2025 小学六年级科学上册四季成因地轴倾斜模拟实验课件

一、教学背景与目标定位：为何要做这个实验？演讲人01教学背景与目标定位：为何要做这个实验？02实验准备：让每个细节都服务于思维发展03实验过程：从操作到思维的阶梯式推进04结论与拓展：从课堂到生活的认知延伸05教学反思与总结：让科学探究真实发生目录2025小学六年级科学上册四季成因地轴倾斜模拟实验课件作为一名从事小学科学教育十余年的一线教师，我始终坚信：让抽象的科学原理“看得见、摸得着”，是打开学生科学思维的关键钥匙。《四季的成因》是教科版六年级上册“地球的运动”单元的核心内容，而“地轴倾斜模拟实验”则是突破这一知识点的重要抓手。今天，我将以“亲历探究、证据推理”为核心，从实验设计逻辑、操作要点到思维进阶路径，完整呈现这一教学过程。01教学背景与目标定位：为何要做这个实验？1课标与教材分析《义务教育科学课程标准（2022年版）》在“地球与宇宙”领域明确要求：“能基于所学知识，说明地球运动（自转和公转）对昼夜交替、四季变化的影响”。六年级学生虽已通过“昼夜交替现象”的学习建立了地球运动的初步认知，但对“四季成因”仍存在典型前概念误区——超过70%的学生会将四季归因于“地球离太阳远近”（前测数据）。这一误区的根源在于未理解“地轴倾斜”这一关键变量。教材中“四季的成因”章节以“提出问题—模拟实验—分析现象—得出结论”为逻辑主线，其中模拟实验是连接“地球运动抽象模型”与“学生直观认知”的桥梁。只有通过实验让学生亲眼观察到“地轴倾斜导致太阳高度角与日照时长变化”，才能真正理解四季的本质。2教学目标设定基于课标要求与学生认知特点，我将本课教学目标细化为三个维度：知识目标：知道四季形成与地球公转、地轴倾斜（约23.5）且空间指向保持不变有关；能描述不同季节同一地点太阳高度角与日照时长的差异。能力目标：通过设计并操作“地轴倾斜模拟实验”，提升观察记录、变量控制与现象推理能力；能运用实验现象解释生活中“夏季昼长夜短”“冬季太阳位置低”等现象。情感目标：在探究中体会“猜想—验证—修正”的科学思维乐趣，培养尊重证据、严谨求实的科学态度；激发对地球运动奥秘的持续探究兴趣。3教学重难点突破重点：通过模拟实验理解“地轴倾斜”是四季形成的关键因素。难点：在实验中观察并量化“太阳高度角”“日照时长”的变化，建立“倾斜→直射点移动→热量差异→四季”的逻辑链。02实验准备：让每个细节都服务于思维发展1实验材料的选择与改进为了让实验现象更直观、数据更易测量，我对传统材料进行了优化（如表1所示）：|材料名称|传统材料|改进后材料|设计意图||----------------|-------------------|---------------------|--------------------------------------------------------------------------||地球模型|普通地球仪（无标记）|自制可调整地轴角度的模型（地轴用铁丝固定，标有赤道、回归线、观察点）|精准控制地轴倾斜角度（23.5），明确观察参照点|1实验材料的选择与改进010203|光源|手电筒|100W环形led台灯（无阴影）|模拟平行太阳光，避免点光源造成的误差；环形设计确保各方向光照均匀||测量工具|量角器（手动测量）|自制“太阳高度角测量板”（硬板纸+量角器刻度）|学生可直接将测量板贴于观察点，快速读取太阳高度角（误差≤2）||记录表格|空白表格|含“公转位置-太阳高度角-日照时长-温度感知”的四维记录表|引导学生有目的地采集数据，避免观察碎片化|2实验环境的布置为确保实验效果，我将教室窗帘全部闭合，墙面张贴“公转轨道示意图”（用蓝色胶带标出春分、夏至、秋分、冬至四个关键位置）。每组实验台中央固定台灯（光源高度与地球模型球心平齐），地球模型放置在可旋转的圆形托盘上（模拟公转轨道）。03实验过程：从操作到思维的阶梯式推进1前实验：激活前概念，明确探究方向上课伊始，我展示一组图片：“哈尔滨冰雕（1月）、杭州西湖荷花（7月）、北京香山红叶（10月）、昆明樱花（3月）”，提问：“这些季节景观的差异是怎么形成的？”学生七嘴八舌给出“离太阳远近”“地球自转”“温度变化”等猜想。我顺势抛出争议点：“地球1月离太阳更近（近日点），但北半球1月是冬季；7月离太阳更远（远日点），却是夏季。这说明‘距离’可能不是主因，那真正的原因是什么？”此时，我取出地球仪，用激光笔模拟太阳光直射赤道，提问：“如果地轴是垂直的（与公转轨道面垂直），地球公转时各地的太阳高度会变化吗？”学生观察后发现：“直射点始终在赤道，全球昼夜平分，没有四季。”这一矛盾点激发了认知冲突——“地轴倾斜可能是关键！”至此，实验目标明确：探究地轴倾斜时，地球公转过程中同一地点的太阳高度与日照时长如何变化？2实验操作：分步指导，关注细节实验分为4个操作环节，我采用“示范—分组—指导”的模式，确保每个学生掌握操作要点（以“北半球中纬度某观察点”为例）。