画或图片，引导学生回忆二年级学过的知识。
师："同学们，我们在二年级学过一天中太阳在天空中的位置是怎样变化的？谁能说一说太阳东升西落时，阳光下物体的影子方向是怎样变化的？"
→ 预设：太阳从东边升起，西边落下。影子方向也会变化，早上影子在西边，中午影子在正北（或脚下），下午影子在东边。
▎ 重点引导回忆影子方向的变化，而非长短变化，为探索3模拟实验做铺垫。
师："看来大家对太阳和影子的关系记得很清楚！那老师有个问题——如果我们到了一个陌生的地方，没有指南针，也不知道路，能不能利用太阳和影子的关系来判断方向呢？"
学生自由讨论，教师引出课题：今天我们就来探究《利用自然物辨别方向》。
板书：板书课题：利用自然物辨别方向
环节二 探索：模拟实验探究直杆影子辨向方法（约20分钟）
探索2：回忆影子方向的变化规律
教师引导学生再次明确：太阳东升西落→影子从西向东北方向变化。具体来说，上午太阳在东，影子朝向西；下午太阳在西，影子朝向东。
探索3：模拟实验——用直杆影子的变化辨别方向
教师出示模拟实验装置，介绍实验材料及各自的模拟作用：手电筒→太阳，半圆形轨道→太阳的运动轨迹，直杆→地面上的物体。
▎ 手电筒的光是朝一个方向照射的，而太阳光是向四面八方照射的，因此实验中手电筒要一直对准直杆照射。
教师演示并讲解模拟实验步骤：
步骤一：将直杆垂直立在白纸中央，让『太阳』（手电筒）沿着轨道从东向西运动。
步骤二：让『太阳』停在东边任意一点（模拟上午），在直杆影子顶点处做个记号，标上『1』。
步骤三：让『太阳』继续沿轨道运动到西边任意一点（模拟下午），在此时直杆影子顶点处做记号，标上『2』。
步骤四：用尺子将『1』和『2』连接起来，观察连线方向。
学生分组动手操作，教师巡视指导，重点关注：手电筒是否一直照向直杆、标记位置是否准确。
师："在移动『太阳』时应该注意什么？轨道可以动吗？"
→ 预设：『太阳』要从东往西沿着轨道移动，模拟太阳东升西落。轨道要保持不动。
▎ 手电筒移动方向必须从东向西，且要一直对准直杆照射。
环节三 研讨：分析实验现象，总结辨向方法（约10分钟）
师："连接『1』和『2』，从『1』指向『2』的方向大致是什么方向？"
→ 预设：『1』指向『2』的方向大致是东—西方向。上午影子在西（1），下午影子在东（2），所以从1到2是东的方向。
▎ 『1』代表西方向，『2』代表东方向。连接『1』和『2』可以判断东西方向。
师："垂直于连线的方向又是什么方向？哪边是南，哪边是北？"
→ 预设：垂直于连线，向阳的一面是南，背阳的一面是北。
师："模拟实验中的直杆影子变化代表了什么？"
→ 预设：直杆影子变化代表了太阳位置的变化。太阳有规律地运动，导致影子有规律地变化。根据影子变化的方向，可以辨别方向。
教师引导学生总结：知道了东，沿顺时针方向转90°是南，再转90°是西，再转90°是北。
师："利用『太阳下直杆影子的变化』辨别方向，存在哪些不足？"
→ 预设：阴雨天或晚上没有太阳就无法使用。直杆不能太短，顶端要容易辨认。至少需要10分钟以上才能清楚辨向。
教师承转：正因为有这些不足，所以我们在课堂上用模拟实验来学习这个方法，掌握原理后再到真实场景中去应用。
环节四 拓展：课后实地操作（约5分钟）
教师布置课后拓展活动：在操场上尝试用『太阳下直杆影子的变化』辨别方向。
▎ 课后实践要点：晴天正午后在操场进行；用长短不同的直杆分别实验，比较哪种更便于测量；影子顶点标记后约20分钟再标记一次。
师："为什么用长短不同的直杆实验？哪种更便于测量？下节课我们来分享你们的发现。"
板书设计
四、教学反思提示
附件资料
附件一 模拟实验操作指引
『太阳下直杆影子的变化』模拟实验操作指引
