3.5《影长的四季变化》教学设计2026-2027学年科学六年级上册新教科版

3.5《影长的四季变化》教学设计一、教材分析本课是地球运动单元第5课，承接前一课一天中影长变化，将观测周期拓展至一年四季。教材以圭表为核心探究工具，分为聚焦、探索、研讨、拓展四大板块：先抛出四季影长变化规律核心问题；再通过古人圭表观测、自制简易圭表、手电筒模拟实验、实地正午观测四层探究活动，建立太阳高度—影长关联；研讨环节梳理变化规律，拓展用北京地区数据量化太阳高度、昼夜时长差异。本课打通地球公转、四季成因、光影变化的逻辑链条，为后续学习地球公转、四季形成奠定直观实证基础，兼具古代天文科技文化渗透与动手探究价值。二、学情分析六年级学生已掌握两点基础：1.知道一天中正午影子最短，理解太阳高度越高影子越短；2.能区分春夏秋冬四季，感知夏季太阳更晒、冬季阳光柔和。存在认知短板：①不清楚一年里正午太阳高度会随季节公转改变；②不了解圭表这一古代天文仪器；③难以自主将四季冷热、昼夜长短与影长、太阳高度建立因果联系；动手制作圭表时，刻度标定、小孔作用、固定观测时间等细节容易出错。学生动手意愿强，模拟实验、实地测量能有效降低抽象公转知识的理解难度。三、核心素养分析科学观念1.同一地点正午时分，四季太阳高度不同，影长随之规律变化：夏季太阳高度最高、影长最短；冬季太阳高度最低、影长最长；春秋影长中等。2.太阳高度角越大，物体影子越短；太阳高度角越小，影子越长。3.初步感知地球公转造成正午太阳高度、昼夜时长四季更替。科学思维通过圭表观测、手电筒模拟实验，对比四季影长数据，归纳影长与太阳高度的反向变化规律；能基于观测证据推理四季冷热、昼夜长短差异的成因，建立“地球公转→太阳高度变化→影长、气温、昼夜变化”逻辑链。探究实践1.能独立制作简易圭表，规范完成刻度绘制、立表打孔操作；2.用手电筒模拟四季太阳高度，对比光斑、影长差异；3.固定正午时间实地观测、记录圭表影长，收集实证数据；4.查阅圭表历史资料，解读古天文观测方法。态度责任1.感受中国古代圭表、日晷等天文仪器的智慧，增强传统文化自豪感；2.养成长期定点、定时、定量观测的严谨实证科学习惯；3.意识到地球公转带来四季循环，树立事物运动变化、规律可循的自然观。四、教学重点1.掌握同一地点正午影长四季变化规律；2.理解太阳高度与影子长度反向变化的关系；3.会制作简易圭表并开展模拟、实地观测。五、教学难点1.理解地球公转是正午太阳高度四季变化的根本原因；2.准确把控观测条件，明白必须正午观测才能对比四季影长；3.结合拓展表格数据，关联太阳高度、日出日落时长、气温三者联系。六、教具准备教师教具多媒体课件、北京古观象台圭表实拍视频、地球公转动画视频、大型示范圭表、手电筒、大树模型、四季正午光影动态演示动画、板书贴纸、北京四季太阳高度数据表。学生学具纸带、硬纸板、打孔器、直尺、铅笔、记录单、手电筒、小型支架。七、教学过程一、导入新课（5分钟）教师活动播放学生上学背影图片，提问：同样早上上学，夏天地面影子短，冬天影子很长，这是为什么？板书课题《影长的四季变化》，出示聚焦板块核心问题：四季循环，影子长度有固定规律吗？影长和太阳高度有什么关系？学生活动结合生活经验自由发言，说出冬夏影子长短区别，大胆猜测四季影长变化。设计意图用学生日常上学光影场景贴近生活，快速激发探究兴趣，直接抛出本课核心探究问题，明确课堂学习目标。二、讲授新课（一）聚焦板块（5分钟）教师活动出示教材聚焦对话框，引导学生拆解两个核心问题：①影子长度一年四季会不会重复循环？②太阳位置高低怎么影响影子？播放1分钟四季正午阳光实拍短视频，引导观察太阳在天空高低差异。学生活动小组交流生活中春夏秋冬正午阳光感受，记录小组猜想：夏天太阳高、影子短；冬天太阳低、影子长。设计意图聚焦核心探究任务，调动生活前概念，形成初步猜想，为后续实验验证做铺垫。（二）探索板块（22分钟）探索分为4个分层探究活动，依次推进1.活动1：古人圭表观测（5分钟）教师活动：播放古观象台圭表科普视频，出示教材圭表示意图，讲解圭（长尺）、表（竖杆）作用，梳理古人观测结论：春、秋影中等，夏季影最短，冬季影最长。提问：古人为什么只用正午观测日影？学生活动：阅读资料，对照示意图总结四季正午影长基础规律，回答正午太阳位置最高，每天影长最短，方便全年对比。设计意图：渗透中华古代天文科技，借助古人观测成果建立基础规律认知。2.活动2：制作简易圭表（7分钟）教师活动：播放圭表制作教程视频，分步示范：纸带画刻度做圭面、硬纸板做表、顶端打孔。抛出两个思考问题：圭面刻度怎么确定长度？表顶端小孔有什么作用？巡视指导学生打孔、刻度绘制。