3.4《四季的变化》（教学设计）-2025-2026学年五年级下册科学大象版

《四季的变化》教学设计 一、教学与学情分析 教材分析：本课是大象版五年级下册第三单元《转动的地球》第4课。教材从“冬天寒冷，夏天炎热”的生活经验切入，引导学生提出两个核心假设：四季变化与阳光照射角度有关、与日照时间长短有关。通过制作和使用圭表观测正午影长的变化，以及搜集日出日落时刻数据计算日照时间，验证这两个假设，最终得出“随着季节的变化，每天正午时阳光的照射角度和每天的日照时间也在不断变化”的科学结论。学情分析：学生在前三课中已掌握了地球自转导致昼夜交替、东边先看到日出、影长与气温日变化等知识，对“太阳高度角影响影长和温度”已有初步认知。本课需要引导他们将“一天内”的变化规律迁移到“一年内”的变化研究中。学生对四季变化有丰富的生活经验，但对其科学原理的认知可能是零散的、甚至存在误解（如认为夏天热是因为地球离太阳近）。本课将通过圭表观测和数据分析，帮助学生建构正确的科学解释。 二、核心素养教学目标 科学观念 知道随着季节的变化，每天正午时阳光的照射角度和每天的日照时间也在不断变化；理解圭表是我国古代科学家发明的一种度量正午日影长度的天文仪器，了解圭表的工作原理。 科学思维 发展模型建构与推理论证能力。能基于所学知识通过观察实验、查阅资料等方式获取事物的信息；能运用圭表这一模型探究影长随季节变化的规律；能综合分析阳光照射角度和日照时长两个因素，完整解释四季变化的原因。 探究实践 能小组合作制作简易圭表，培养制作能力、实验能力和观察能力；能通过观察每天日出、日落的时刻，计算日照时间，培养持之以恒的观察习惯；能运用数据绘制折线统计图，直观呈现变化规律。 态度责任 培养学生尊重事实、实事求是、认真严谨的科学态度；在了解中国古代天文成就（郭守敬观星台、沈括关于磁偏角的记载）的过程中，增强文化自信和民族自豪感。 三、教学重难点 教学重点：知道随着季节的变化，每天正午时阳光的照射角度和每天的日照时间也在不断变化，这两个因素共同导致四季的气温变化。教学难点：理解圭表的工作原理，能够通过观测正午影长的变化推断阳光照射角度的变化；理解地轴倾斜是四季形成的根本原因。 四、教学准备 情境创设：“古代天文观测站”情境——今天我们将穿越回古代，成为小小天文官，用古代科学家发明的圭表，揭开四季变化的奥秘。分组实验材料（每组一套）：水平尺（调平桌面用）长50厘米、宽20厘米的木板（作为圭表底座）长10厘米的铅笔（作为表，即标杆）铅锤（确保铅笔处于竖直位置）直尺、彩笔实验记录单（含正午影长记录表）教师准备：多媒体课件（含郭守敬观星台图片、沈括《梦溪笔谈》关于磁偏角的记载、四季变化示意图）评价量规海报日照时间数据表模板 五、教学过程 （一）回顾导入：从日变化到年变化(5分钟) 1.回顾前课：“上节课我们研究了《变化的影长》，知道了在一天当中，阳光照射角度和气温是怎样变化的？” 2.引出新问题：“同学们，如果我们把观察的时间拉长——从一天变成一年，你们有没有发现，一年中也有类似的变化规律？冬天寒冷，夏天炎热，是什么造成了一年四季的气温变化？” 3.板书课题：《四季的变化》。发布任务：“今天，我们将像古代科学家一样，用圭表来破解四季变化的奥秘。” 回顾并回答：早晚阳光斜射→气温低、影子长；中午阳光直射→气温高、影子短。 思考并猜想：可能与阳光照射角度有关？可能与日照时间长短有关？ 设计意图：从已学的“日变化”自然过渡到“年变化”，建立知识迁移的桥梁，激发探究兴趣。 （二）猜想假设：提出两个核心问题(5分钟) 组织猜想：“关于四季气温的变化，你们有什么猜想？小组讨论一下。”汇总假设：板书学生的猜想，重点引导两个核心假设——- 假设1：四季的变化和阳光照射的角度有关。- 假设2：四季的变化和日照时间的长短有关。 追问：“可是每天阳光照射的角度都是早晚小、中午大，这个日变化我们都知道。但一年中的照射角度又是怎么变化的呢？” 1. 小组讨论，提出猜想。 2. 明确本课要验证的两个核心假设。 3. 思考：一年中的照射角度变化需要用长期观测来发现。 4. 设计意图：通过猜想环节激发学生的前概念，明确探究方向。两个假设的提出为后续实验验证埋下伏笔。 （三）探究建构一：认识圭表——古代科学家的智慧 (8分钟) 活动1：阅读与交流 介绍圭表：“为了验证这些假设，我们需要长期观测正午时刻的阳光照射情况。古代科学家发明了一种专门测量正午日影长度的天文仪器——圭表。” 组织阅读：引导学生阅读教材第35面，了解圭表的组成和工作原理。 组织交流：邀请学生上台，用图示讲解圭表的组成（水平且处于南北方向的圭尺、直立的标杆）和工作原理。 拓展科学史：展示元代天文学家郭守敬在河南登封设计建造的观星台图片，讲解观星台上的衡量相当于表的顶端，地上的“量天尺”就是圭尺。 1. 聆听教师介绍，产生对古代科技的好奇。 2. 阅读教材，了解圭表的组成和工作原理。 3. 上台讲解圭表的组成和工作原理。 4.观看郭守敬观星台图片，感受中国古代天文学的辉煌成就。