一、实验目的：通过模拟实验探究太阳下直杆影子的变化规律，学会利用影子辨别方向。
二、实验材料：手电筒1个、直杆（高约15cm）1根、半圆形轨道纸板1张、白纸1张、记号笔2支、直尺1把。
三、实验步骤：
1. 将半圆形轨道纸板平放于桌面，标有『东』的一侧朝左，『西』的一侧朝右。
2. 将直杆垂直立于轨道中心位置，白纸垫在直杆下方。
3. 手电筒从轨道东侧开始，沿轨道缓慢向两侧移动，模拟太阳东升西落。
4. 将手电筒停在东边任意一点（模拟上午），观察直杆影子方向，在影子顶点用记号笔标『1』。
5. 将手电筒继续沿轨道移动到西边任意一点（模拟下午），观察直杆影子方向，在此时影子顶点标『2』。
6. 用直尺连接『1』和『2』，标出连线方向。
▎ 关键操作要点：手电筒必须始终对准直杆照射；移动方向从东向西不可逆；轨道不能移动。
四、注意事项：
1. 手电筒光有方向性，不像太阳光向四面八方照射，因此要一直对准直杆。
2. 标记影子顶点时，记号要准确标记在影子顶端的位置。
3. 同组同学分工合作：一人持手电筒移动，一人观察并标记，一人记录。
附件二 学生实验记录单
利用自然物辨别方向——实验记录单
思考题：
1. 垂直于『1』『2』连线的方向是什么？哪个方向是南？哪个方向是北？
2. 模拟实验中，手电筒、轨道、直杆分别模拟了什么？
3. 用『太阳下直杆影子的变化』辨别方向，有什么好处？有什么不足？
4. 若按照太阳东升西落的规律，在轨道上任选两点做模拟实验，结果还符合规律吗？为什么？
自我评价
科学观念
知道太阳下直杆影子的变化可以辨别方向，理解影子变化与太阳位置变化有关
科学思维
通过模拟实验分析直杆影子顶点连线与东西方向的关系，发展观察推理与逆向思维能力
探究实践
能用手电筒模拟太阳、直杆模拟物体，按照步骤完成模拟实验并记录影子位置，依据影子变化辨别方向
态度责任
在模拟实验中认真操作、如实记录，乐于合作交流，意识到科学方法可以帮助人们解决实际生活中的方向辨别问题
序号
材料
数量
规格说明
可替代
1
手电筒
1个/组
模拟太阳（可聚焦光束）
可用手机闪光灯替代
2
直杆（高约15cm）
1根/组
竹签或细木棍，顶端涂红便于标记
可用铅笔替代
3
半圆形轨道纸板
1张/组
半径约20cm，标有东、西方向标记
硬卡纸自制
4
白纸
1张/组
A4白纸，用于标记影子顶点位置
—
5
记号笔
2支/组
不同颜色标注'1'和'2'
—
6
直尺
1把/组
用于连线
—
利用自然物辨别方向
探索2：太阳东升西落
影子方向从西→东变化
探索3：模拟实验
手电筒模拟太阳 直杆模拟物体 轨道模拟太阳轨迹
标记1 ← 上午（太阳在东，影子在西）
标记2 ← 下午（太阳在西，影子在东）
连接1→2→东西方向
垂线→南北方向（向阳为南，背阳为北）
反思维度
课后自问
模拟实验的指导
学生操作手电筒模拟太阳时是否理解『始终对准直杆照射』的要求？
逆向思维的达成
学生能否从『影子变化』推理出『太阳位置变化』与『方向判断』之间的逻辑关系？
实验与生活的衔接
学生是否将课堂所学的模拟实验方法迁移到课后实地操作中？
实验步骤
观察记录
我的发现
太阳在东边（模拟上午）
影子顶点标记『1』
影子朝向______方
『1』在直杆的______侧
太阳在西边（模拟下午）
影子顶点标记『2』
影子朝向______方
『2』在直杆的______侧
连接『1』和『2』
『1』→『2』的方向大致是______方向
判断东西方向的依据：
能说出太阳东升西落时影子方向的变化规律
能做到打√
能按照步骤完成模拟实验并准确标记影子顶点
能做到打√
能根据影子标记判断东西方向
能做到打√
能说出模拟实验中各材料的对应关系
能做到打√
能说出这种辨向方法的不足之处
能做到打√