資源簡介

《影子的四季變化》
學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述正午時物體影子隨季節(jié)變化的規(guī)律，即從夏到冬，影子逐漸變長；從冬到夏，影子逐漸變短。夏季影子最短，冬季影子最長，春秋影子適中。
深入理解圭表是中國古代測量正午時刻日影長度的天文儀器，掌握圭表的組成結(jié)構(gòu)（圭和表）以及工作原理。
（一）教學(xué)重點
引導(dǎo)學(xué)生掌握正午影長的四季變化規(guī)律，理解夏季影子最短、冬季影子最長、春秋影子適中的特點。
指導(dǎo)學(xué)生制作簡易圭表，并利用其進行模擬實驗，觀察日影的四季變化，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。
（二）教學(xué)難點
幫助學(xué)生理解圭表的工作原理，確定四季正午時刻太陽的位置高度，從而準(zhǔn)確模擬日影的四季變化。
培養(yǎng)學(xué)生長期觀測自然規(guī)律的習(xí)慣，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
精心制作的教學(xué)課件，包含圭表的結(jié)構(gòu)和工作原理動畫、影子的四季變化演示、實驗步驟和注意事項等內(nèi)容。
（一）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課
播放一段關(guān)于四季變化的視頻，視頻中展示了不同季節(jié)的自然風(fēng)光、動植物的變化以及人們的生活場景。視頻播放結(jié)束后，提問學(xué)生：“同學(xué)們，在剛才的視頻中，我們看到了四季的變化是如此豐富多彩。那么，大家有沒有注意到在不同的季節(jié)里，物體的影子會有什么變化呢？” 引導(dǎo)學(xué)生思考影子與四季變化的關(guān)系。
展示一些不同季節(jié)的物體影子的圖片，讓學(xué)生觀察圖片中的影子長度和方向的變化。提問學(xué)生：“從這些圖片中，你們能發(fā)現(xiàn)影子的四季變化有什么規(guī)律嗎？” 鼓勵學(xué)生積極發(fā)言，分享自己的觀察結(jié)果。
教師總結(jié)學(xué)生的回答，引出本節(jié)課的主題：“影子的四季變化是有規(guī)律可循的。今天，我們就一起來探究影子的四季變化規(guī)律，了解中國古代的天文儀器圭表是如何測量日影長度的。”（板書課題：影子的四季變化）
知識講解，認識圭表
教師出示圭表模型，向?qū)W生介紹圭表的歷史和重要性：“圭表是中國古代測量正午時刻日影長度的天文儀器，它在中國古代天文學(xué)中有著重要的地位。圭表的發(fā)明和使用，體現(xiàn)了古人的智慧和對自然規(guī)律的深刻認識。”
結(jié)合模型，詳細介紹圭表的組成結(jié)構(gòu)和工作原理：
圭表由圭和表兩部分組成。圭是有刻度的平面，通常是一塊長方形的石板或木板，上面刻有不同的刻度，代表不同的節(jié)氣。表是立在圭面上的一根棍子，通常是用木材或金屬制成。
正午時，太陽直射在表上，表會在圭面上投射出暗影。通過觀察暗影的長度和位置，可以確定正午時刻的日影長度，進而推斷出季節(jié)的變化。
古人經(jīng)過長期觀測記錄，發(fā)現(xiàn)影子長度在四季會呈規(guī)律變化，他們還根據(jù)影子長短制定了中國古代的二十四節(jié)氣。
提問學(xué)生：“大家現(xiàn)在對圭表有了初步的了解，那么你們能說一說圭表是如何測量日影長度的嗎？” 引導(dǎo)學(xué)生思考圭表的工作原理，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
（三）小組討論，提出問題
組織學(xué)生進行小組討論，圍繞 “影子的四季變化” 這個主題，讓學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗和對圭表的初步認識，提出自己的疑問和猜想。例如，學(xué)生可能會提出以下問題：
為什么影子的長度會在四季發(fā)生變化？
圭表是如何確定四季的？
不同地區(qū)的影子四季變化規(guī)律一樣嗎？
每個小組推選一名代表，將本小組提出的問題記錄在黑板上。教師對學(xué)生提出的問題進行整理和分類，選取一些具有代表性的問題作為后續(xù)探究實驗的重點。
教師引導(dǎo)學(xué)生對這些問題進行分析和討論，激發(fā)學(xué)生的探究欲望和好奇心。例如，對于 “為什么影子的長度會在四季發(fā)生變化？” 這個問題，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考太陽高度角的變化、地球公轉(zhuǎn)等因素對影子長度的影響。
（四）實驗探究一：了解古人對日影四季變化的觀測
教師出示古人在不同季節(jié)的正午時分對日影的觀測圖片，讓學(xué)生仔細觀察圖片中的日影長度和太陽位置的變化。提問學(xué)生：“從這些圖片中，你們能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？” 引導(dǎo)學(xué)生動手畫出日影長度，并將它們進行比較。
