資源簡介

Lesson 9 春夏秋冬
教學內容
地球在圍繞太陽公轉的同時，也在繞自身的地軸自轉，由于地軸并不垂直于公轉軌道面，而是有一個23度27角分的傾角，太陽在地球表面的直射點在南、北回歸線之間移動，形成了春夏秋冬四個季節。本節課以“北半球的季節變化是如何發生的”為問題，通過小組協作共同運用地球儀和太陽直射卡紙，模擬地球圍繞太陽公轉一周，觀察太陽直射點的變化，了解地球圍繞太陽公轉與北半球四季形成之間的關系，培養學生利用簡化模型分析抽象問題的能力。
教學目標
科學知識：地球在圍繞太陽公轉的同時，也在繞自身的地軸自轉，由于地軸并不垂直于公轉軌道面，而是有一個23度27角分的傾角，太陽在地球表面的直射點在南、北回歸線之間移動，形成了春夏秋冬四個季節。
科學探究：以“北半球的季節變化是如何發生的”為問題，通過小組協作共同運用地球儀和太陽直射
卡紙，模擬地球與太陽直射點的變化關系，培養學生利用簡化模型分析抽象問題的能力。科學應用：通過對地球春夏秋冬的季節變化規律的掌握，可以給糧食作物的耕種提供時間依據。
跨學科內容：數學（M）：統計太陽直射點的位置變化與季節變化的關系。
教學重點
了解地球四季的形成與地球自轉角度和太陽直射點的變化有關。
教學難點
利用模型統計地球上太陽直射點變化與四季形成之間的對應關系。
教學活動流程
解決問題所需要的材料：地球儀、太陽直射卡紙。工具包：雙面膠、透明膠帶。
教學活動流程
一、引入（5min）
師：STEAM科學大課堂開始啦！
讓我們看一段爆眼球的視頻。
教師根據爆眼球視頻內容，引導學生展開討論。
主題引入
師：從視頻中看到了什么現象（提示：看到春夏秋冬四季的更替。）
師：我們來看看，北京作為四季明顯的北方城市，它的四季分別有什么特點？（提示：學生根據ppt當中的圖片，春暖和、夏天熱、秋天涼、冬天冷）。
實驗引入
師：請說一說導致地球上冷熱變化的熱源來自于哪里？（提示：四季變化中會氣溫冷熱不同。太陽為地球上提供熱源。）
師：假設有一個熱源（見ppt，如加熱器），它的溫度恒定不變，你會在什么情況下感受到暖和，什么情況下感受到溫度不高？（提示：離我們近的時候感受到暖和，遠離我們時感受不到暖和，這是孩子們常見的誤解）
師：四季變化真的是因為地球距離我們的遠近發生變化導致的嗎？（提示：這是大家通常的一種常識，實際上是有誤的），它與太陽直射地球的位置究竟有什么關系呢？
今天，我們就一起利用地球儀和太陽直射板，研究一下四季變化的原因吧。
二、實驗過程（30min）
認識材料
師：請取出袋子中的材料，看看它們如何幫助你解決實驗問題？
教師帶領學生從袋子中取出材料，根據學生水平及實驗需要，引導學生初步觀察，并了解不同實驗材料特征及使用方法。
開始實驗
教師引導學生開展探究實驗，（注意：探究過程中，應以學生自主探究為主，如果學生遇到操作問題，教師可根據情況選擇為學生展示相應的，幫助學生了解操作方法。）
1．建立假設，制作模型
師：嘗試用二極管、紐扣電池（帶盒）、鱷魚夾連接電路，讓單色的二極管發光，觀察電路連接。學生嘗試讓其中一個二極管發光，并觀察電路連接。
師：如果在電路連接中二極管的一極與鱷魚夾之間加入一根螺絲釘，請試一試，聯通后的電路二極管是否可以亮起（提示：是可以的，螺絲釘是導體）如果換成一段白紙呢？請試一試。
學生將二極管的一極與電源之間依次加入螺絲釘和白紙，測試，電路聯通后是否二極管依然發光。（提示：教師講解因為金屬是導體而干燥的紙以及木頭是非導體。導體可以代替導線在電路中發揮傳遞電流的作用）
師：播放，看一看老師的實驗結果是如何的。
師：如果現在要讓3個二極管交替發光（像我們平時看到的交通指示燈那樣），你要如何去做？拿出實驗記錄單，根據你的推測，它可能是哪種方式？說一說你的原因。
學生2人一組建立推測，并說一說自己推測的原因。
2．驗證推測，確定最優模型
