综合与实践 白昼时长规律的探究教学设计 2025-2026学年人教版 数学 七年级下册

《综合与实践 白昼时长规律的探究》教学设计 1、 教学内容解析 1.内容 白昼时长规律的探究 2. 内容解析 以跨学科实践活动为载体，通过项目化学习的方式，引导学生用数学的眼光发现白昼时长的变化（日照时长与昼夜交替），用数学的方法探析影响白昼时长的因素（绘制相关统计图表），用数学的思维分析白昼时长的规律（根据不同的统计方法进行推断与猜想），并对白昼时长影响生产生活的利弊提出合理建议. 本节课是在学习了数据的收集，整理与描述之后,通过实例让学生感受到统计在实际生活中的应用。通过运用地理知识、信息技术等，探究白昼时长变化的规律。使学生能从实际情境中抽象出数学模型,培养了学生数学抽象,数学建模的核心素养；在学生收集数据,选择模型的过程中体现了数据分析,直观想象的核心素养；在学生建立模型、完善模型的过程中,渗透数学运算、逻辑推理的核心素养.开展本综合与实践活动，有助于发展学生的数据观念、几何直观、推理能力、应用意识和创新意识。 基于以上分析，确定本节课的教学重点： 白昼时长规律探究过程中建立现象观察→数据收集→规律提炼→科学解释的探究逻辑 2、 教学目标设置 1.目标 (1)通过数据的收集、分析与比较，了解襄阳白昼时长的变化规律；通过探索不同纬度、不同经度地区白昼时长变化的不同规律，初步认识影响白昼时长变化的地理因素. (2)通过使用数据处理软件绘制散点图、折线图等，归纳白昼时长与二十四节气、地球经纬度之间的联系，在感悟中华优秀传统文化的同时，发展用数学观察、思考与表达现实世界客观规律的核心素养 (3)通过查阅文献、咨询专家等，了解日出、日落数据的应用场景及背后的原理，形成节能环保意识，养成健康生活习惯 2.目标解析 达成目标（1）的标志是：会用数学的眼光发现问题，能够收集数据信息并整理分析。通过运用信息技术绘制统计图解决实际问题. 达成目标（2）的标志是：通过转化实际应用问题为数学问题的过程，学会绘制适当统计图，发展学生分析、解决问题的能力. 达成目标（3）的标志是：会用数学的思维分析并解决问题，能够用数学的语言描述实际问题，通过整个解决实际问题的过程，培养学生的应用意识、创新意识和探索精神. 3、 学生学情分析 学生通过前面的学习,已经掌握数据的收集，整理与描述的方法，对统计知识有初步的应用能力.学生能够进行一些简单的数据收集与整理，能将一些简单的实际问题抽象为数学问题，并通过数学模型解决实际问题,这为本节课的学习奠定了知识基础；七年级的学生数学建模能力还比较弱,不善于将实际问题抽象为数学问题来解决,数据分析手段也比较单一，因此,在教学中要引导学生借助网络或教师学会更多的数据分析方法,绘制合适的统计图对数据进行不同角度的直观分析。通过活动中运用数学知识解决实际问题的过程,锻炼学生运用数学方法的能力,发展数学建模和数据分析的数学核心素养。 基于以上分析，本节课的教学难点是： 1.运用信息技术工具对数据进行不同方法的整理与描述 2.运用趋势图对数据进行有效分析 3.运用“控制变量法”选择不同地理位置探究经纬度对白昼时长的影响 四、教学策略分析 根据本节课内容的特点及学生的实际情况，在教学过程中遵循“教为主导，学为主体”的教学思想.教学中采用自主思考与合作探究的学习方法，学生在教师的引导下积极参与教学过程，亲身实践知识的发生、发展、形成的认知过程.在过程中展开思维，体验合作交流的快乐. 让学生借助计算机软件建模，体会利用信息技术解决程序化问题的优越性，在尝试和探索中掌握方法、体会思想、形成技能；经历把数学知识应用于生活实际的建模过程,目的是巩固统计知识,体现统计价值,强化学生应用数学的意识,提高学生应用数学的能力,增强学生的数学核心素养. 