小学教科版（2024）影长的四季变化教案设计

这是一份小学教科版（2024）影长的四季变化教案设计，共8页。教案主要包含了教材分析，学情分析，核心素养目标，教学重难点，教学准备，教学过程，板书设计，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
一、教材分析
本课是教科版小学科学六年级上册第三单元“地球的运动”的第五课。在前几课学习了地球自转、昼夜交替的基础上，本课将视野拓展到地球的公转与四季变化。教材从“同一时间不同季节影子长度不同”的生活现象入手，引导学生探究影长变化的规律。核心活动包括：了解古人利用圭表观测日影的智慧、制作简易圭表、模拟四季正午太阳高度变化并测量影长、分析真实数据。通过这一系列探究，学生将建立起“太阳高度角变化导致影长变化”的科学观念，并为后续学习四季成因奠定基础。
二、学情分析
六年级的学生对“夏天热、冬天冷”、“夏天白天长、冬天白天短”等四季现象有直观感受，也知道影子长短与太阳位置有关。但他们很少系统观察过同一时刻（特别是正午）影子在一年四季中的规律性变化，对“太阳高度角”这一概念也比较陌生。此外，学生对于中国古代科技成就（如圭表）了解不多。因此，本课需要通过直观的模拟实验和详实的数据分析，帮助学生将零散的生活经验系统化、科学化。
三、核心素养目标
科学观念： 知道同一地点正午时分的物体影长会随季节发生有规律的变化；理解太阳高度角的变化是导致影长变化的原因；了解圭表是中国古代测量日影长度的天文仪器。
科学思维： 能通过模拟实验建构“四季影长变化”的模型；能基于实验数据和真实观测数据，分析并归纳出影长变化的规律。
探究实践： 能利用身边的材料制作简易圭表；能通过模拟实验，测量并记录不同季节（以二分二至为代表）正午时分的影长。
态度责任： 感受中国古代劳动人民的智慧，增强民族自豪感；养成严谨细致、尊重证据的科学态度。
四、教学重难点
重点： 通过制作圭表和模拟实验，探究并描述正午日影长度在四季中的变化规律。
难点： 理解太阳高度角与影长的关系，并能准确模拟四季正午时分太阳的不同位置。
五、教学准备
教师准备： 多媒体课件（含圭表介绍视频、四季太阳位置图、北京地区日出日落及太阳高度角数据表）、强光手电筒、班级记录大表。
学生分组准备： A3白纸（作圭面）、硬卡纸（作表）、刻度尺、笔、剪刀、双面胶、手电筒（模拟太阳）、“春分、夏至、秋分、冬至”的标志牌。
六、教学过程
环节一：生活导入，聚焦问题（5分钟）
教师提问：“同学们，在同样的上学时间，你发现夏天和冬天的影子长度一样吗？”（预设：不一样，夏天短，冬天长）。
追问：“四季变化，年复一年，影子长度的变化有规律吗？它和太阳高度的变化有什么关系呢？”
揭示课题：《影长的四季变化》。
环节二：了解圭表，学习古人智慧（8分钟）
提问：“在没有现代仪器的古代，人们是如何观测日影变化的呢？”
引导学生查阅资料或观看视频，了解“圭表”。
圭：平卧在正南正北方向、带有刻度的尺子。
表：直立在圭面南端的标杆。
教师讲解：古人通过测量正午时分表影在圭面上的长度，发现了影长的四季变化规律，并据此制定了二十四节气。
环节三：动手制作，模拟实验探究（20分钟）
制作简易圭表：
制作圭面：在A3白纸上画出刻度，从0开始。
制作表：用硬卡纸制作一根立柱，垂直固定在圭面的0刻度处。
模拟四季影长变化：
明确模拟对象：手电筒模拟太阳，圭表模拟地面上的物体。
明确模拟关键：根据教材提示，模拟同一地点在“春分、夏至、秋分、冬至”四个节气正午时分的太阳位置。
实验操作：
一名同学手持“节气牌”站在不同位置，代表太阳的高度（夏至最高，冬至最低，春秋分居中）。
另一名同学手持手电筒，从“节气牌”的位置照射圭表的“表”。
观察并记录“表”的影子在“圭面”上的长度。
学生分组实验，填写《同一地点正午时分物体影长的变化》记录表。
环节四：数据分析，总结规律（5分钟）
各小组汇报实验数据。
教师出示《北京地区日出日落时间和正午太阳高度角的变化表》。
引导研讨：
“从实验数据和北京的真实数据中，你发现了什么规律？”
“影子的长短和太阳高度角有什么关系？”
师生共同总结：
规律：夏季（夏至）正午影子最短，冬季（冬至）正午影子最长，春季（春分）和秋季（秋分）影子长度适中。
原因：太阳高度角越大，影子越短；太阳高度角越小，影子越长。
环节五：拓展延伸，激发兴趣（2分钟）
提问：“圭表不仅能测季节，还能测出一年的时间。古人是怎么做到的呢？”（连续两次测得影子最长的时间间隔为一年）。
鼓励学生在课后利用自制圭表，在真实环境中长期观测并记录正午影长的变化。
七、板书设计
3.5 影长的四季变化
1. 观测工具：圭表
圭（刻度尺） + 表（立柱）
2. 模拟实验结论：
夏至：太阳高度角最大 → 影子最短
冬至：太阳高度角最小 → 影子最长
春分/秋分：太阳高度角适中 → 影子适中
3. 规律：正午影长随季节有规律变化（夏短冬长）
八、课堂练习
1. 填空题
(1) 圭表是中国古代测量正午时刻______的天文仪器，它由“圭”和“”两部分组成。
(2) 在同一地点，一年四季正午时分的太阳高度是不同的。夏至时太阳高度最，冬至时太阳高度最______。
(3) 正午时，物体影子的长度与太阳高度角有关。太阳高度角越大，影子越______；太阳高度角越小，影子越______。
2. 选择题
(1) 使用圭表测量日影时，应该测量一天中哪个时刻的影子？（ ）
A. 早晨 B. 正午 C. 傍晚
(2) 下列关于四季正午影长的说法，正确的是（ ）。
A. 夏季影子最长，冬季影子最短
B. 春季和秋季的影子长度一定完全相同
C. 从夏季到冬季，正午的影子逐渐变长
(3) 在模拟实验中，我们用手电筒的照射角度来模拟（ ）。
A. 地球的自转
B. 太阳的高度角
C. 月相的变化
3. 实验分析题
小明在模拟“影长的四季变化”实验时，记录了以下数据：
表格
已知这四个数据分别对应春分、夏至、秋分、冬至。
请问：代表“夏至”的是（ ），代表“冬至”的是（ ）。
A. A B. B C. C D. D
【参考答案】
(1) 日影长度；表 (2) 高（或大）；低（或小） (3) 短；长
(1) B (2) C (3) B
A；B (或D) (注：冬至和冬至的影子最长且长度相近)
模拟节气
影子长度（厘米）
A
5
B
12
C
8
D
12