師：現在請嘗試使用二極管，紐扣電池（帶盒）、鱷魚夾連接電路，驗證你的推測。
學生嘗試連接，并將三個二極管可以交替發光的電路連接方式記錄在實驗記錄單上。（勾選即可）師：播放，看老師是如何測試這兩種方案的，結果又是如何的。
學生根據，調整實驗操作，再次測試，確定實驗結論。
師：現在請2人一組，思考：如果用手邊材料嘗試讓第一種方案中三個二極管亮起來，你要如何去做？學生討論并嘗試自己的思路。
師：根據，老師的演示過程與你預想有什么不同，請比較這兩種方案的電路連接方式有什么不同？
學生觀看，討論并總結兩種方案下電路連接的不同點。
師：思考：接下來如何讓紅綠燈組裝成一個可以發揮交通指示燈的作用裝置呢？觀看，完成交通指示燈的安裝。
學生將已經確定的電路安裝到紅綠燈的瓦楞紙板上，組裝交通指示裝置。
師：觀察組裝好后的電路中三個二極管是否可以分別亮起？如果我們將螺絲釘替換成紙或者木頭的是否可以？
學生根據第一步測試結果回答此問題。
3．優化方案，再次測試
師：在有的路口，紅綠燈中黃燈或者紅燈壞了，會影響綠燈亮嗎？根據你的推測，這是怎么發生的呢？
師：如果將其中一個用電器取下，請觀察是否影響其他兩個用電器的使用？學生根據實驗進行測試。
4．分析數據，得出結論
師：分析實驗數據，從設計交通指示燈的角度，說出哪種方式連接電路更好，為什么？學生4人一組討論，并最終確定結論。
學生分析已有實驗結果，將實驗結論記錄在實驗記錄單上。
5．拓展活動
師：同學們街道一定要有紅綠燈嗎？在什么情況需要有紅綠燈，假設街道沒有紅綠燈和有紅綠燈，會給交通帶來什么差別？
學生4人一組討論并說出自己的想法。
三、討論與分享（5min）
教師引導學生對以下問題展開討論，分享自己的觀點。
1．地球上四季的變化主要形成原因是什么？
2．南北半球的四季變化有什么關系？
3．地球的公轉除了導致四季變化，還可能導致什么情況？四、實驗結論（2min）
師：通過這個實驗，請陳述一下你所看到的現象，并解釋這個實驗現象背后的科學原理。（教師可根據學生分享與討論的內容，結合以下信息做簡要總結。）
總結：
師：由于地球自轉地軸與地球圍繞太陽公轉平面是呈一定角度的，且角度方向大小始終不變，并且地球在公轉過程中太陽直射點在北回歸線和南回歸線之間移動，所以地球在公轉過程中會形成春夏秋冬四季。當太陽直射點在北回歸線時，北半球為夏天，此時南半球則為冬天，所以季節是不同的。但是赤道上春夏秋冬季節特征不明顯，這是因為，不論太陽直射點在北回歸線還是南回歸線，赤道都是會被照射到的。極晝極夜的出現也是由于地球公轉過程中，當太陽直射點在北回歸線時，南極是不會被照射到的，所以會出現極夜現象，北極則為極晝現象。
（提示：根據師訓視頻中的實驗總結部分，了解本次實驗的原理。）
五、拓展與遷移（2min）
科學大講堂
教師可利用“科學大講堂”視頻幫助學生拓展本節課相關知識。
師：科學大講堂中發生了哪些有意思的事情和有趣的實驗呢？讓我們一起去看看吧。播放科學大講堂視頻。
六、回顧與總結（1min）
教師請學生拿出活動單頁，引導學生完成自我反思與評價。
師：經過本節課的學習，你得到哪些收獲和成長？請將你本節課的實驗收獲和心得以及還需提高和優化的部分記錄在《回顧與總結》表中，并對自己本堂課在科學興趣、科學實踐、科學思維方面的成長給予評價。(共35張PPT)
春夏秋冬
1. 從視頻中看到了什么現象
2.我們來看看，北京作為四季明顯的北方城市，它的四季分別有什么特點？
1.說一說導致地球上冷熱變化的熱源來自于哪里？
2. 假設有一個熱源，它的溫度恒定不變，你會在什么情況下感受到暖和，什么情況下感受到溫度不高？
3. 四季變化真的是因為地球距離我們的遠近發生變化導致的嗎？它與太陽直射地球的位置究竟有什么關系呢？
今天，我們就一起利用地球儀和太陽直射板，研究一下四季變化的原因吧。
地球儀
太陽直射卡板
雙面膠
提示：其中雙面膠來自工具包，使用后請將其放回工具包中。