4、 教学过程 本项目化教学分为4个阶段完成. 阶段 完成时段与目标 具体内容 第一阶段 明晰任务 收集总体 1.收集襄阳2024年全年日出、日落时刻的数据，并计算白昼时长，借助信息技术工具尝试分析上述数据； 2.通过报刊、图书、网络等查阅资料，了解我国传统文化中的二十四节气。 第二阶段 课堂互动 逐步探索 活动一：教师引导学生观察白昼时长的变化现象，结合课前任务的展示，初步了解白昼时长的变化原因和农历二十四节气的价值，引导学生体会样本估计总体，感受探究方法； 活动二：引导学生自主发现影响白昼时长变化的各种因素，运用“控制参数”法聚焦到时间和地理位置这两个关键因素，确定探究任务的具体项目. 第三阶段 分工协作 收集样本 学生分工合作，利用活动一体验得到的方法，通过收集整理数据，并借助计算机软件绘制统计图，分析处理数据，梳理不同纬度，不同经度地区白昼时长在不同时节的变化规律及相关结论； 第四阶段 发现规律 应用数据 教师课前审阅各小组分析梳理的成果，遴选不同项目主题的典型小组，分别进行汇报交流,通过分享、质疑、提炼、反思，展示探究活动中发现问题和处理问题的过程体验，锻炼运用跨学科知识分析问题、解决问题的能力. 第一阶段：收集数据，初步分析 1.收集襄阳2024年全年日出、日落时刻的数据，并计算白昼时长，借助信息技术工具尝试分析上述数据； 2.通过报刊、图书、网络等查阅资料，了解我国传统文化中的二十四节气。 设计意图：引导学生收集分析相关信息，拓展知识领域，提升自主学习能力，为后期探究学习做数据准备。 第二阶段：课堂互动，逐步探索 探索1 创设情境 引出课题 播放视频：展示新疆的葡萄甜;云南四季如春;漠河夏至凌晨3点天已大亮，冬天下午3点太阳落山；西藏人们肤色偏深，需要注意紫外线的防护 问：视频中的现象与什么有关? 师生活动：教师通过视频使学生认识到白昼时长的变化会影响人们的生活 设计意图：通过实际背景引入，使学生在探究过程中自主发现问题，进而对生活中白昼时长的变化进行思考，，激发认知冲突和探究欲望，明确探究白昼时长变化的规律 探索2 体验汇报 分析总体 任务1：收集襄阳2024年全年日出、日落时刻的数据，并计算白昼时长，借助信息技术工具尝试分析上述数据 第一小组展示 ( 襄阳白昼时长折线图 ) 白昼时长折线图发现规律： ①六月之前，白昼时长逐渐变长，六月之后，白昼时长逐渐缩短 ②6月20号，21号白昼最长， 12月21号白昼最短 ③3月16号，9月26号白昼时长大约12个小时 第三小组展示 ( 襄阳白昼时长条形图 ) 白昼时长条形图发现的规律： ①1月到6月白昼时长持续增加；6月到12月白昼时长逐渐缩短。 ②6月20号，21号白昼最长， 12月21号白昼最短 ③3月16号，9月26号白昼时长大约12个小时 ( 襄阳日出日落散点图 ) 日出日落时刻散点图发现的规律： ①1月到6月日出时间逐渐提前，日落时间逐渐推迟；6月到12月日出时间逐渐推迟，日落时间逐渐提前。 ②白昼时长最长的一天和日出最早，以及日落最晚的不是同一天 师生活动：其他小组对汇报进行评价和建议，老师总结 设计意图：两组学生借助不同的网站与软件对襄阳365天的总体数据进行了收集与整理，采用了两种统计图对白昼时长和日出日落分别进行分析，体现了学生处理数据方法的多样性和对数据利用的充分性。从对称，增减和极值等不同角度对数据的分布形态进行分析，学生初步感悟了两个变量之间的关系，也反映了用趋势图描述数据的直观性 教师提问：通过探究，我们发现白昼时长的变化与什么有关？ 