学生活动：分组动手制作圭表，讨论得出圭面长度要预留冬季最长影子空间；小孔作用是标记太阳光斑精准位置，减少读数误差。设计意图：落实动手探究实践，在制作中理解圭表结构原理，解决教材两个气泡疑问。3.活动3：手电筒模拟四季太阳（6分钟）教师活动：出示四季太阳高度示意图，演示手电筒模拟实验：高角度手电筒模拟夏至，低角度模拟冬至，中等高度模拟春分、秋分。展示光斑大小、影长对比图，指导学生分组操作并填写记录单。学生活动：小组分工，一人持手电筒模拟太阳、一人固定圭表、一人记录，对比发现：手电筒越高（太阳高度大），光斑小、影子短；手电筒越低，光斑大、影子长。填写四季影长预测数据。设计意图：用模拟实验化抽象为直观，实证太阳高度与影长反向变化关系，完成记录单数据填写。4.活动4：实地正午观测（4分钟）教师活动：讲解实地观测要求：必须正午、固定同一窗台、圭表摆放方向不变，布置长期观测任务，每个季节正午记录一次真实影长。学生活动：明确课后观测规范，完善记录单填写栏，约定小组观测分工。设计意图：将课堂模拟延伸到真实自然观测，培养长期持续的科学观测习惯。（三）研讨板块（8分钟）教师活动出示两个研讨问题，组织全班交流，结合模拟实验、圭表观测证据引导归纳；追问：上午9点、下午4点观测行不行？会出现什么问题？播放正午与非正午光影对比视频辅助理解。学生活动1.回答问题1：四季正午影长规律：夏至最短，冬至最长，春分、秋分长度相近，一年循环往复；太阳高度越高，影子越短。2.回答问题2：不在正午不可以。正午太阳高度是一天最大值，只有正午数据能统一对比四季；非正午太阳高度偏低，影子更长，不同时段没有对比标准。观测时要固定同一地点、同一圭表、统一正午时间。设计意图依托实验证据梳理核心科学规律，纠正“随时都能观测对比四季影子”的认知误区，强化控制变量的实验思维。（四）拓展板块（5分钟）教师活动出示北京地区四季数据表，引导横向、纵向对比：太阳高度角、日出日落时长的变化。提问：为什么夏季白天长、太阳高度高，更炎热？冬季相反？补充地球公转动画视频，揭示根本原因是地球公转导致太阳直射点南北移动。学生活动分析表格数据：夏至正午太阳高度73.5°最高，白昼最长；冬至26.5°最低，白昼最短；春分秋分太阳高度、昼夜时长相等。自主关联影长、太阳高度、气温、昼夜长短四者联系。设计意图用量化数据提升科学思维，打通光影、昼夜、四季气温、地球公转完整知识体系。三、课堂练习选择题1.北京地区正午影子最短的节气是（）A.春分B.夏至C.秋分D.冬至答案：B2.圭表中竖直的杆子叫做（）A.圭B.表C.尺D.晷答案：B3.太阳高度角越大，物体影子（）A.越长B.越短C.不变D.先长后短答案：B判断题1.一年四季，正午时分物体影长变化没有固定规律。（×）解析：夏至最短、冬至最长，春秋中等，循环变化。2.观测四季影长，必须固定在正午时间测量。（√）3.圭表顶端小孔只是装饰，没有实际作用。（×）解析：小孔投射光斑，精准标记太阳位置，减小测量误差。情境题夏天正午小明测大树影子很短，冬天同一时间、同一棵树影子很长，请结合本课知识解释这一现象。答案：夏季正午太阳高度角大，光线直射地面，物体影子短；冬季正午太阳高度角小，光线斜射地面，物体影子更长。地球公转使四季正午太阳高度发生规律变化，因此同一棵树四季正午影长不同。四、课堂小结这节课我们认识了古人观测天象的工具圭表，通过制作圭表、手电筒模拟实验，找到了正午影长的四季变化规律：夏至太阳高度最高，影子最短；冬至太阳高度最低，影子最长，春分和秋分影子长度相近。我们还明白太阳高度和影子长度成反比，太阳越高影子越短。观测四季影长一定要选正午，保证对比条件统一。结合拓展数据我们发现，四季太阳高度、昼夜长短变化，根源是地球公转。课后大家要坚持四季正午实地观测，收集真实数据验证今天学到的规律。五、板书设计影长的四季变化1.观测工具：圭表（圭=刻度尺，表=竖杆）2.正午影长四季规律夏至：太阳高度最高→影最短春分、秋分：高度中等→影中等冬至：太阳高度最低→影最长3.关系：太阳高度越高，影子越短；反之越长4.观测要求：同一地点、固定正午5.成因：地球公转六、教学反思成功之处1.分层探究设计合理，从古人文史导入→动手制作→模拟实验→实地观测层层递进，符合六年级学生由具象到抽象认知规律；2.多段科普动画、实操视频降低公转、光影抽象知识难度，学生动手制作圭表参与度极高；3.研讨、拓展环节结合数据表格，训练学生证据推理的科学思维，同时渗透中华古代天文文化，落实态度责任素养。不足之处1.圭表制作环节耗时偏长，部分动手弱的学生无法当堂完成，耽误模拟实验进度；2.地球公转是影长变化根本原因这一难点，仅靠短视频讲解，少数