學(xué)生分組進行討論，交流自己的觀察結(jié)果。教師巡視各小組的討論情況，適時給予引導(dǎo)和啟發(fā)。例如，教師可以提醒學(xué)生注意觀察太陽高度角的變化、日影的方向等因素。
各小組選派代表進行匯報，分享小組的討論結(jié)果。教師對學(xué)生的匯報進行點評和總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：夏季太陽高度最高，冬季太陽高度最低，春季和秋季的太陽高度適中。夏季影子最短，冬季影子最長，春季和秋季影子適中。
（五）實驗探究二：制作簡易圭表
教師介紹制作簡易圭表的材料和方法：
材料：白紙、長方體紙盒、卡紙、筆、尺子、雙面膠、剪刀、手電筒、“春分、秋分、冬至、夏至” 的標(biāo)志物。
方法：
用白紙制作圭面：將白紙裁剪成合適的大小，用尺子在白紙上畫出刻度，代表不同的節(jié)氣。可以參考圭表的實際刻度，也可以根據(jù)自己的創(chuàng)意進行設(shè)計。
制作表：用卡紙制作一根細長的棍子，作為表。可以用剪刀將卡紙剪成合適的長度和形狀，然后用雙面膠粘在長方體紙盒上。
組裝圭表：將制作好的表立在圭面上，用雙面膠固定在長方體紙盒上。可以根據(jù)需要調(diào)整表的高度和角度，使其更加穩(wěn)定和準(zhǔn)確。
學(xué)生分組進行制作，教師巡視指導(dǎo)，提醒學(xué)生注意安全，如使用剪刀時要小心，不要劃傷手指。同時，鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新精神，制作出有個性的圭表。
制作完成后，組織學(xué)生進行小組展示和交流，分享自己制作的圭表的特點和創(chuàng)意。教師對學(xué)生的作品進行點評和表揚，激發(fā)學(xué)生的成就感和自信心。
（六）實驗探究三：利用自制圭表進行模擬實驗，觀察日影的四季變化
教師出示同一地點一年四季正午時分太陽的位置示意圖，讓學(xué)生觀察圖片中的太陽位置變化，并結(jié)合生活經(jīng)驗，說一說自己對不同季節(jié)太陽位置的認識。
教師播放實驗示范操作視頻，讓學(xué)生了解實驗的步驟和方法：
確定正午時刻太陽的位置：一位同學(xué)觀察并記錄，要求把實驗結(jié)果記錄到活動手冊中。另一位同學(xué)手拿手電筒模擬太陽，兩人確定 “春分、秋分、冬至、夏至” 的太陽位置。
進行模擬實驗：將自制的圭表放在手電筒的光照下，觀察表在圭面上投射出的暗影長度和位置的變化。可以調(diào)整手電筒的高度和角度，模擬不同季節(jié)太陽的位置變化。
記錄實驗數(shù)據(jù)：用尺子測量暗影的長度，并在圭面上標(biāo)明實際測量的長度。同時，觀察暗影的方向和位置變化，記錄在實驗記錄單中。
學(xué)生分組進行模擬實驗，教師巡視指導(dǎo)，觀察學(xué)生的實驗操作是否規(guī)范，及時給予糾正和指導(dǎo)。鼓勵學(xué)生認真觀察實驗現(xiàn)象，準(zhǔn)確記錄實驗數(shù)據(jù)。
實驗結(jié)束后，組織學(xué)生進行小組討論，交流實驗中觀察到的現(xiàn)象。提問學(xué)生：“在模擬實驗中，你們發(fā)現(xiàn)正午時分物體的日影在四季有什么變化規(guī)律？” 引導(dǎo)學(xué)生從暗影的長度、方向、位置等方面描述實驗現(xiàn)象，并分析這些現(xiàn)象與四季變化的關(guān)系。
各小組選派代表進行匯報，分享小組的討論結(jié)果。教師對學(xué)生的匯報進行點評和總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：正午時分物體的日影，在四季有規(guī)律地變化著。從夏到冬，逐漸變長；從冬到夏，逐漸變短。夏季日影最短，冬季日影最長，春秋日影適中。
（七）實驗探究四：實際觀察
教師指導(dǎo)學(xué)生把自制的圭表放在正午時分太陽可以照射到的窗邊，記錄影子的實際長度。提問學(xué)生：“在實際觀察中，我們需要注意哪些問題？” 引導(dǎo)學(xué)生思考實際觀察的方法和注意事項，如選擇合適的觀察地點、確定正午時刻的方法、記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性等。
學(xué)生進行實際觀察，教師巡視指導(dǎo)，觀察學(xué)生的觀察方法是否正確，及時給予糾正和指導(dǎo)。鼓勵學(xué)生堅持長期觀察，記錄不同季節(jié)影子的變化情況。
教師提醒學(xué)生在其他季節(jié)也進行測量和記錄，培養(yǎng)學(xué)生長期觀測自然規(guī)律的習(xí)慣和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
（八）研討交流，深入理解影子的四季變化規(guī)律
教師提出問題，組織學(xué)生進行研討交流：
根據(jù)我們的模擬實驗和實際觀察，你能總結(jié)出影子的四季變化規(guī)律嗎？請用自己的話描述一下。
影子的四季變化與哪些因素有關(guān)？請結(jié)合所學(xué)知識進行分析。