2实验操作：分步指导，关注细节2.1组装与调试03步骤3：打开台灯，调整光源高度，使光线与地球模型球心齐平（模拟平行光）。02步骤2：在地球模型北半球中纬度（如北纬40）标记“观察点A”，赤道标记“观察点B”，南极圈标记“观察点C”。01步骤1：将地球模型的地轴调整为23.5倾斜（与公转轨道面夹角66.5），用胶带固定地轴方向（模拟“空间指向不变”，如始终指向北极星）。04教师指导要点：强调“地轴倾斜角度固定”“空间指向不变”是实验的控制变量，若地轴方向晃动，实验现象会失真。2实验操作：分步指导，关注细节2.2模拟公转与观察记录步骤1：将地球模型置于“春分”位置（太阳直射赤道），用测量板贴于观察点A，读取太阳高度角（约50）；用白色粉笔在模型上画出晨昏线，测量观察点A的昼弧长度（约12小时）。步骤2：将模型沿公转轨道逆时针旋转90至“夏至”位置（太阳直射北回归线），重复测量：太阳高度角约73.5，昼弧长度约15小时。步骤3：继续旋转至“秋分”“冬至”位置，分别记录数据（如表2）。|公转位置|太阳直射点|观察点A太阳高度角|观察点A昼长|直观感受（用手触摸模型温度）||----------|---------------|-------------------|---------------|------------------------------|2实验操作：分步指导，关注细节2.2模拟公转与观察记录|春分|赤道（0N）|约50|约12小时|温度中等||夏至|北回归线（23.5N）|约73.5|约15小时|温度较高||秋分|赤道（0N）|约50|约12小时|温度中等||冬至|南回归线（23.5S）|约26.5|约9小时|温度较低|教师指导要点：提醒学生“公转时地轴方向不能变”（可在桌面贴北极星标记辅助）；测量昼长时，需将模型轻轻旋转，观察观察点从日出到日落的转动角度（每15对应1小时）。2实验操作：分步指导，关注细节2.3对比实验：验证“地轴倾斜”的必要性为强化“地轴倾斜是四季成因关键”的认知，我引导学生进行对比实验：将地轴调整为垂直状态（与公转轨道面90），重复上述测量。学生发现：无论公转到哪个位置，观察点A的太阳高度角始终为50，昼长始终12小时，模型温度无明显变化。这一现象与前组实验形成鲜明对比，直观证明了“没有地轴倾斜，就没有四季”。3现象分析：从数据到规律的思维跃迁实验结束后，我组织学生以小组为单位分析记录表，重点讨论三个问题：问题1：观察点A的太阳高度角如何随公转位置变化？（夏至最高，冬至最低，春分秋分居中）问题2：观察点A的昼长如何变化？（夏至最长，冬至最短，春分秋分等长）问题3：太阳高度角与昼长变化如何影响温度？（太阳高度角越大，单位面积接收的太阳辐射越多；昼越长，接收热量时间越长，温度越高）学生结合生活经验补充：“夏天中午太阳很晒，就是因为高度角大；冬天下午四五点天就黑了，因为昼长短。”此时，我用动画演示“太阳高度角与光热分布”（同面积光斑，角度越大越集中），将实验现象与能量传递原理关联，帮助学生建立“倾斜→直射点移动→光热差异→四季”的逻辑链。04结论与拓展：从课堂到生活的认知延伸1科学结论的提炼通过实验现象与数据分析，师生共同总结四季成因的三要素：01020304地球的公转：提供四季变化的时间周期（约365天）。地轴的倾斜（约23.5）：导致太阳直射点在南北回归线之间往返移动。地轴空间指向不变（始终指向北极星附近）：确保直射点移动的规律性。2生活现象的解释为检验学生是否真正理解，我抛出几个实际问题：“为什么南极和北极会出现极昼极夜？”（观察点C在夏至时全部位于昼半球，冬至时全部位于夜半球）“海南岛的四季为什么不明显？”（低纬度地区太阳高度角年变化小，光热差异小）“古人为什么用圭表测量日影长度制定节气？”（日影长度与太阳高度角相关，夏至日影最短，冬至最长）学生结合实验中“太阳高度角变化”的观察，逐一给出合理的解释，甚至有学生提出：“我家阳台冬天能晒到太阳，夏天晒不到，可能也是因为太阳高度角变化！”这种从“实验结论”到“生活现象”的迁移，正是科学教育的核心目标。3延伸探究建议STEP1STEP2STEP3STEP4为满足学有余力学生的需求，我布置了分层拓展任务：基础任务：观察记录当地一周内的日出日落时间，计算昼长变化，与实验数据对比。挑战任务：用手机延时摄影记录一个月内同一时间太阳在天空中的位置变化，分析其与地轴倾斜的关系。创新任务：设计“地轴倾斜角度变化对四季的影响”模拟实验（如将地轴角度调为10或40，观察现象差异）。05教学反思与总结：让科学探究真实发生教学反思与总结：让科学探究真实发生回顾整个教学过程，“地轴倾斜模拟实验”之所以能有效突破重难点，关键在于“以学生为中心”的实验设计——通过材料改进让现象更直观，通过对比实验强化变量控制，通过数据记录引导证据推理。当学生从“认为四季是因为离太阳远近”到“能