1. 認識地球儀
你在地球儀上觀察到哪些重要的標注？
地球儀上南北回歸線、赤道以及北京所在的位置在哪里？
說一說：地球自轉有哪些特點？
2. 觀察北半球的北京四季規律
冬至
從這幾個時間來看，你觀察到什么規律？
秋分
3. 觀察同一時間段，北半球的北京和南半球的澳大利亞悉尼的季節差異。
判斷：此時的北京和悉尼都是什么季節？
北京
悉尼
4. 太陽為地球提供熱源，太陽光照射地球。你認為這個規律是如何發生的？
現在你在北半球點A，另一個人在南半球點B，如果要讓A和B在同一個時間點，在不同氣溫，你有什么辦法？只是讓太陽直射距離我們的位置遠近發生變化，是否可行？為什么？
有實驗指出，調整太陽照射角度同樣可以帶來兩個地點同一時間氣溫的不同。尋找兩個點，A點直射，B點斜射，你認為哪個點氣溫更高？為什么？
A
B
說一說：
在北京的冬天，此時溫度如何？
此時太陽的直射北回歸線還是斜射北回歸線？
直射位置可能在哪兒？為什么？
如果太陽直射位置在北回歸線，此時是北京的什么季節？
5. 讓太陽直射點照射南回歸線
現在給你一張太陽直射卡與地球。
思考：你有什么辦法讓太陽直射點照射到南回歸線？請嘗試使用兩者演示實驗過程。并陳述觀察到的現象。
6. 太陽直射點分別照射南北回歸線時，北京和悉尼分別是什么季節
根據上一步實驗，我們確定了，地球的傾斜一定角度自轉可以照射南回歸線，那么如何讓它直射北回歸線呢？
說一說
當太陽直射點分別照射南北回歸線時，北京和悉尼分別是什么季節？它是如何實現的？
學生2人一組， 2張太陽直射卡180°相向放置，觀察太陽直射點照射地球的位置。
觀察并描述太陽是如何實現照射南北回歸線的？太陽和地球的關系是如何的？你發現什么規律？
7.地球的自轉軸有哪些特點
請觀察在“相背”放置的太陽卡兩端的地球，他們的自轉軸的方向有什么特點。現在我們改變其中一個地球儀自轉軸的方向，觀察此時太陽直射點位置發生了什么變化？說一說地球公轉的要求是什么？為什么？
8. 地球的公轉有哪些特點？
回想我們之前實驗中四個重要的季節變化點，如何才能讓太陽直射點往復南北回歸線同時2次經過赤道呢？
四人一組，組內討論，得出實驗方案并進行嘗試。
取出四個地球儀和四個太陽直射板，用膠帶將四個太陽直射板用透明膠帶粘貼，使太陽分別直射前后左右的方向。并將四個地球儀分別放在四個太陽直射板的直射處，仔細觀察，每一個方向中太陽的直射點所對應的位置，并將其記錄下來，看一看四個太陽能直射點的位置有什么樣的特點？
優化自己的實驗。
說一說，在這四個直射點時，對應北半球的季節分別是什么？
將實驗結果填寫在實驗記錄單上。
9. 說一說：地球上的四季變化與太陽直射點變化的關系。
根據已有的實驗數據，通過實驗記錄分析，得出當太陽直射的區域為南回歸線時，北半球的季節北回歸線附近是冬季；當太陽直射的區域為北回歸線時，北半球的季節北回歸線附近是夏季
10. 拓展活動
地球公轉除了為地球帶來四季變化，還帶來哪些變化？
1.地球上四季的變化主要形成原因是什么？
2.南北半球的四季變化有什么關系？
3.地球的公轉除了導致四季變化，還可能導致什么情況？
由于地球自轉地軸與地球圍繞太陽公轉平面是呈一定角度的，且角度方向大小始終不變，并且地球在公轉過程中太陽直射點在北回歸線和南回歸線之間移動，所以地球在公轉過程中會形成春夏秋冬四季。當太陽直射點在北回歸線時，北半球為夏天，此時南半球則為冬天，所以季節是不同的。
但是在赤道上是不分春夏秋冬的，這是因為，不論太陽直射點在北回歸線還是南回歸線，赤道都是會被照射到的。極晝極夜的出現也是由于地球公轉過程中，當太陽直射點在北回歸線時，南極是不會被照射到的，所以會出現極夜現象，北極則為極晝現象。
請你回顧本堂課的學習過程
用心記錄下自己的成長與收獲吧！

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