设计意图：用数学的方法总结出影响白昼时长的一个主要因素——时间 探索3 对比求证 辨析样本 了解二十四节气，体会样本估计总体 问：探究全年的规律，需要收集365天的数据，我们能否选用一些具有代表性的数据来刻画襄阳白昼时长的规律呢？ 师生活动：通过设问，学生充分讨论样本的代表性，锻炼了猜想、验证的能力，提出“二十四节气”这个样本，也顺势引出了任务二 设计意图：学生感受在收集数据时选择典型样本，体会抽样的意义，引出二十四节气 任务2：通过报刊、图书、网络等查阅资料，了解我国传统文化中的二十四节气。 第四小组展示 设计意图：节气的文化与内涵，增强了学生的文化自信，重要的是显示了“二十四节气”在全年这个总体中，是一个等距的典型样本 探索4 提取样本 估计总体问：二十四节气日白昼时长的规律可以代表全年的规律吗？ 师生活动：以小组为单位开展以下活动： 活动1整理襄阳2024年二十四节气日的白昼时长数据； 活动2用折线图描述分析二十四节气日白昼时长变化规律； 活动3对比反思全年白昼时长折线图和二十四节气日白昼时长折线图异同。 师生活动：1.展示学生绘制的二十四节气日白昼时长折线图 2.小组代表分享活动2 和活动3的结论 设计意图：学生小组合作收集整理襄阳2024年二十四节气日的白昼时长数据，并通过信息技术对数据进行分析，探究它的变化规律，通过对比，使学生感悟二十四节气日的数据可以作为样本来估计全年的规律，进一步体会抽样的意义 【活动二】 探索5 分析因素 控制参数 发现影响白昼时长的另外一个重要因素——地理位置，确定项目的具体内容 通过前面的探究我们知道白昼时长的变化和时间有关 问1：还有哪些因素会影响白昼时长的变化呢？请看视频 师生活动：教师通过视频使学生发现发现影响白昼时长变化其他因素 问2：这些因素都适合作为我们研究的对象吗？ 设计意图：让学生感受如何从较多影响白昼时长的因素中确定实验研究对象，学会分析和处理较多因素的方法，从而聚焦到要研究的主要因素，这里是研究地理位置对白昼时长的影响. 问：如果我们要研究地理位置对白昼时长的影响，我们应该确定几个城市进行比较？怎样确定这些城市呢？ 师生活动：小组讨论，学生上台展示交流，确定选择同经度不同纬度的城市和同纬度不同经度的城市 设计意图：教师引导学生思考为何选择城市进行比较，体会控制参数法的应用，为后续探究奠定基础 确定项目内容 项目1：同经度不同纬度地区白昼时长规律的探究 项目2：同纬度不同经度地区白昼时长规律的探究 师生活动：分组探究以上项目，小组讨论，初步完成项目实施报告单，并且思考本次探究活动的实践意义，老师进行评价和补充 项目实施报告单 课题名称 小组成员 研究目的 研究方法和步骤 探究的实践意义 成果的呈现方式 设计意图：学生根据本节课的学习经验，按照收集数据，整理数据，描述数据分析数据的过程初步完成项目实施方案，让学生清晰了解“要做什么”和“做到什么程度”，在此过程中体会探究的重要路径和方法，提升用数学语言表达现实实际的能力 第三阶段 分工协作 收集样本 1. 学生按拟定的实施方案，分组完成探究任务； 2. 展示交流前，学生梳理本组探究的过程与结果，并对其它小组探究成果学习与评价，教师选出典型的探究成果，指导学生修改完善，为后期分享做好准备。 设计意图：学生结合前面体验的活动方法，采取小组合作探究，经历发现问题、分析问题和解决问题的过程，提升信息收集和分析处理数据的能力，积累数学活动经验。 第四阶段 发现规律 应用数据 师生活动：小组分别进行成果展示，用PPT的形式展示课前准备阶段，研究过程，遇到的困难及解决方法，得到的结论. 研究相同项目小组在汇报结束后进行补充，其他小组成员在展示结束后进行评价和建议. 