圭表在古代天文學(xué)中有什么重要作用？它對我們現(xiàn)代生活有什么啟示？
學(xué)生分組進行討論，交流自己的觀點和想法。教師巡視各小組的討論情況，適時給予引導(dǎo)和啟發(fā)。例如，對于 “影子的四季變化與哪些因素有關(guān)？” 這個問題，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從太陽高度角、地球公轉(zhuǎn)、地理位置等方面進行分析。
各小組選派代表進行匯報，分享小組的討論結(jié)果。教師對學(xué)生的匯報進行點評和總結(jié)，幫助學(xué)生進一步理解影子的四季變化規(guī)律，以及圭表在古代天文學(xué)中的重要作用和對現(xiàn)代生活的啟示。
（九）拓展延伸，了解更多自然規(guī)律
教師出示北京地區(qū)日出日落時間和正午太陽仰角變化表，讓學(xué)生觀察表格中的數(shù)據(jù)，提問學(xué)生：“從這些數(shù)據(jù)中，你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？這些規(guī)律與影子的四季變化有什么關(guān)系？” 引導(dǎo)學(xué)生思考日出日落時間、正午太陽仰角等因素與影子四季變化的關(guān)系。
學(xué)生觀察數(shù)據(jù)，進行小組討論，交流自己的發(fā)現(xiàn)。教師巡視各小組的討論情況，適時給予引導(dǎo)和啟發(fā)。例如，教師可以提醒學(xué)生注意觀察夏至、冬至、春分、秋分等特殊節(jié)氣的數(shù)據(jù)變化。
各小組選派代表進行匯報，分享小組的討論結(jié)果。教師對學(xué)生的匯報進行點評和總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：同一地點，不同的季節(jié)，日出時間、日落時間、正午太陽仰角等有相同有不同，使得物體的影長呈一定變化規(guī)律。
教師鼓勵學(xué)生在課后繼續(xù)觀察自然現(xiàn)象，了解更多與影子、太陽位置、季節(jié)變化等相關(guān)的自然規(guī)律。同時，引導(dǎo)學(xué)生思考科學(xué)技術(shù)在認識自然、改造自然中的作用，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和創(chuàng)新意識。
（十）課堂總結(jié)，鞏固知識
引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括圭表的結(jié)構(gòu)和工作原理、影子的四季變化規(guī)律、制作簡易圭表的方法、模擬實驗和實際觀察的過程等方面。
提問學(xué)生：“通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你對影子的四季變化有了哪些新的認識？在生活中，你還能發(fā)現(xiàn)哪些與影子和季節(jié)變化相關(guān)的現(xiàn)象？” 鼓勵學(xué)生積極發(fā)言，分享自己的學(xué)習(xí)收獲和體會。
教師對學(xué)生的回答進行總結(jié)和補充，強調(diào)影子的四季變化是與地球公轉(zhuǎn)、太陽高度角等因素密切相關(guān)的自然現(xiàn)象。同時，鼓勵學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和生活中，繼續(xù)關(guān)注自然現(xiàn)象，探索更多的科學(xué)奧秘。
在本節(jié)課的教學(xué)過程中，通過多種教學(xué)方法的綜合運用，引導(dǎo)學(xué)生積極參與實驗探究和討論交流，取得了較好的教學(xué)效果。學(xué)生對影子的四季變化規(guī)律有了更深入的了解，掌握了制作簡易圭表和進行模擬實驗的方法，提高了科學(xué)探究能力和科學(xué)思維水平。
然而，在教學(xué)過程中也存在一些不足之處。例如，在實驗探究環(huán)節(jié)，部分學(xué)生的操作不夠規(guī)范，影響了實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。在今后的教學(xué)中，應(yīng)加強對學(xué)生實驗操作技能的訓(xùn)練，提高學(xué)生的實驗操作水平。同時，在討論交流環(huán)節(jié)，部分學(xué)生的參與度不夠高，今后應(yīng)更加注重引導(dǎo)學(xué)生積極參與討論，提高學(xué)生的合作意識和溝通能力。
此外，在拓展延伸環(huán)節(jié)，可以進一步引導(dǎo)學(xué)生了解更多與天文觀測、自然規(guī)律相關(guān)的科學(xué)知識和技術(shù)，拓寬學(xué)生的知識面和視野。通過不斷反思和改進教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

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