项目一展示：同经度不同纬度地区白昼时长规律的探究 北京，六安，揭阳二十四节气日白昼时长 24节气 日期 北京 安徽六安 广东揭阳 小寒 1月6日 9:27:29 10:09:51 10:44:47 大寒 1月20日 9:46:08 10:23:16 10:54:03 立春 2月4日 10:15:27 10:44:31 11:08:48 雨水 2月19日 10:50:46 11:10:21 11:26:50 惊蛰 3月5日 11:29:07 11:38:34 11:46:38 春分 3月20日 12:08:39 12:07:46 12:07:10 清明 4月4日 12:48:02 12:36:51 12:27:39 谷雨 4月19日 13:26:03 13:04:51 12:47:22 立夏 5月5日 14:03:10 13:32:02 13:06:25 小满 5月20日 14:32:07 13:53:03 13:21:07 芒种 6月5日 14:53:06 14:08:09 13:31:37 夏至 6月21日 15:00:22 14:13:21 13:35:14 小暑 7月6日 14:53:27 14:08:24 13:31:47 大暑 7月22日 14:32:56 13:53:38 13:21:30 立秋 8月7日 14:02:23 13:31:27 13:06:01 处暑 8月22日 13:28:04 13:06:20 12:48:23 白露 9月7日 12:48:10 12:36:57 12:27:43 秋分 9月22日 12:09:24 12:08:18 12:07:32 寒露 10月8日 11:27:53 11:37:39 11:45:58 霜降 10月23日 10:50:07 11:09:51 11:26:29 立冬 11月7日 10:15:16 10:44:23 11:08:42 小雪 11月22日 9:46:13 10:23:20 10:54:05 大雪 12月6日 9:27:37 10:09:57 10:44:50 冬至 12月21日 9:20:12 10:04:38 10:41:11 ( 二十四节气日白昼时长折线图 ) 经度相同纬度不同地区白昼时长发现规律： 1.白昼时长变化规律大致相同 2.夏至白昼最长；冬至白昼最短；春分，秋分昼夜平分 3.纬度越高，白昼时长的季节性变化越明显 项目二展示：同纬度不同经度地区白昼时长规律的探究 ( 二十四节气日白昼时长折线图 ) ( 日出日落时刻散点图 ) 同纬度不同经度地区二十四节气日白昼时长规律： 1.纬度相同经度不同的地区，同一天的白昼时长是几乎完全相同的，经度不影响白昼时长 2.经度影响日出日落的时刻，越向东，日出日落时间越早，越向西，日出日落时间越晚 其他小组对数据分析进行补充：每月1号白昼时长数据作为样本 设计意图：学生小组合作进行成果展示，提供一个展示和交流的平台，锻炼学生的口头表达能力和临场应变能力，学会发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的一般探究思路，并且学会用数学的语言表达现实世界. 评价环节 每个项目汇报结束后，其他小组对照以下评价表对汇报过程进行评价 设计意图：通过互评，相互学习，取长补短 第五阶段：梳理反思，整体建构 教师与学生一起回顾本次综合实践学习过程，并引导学生形成研究框架. 设计意图：教师引导学生归纳本节课的知识要点、思想方法和核心素养，使学生对收集数据信息,绘制统计图解决实际问题有全面的认识，同时也帮助学生初步形成应用数学知识处理问题的意识. 六、板书设计 第1课时 ( 白昼时长规律的探究 发现问题 日照长短影响人们生活 收集数据 提出问题 时间：襄阳白昼时长变化规律（样本估计总体） 整理数据 地理位置：同经度不同纬度地区白昼时长变化规律 同纬度不同经度地区白昼时长变化规律 描述数据 分析问题 分析数据 解决问题 ) 第二课时 ( 白昼时长规律的探究 发现问题 地理位置影响白昼时长的变化 应用意识 提出问题 项目 一 ：同经度不同纬度地区白昼时长变化规律 创新意识 项目 二 ：同纬度不同经度地区白昼时长变化规律 分析问题 收集数据 整理数据 描述数据 分析数据 模型意识 解决问题 利用白昼时长的变化改善人们的生活 ) 7、 延伸拓展，作业设计 撰写一篇小论文（任选一个角度） 角度一：现象背后的科学原理，清晰的阐述“现象”与“原理”之间的逻辑链条 角度二：基于研究发现，提出一个解决实际问题的方案或者创意设计 角度三：以“我”为视角，生动描述探究过程中的思维变化，遇到的挑战及克服方法 设计意图：回顾本次项目化学习的整个研究过程，通过总结来对是对本节课内容进行一个反馈，使学生在数学上得到发展，提升学生的数学建模能力和学科综合素养. 8、 资源分析，应用说明 1.这次探究主题的魅力在于它将统计知识与真实的世界联系起来，为了支持这次探究，需要整合多种类型的学习资源 ①数据来源真实 通过Timeanddate.com以及天气App等平台获取任意城市的日出日落时间 ②核心建模工具 Excel，WPS表格帮助学生进行数据处理 ③跨学科阅读材料 二十四节气的科普读物，白昼时长变化科普视频等，提供背景知识支撑和多学科视角 2.技术手段的应用贯穿探究活动的全过程 ①数据的收集和整理 学生利用Deepseek查找方法收集数据，借助夸克把网上查到的碎片化数据系统地整理到电子表格中，培养信息筛选与数据处理能力 ②模型构建 学生将收集的数据输入到Excel表格区，自动生成统计图，学生观察统计图，发现变化规律 ③成果展示与交流 以PPT的形式进行汇报，学生将绘制的统计图嵌入到PPT中，在汇报时现场拖动参数 9、 教学特色，课后反思 1.这节课的设计与实施，鲜明地体现了新课标理念，与传统课堂相比，展现以下几大特色 ①现实性 本次课源于学生最真切的生活体验，不是为了学习数据的收集，整理与描述而学，而是为了解决一个真实存在的困惑而主动寻求数学工具，使学生认识到数学是解释现实世界的语言，而不仅仅是一门考试学科 ②过程性 本节课遵循了“发现问题→提出问题→分析问题→解决问题”的完整数学建模流程，使学生像“科学家”一样工作，完整体验了如何用数学解决实际问题的全过程 ③综合性 这次活动打破学科壁垒，让学生体会到知识是互助的整体，培养了综合运用多学科解决复杂问题的能力 ④实践性 教师角色从“知识的传授者”转变为“项目的设计者，资源的提供者，探究的引导者”，学生是活动的绝对主体，需要自主制定计划，分配任务，合作探究和展示成果 2.教学反思 ①转变学生学习方式 本节课，学生在活动过程中产生了许多新的问题，他们借助网络和咨询信息技术老师来解决的。在真实的活动情境中，借助更多的信息技术手段和专业人士的帮助，会让学生经历与他人合作交流解决问题的过程。学生在“失误、挫折”中学习才是真实的学习，才能真正在活动中积累数学经验，提升数学能力和素养。 ②合理应用评价量规 本节课在四个阶段分别开展了相关的评价，体现了评价的多元性和过程性。综合实践课评价过程长，内容多，评价应以激励肯定为主，侧重合作精神、参与度和成果创意。开展更为有效的评价才能帮助学生增强自信，提高兴趣，养成良好的学习习惯，从而促进学生核心素养的发展。 学科网（北京）股份有限公司 $