设计意图：将科学史融入教学，让学生在了解古代科技成就的过程中，增强文化自信，同时理解圭表作为科学模型的本质。 （四）探究建构二：制作简易圭表(10分钟) 活动2：制作圭表 讲解制作步骤：- 第一步：使用水平尺调平桌面，将长50厘米、宽20厘米的木板固定在桌面上（也可以放在其他稳固、水平且容易被阳光照射到的地方）。- 第二步：将一支长10厘米的铅笔竖直固定在木板一端，可用铅锤确保其处于竖直位置。- 第三步：在木板上画出南北方向线，作为圭尺的基准。 强调注意事项：木板必须水平，铅笔必须竖直，这是圭表准确测量的关键。 组织制作：学生分组制作，教师巡回指导，帮助解决技术问题。 1. 学习制作步骤，明确操作要点。 2. 小组合作制作简易圭表：- 使用水平尺调平桌面   - 固定木板   - 竖直固定铅笔   - 画出南北方向线 3.用铅锤检查铅笔是否竖直。设计意图：通过动手制作圭表，培养学生的工程实践能力，同时为后续长期观测奠定物质基础。 （五）探究建构三：学习观测方法与数据分析(10分钟) 活动3：学习观测方法 1. 讲解观测方法：- “正午前后，每分钟测量一次铅笔的影长，影长最短的时刻就是正午时刻。”   - “在木板上画出正午时刻铅笔影长所在的直线并标上刻度，作为圭表的圭。” 2. 播放演示视频：展示如何准确测量影长、如何记录数据。 活动4：分析古人观测数据 出示古代观测数据：展示夏至日、冬至日正午影长对比图，引导学生观察。 提问：“从这两幅图你发现了什么规律？这说明了什么？” 引导归纳：- 夏至日：正午影长最短 → 阳光照射角度最大（直射）   - 冬至日：正午影长最长 → 阳光照射角度最小（斜射）   - 春分、秋分：影长居中 得出结论：随着季节的变化，每天正午时阳光的照射角度在不断变化。 1. 学习正午时刻的确定方法和影长测量方法。 2. 观看演示视频，明确操作要点。 3. 观察夏至日、冬至日影长对比图，发现规律。 4. 参与归纳：- 夏至影长最短 → 阳光直射 → 气温高   - 冬至影长最长 → 阳光斜射 → 气温低 5.记录核心结论。设计意图：通过分析古人观测数据，让学生直接“站在巨人的肩膀上”发现规律，避免长期观测的时间限制。评价嵌入：以“数据分析的准确性”“规律归纳的逻辑性”为评价重点。 （六）探究建构四：日照时间的变化(5分钟) 活动5：搜集日照时间数据 出示日照时间记录表：展示不同日期（如5月6日-5月12日）的日出时刻、日落时刻和日照时长数据。 提问：“观察这些数据，你发现了什么规律？” 引导归纳：- 5月份日照时间逐渐变长（从13时43分到13时48分）   - 夏季日照时间长，冬季日照时间短 1. 播放科普动画：展示地球公转过程中，由于地轴倾斜，不同季节日照时间的变化原理。 1. 观察日照时间记录表，发现数据变化规律。 2. 归纳：夏季日照时间长，冬季日照时间短。 3.观看科普动画，理解日照时间变化的原因。设计意图：通过真实数据让学生感知日照时间的变化，为完整解释四季变化提供第二个维度的证据。 （七）得出结论：完整解释四季变化(5分钟) 活动6：整合解释 提问：“通过今天的探究，我们发现了什么规律？” 引导学生完整总结：- “冬季，正午时阳光的照射角度小，每天总的日照时间短，因此气温低。”- “夏季，正午时阳光的照射角度大，每天总的日照时间长，因此气温高。” 揭示根本原因：播放地球公转动画，讲解四季形成的原因是“地轴是倾斜的，并且倾斜的方向保持不变，同时地球绕太阳公转”。 单元总结：“从昼夜交替到谁先看到日出，从变化的影长到四季的变化，我们完整探索了地球运动的奥秘。地球的自转带给我们昼夜更替，地球的公转带给我们四季轮回——这就是我们生活的星球的规律。”1.参与总结，形成核心结论。 2.用自己的话完整解释四季变化的原因。 3.观看地球公转动画，理解地轴倾斜是四季形成的根本原因。 4.回顾单元学习历程，形成系统认知。 设计意图：整合本课两个假设的验证结果，形成对四季变化的完整解释，同时完成单元知识的系统建构。 （八）拓展延伸：持续观察与作业(2分钟) 1.布置长期观测任务：- “利用自制的圭表，每周一测量并记录正午时刻铅笔的影长，连续观测一个月，看看是否有变化。”   - “搜集我们所在城市一周内每天的日出时刻和日落时刻，计算出每天的日照时间，看看是否有变化。” 2.单元寄语：“科学探究不会随着一节课的结束而结束，真正的科学家需要持之以恒的观察和记录。期待你们的观测发现！” 设计意图：将课堂学习延伸至课外，培养学生持之以恒的观察习惯，落实“态度责任”目标。 七、板书设计 古代天文台：四季的变化——破解地球公转之谜 我们的猜想： 假设1：四季变化和阳光照射角度有关 假设2：四季变化和日照时间长短有关 古代科学家的智慧——圭表 组成：圭尺（水平）+ 表（竖直） 原理：正午影长最短→ 代表阳光照射角度 我们的发现： 夏至：正午影长最短（阳光直射）+ 日照时间最长 → 气温高 冬至：正午影长最长（阳光斜射）+ 日照时间最短 → 气温低 根本原因：地轴倾斜+ 地球公转 单元总结：自转→ 昼夜交替、日变化  公转 → 四季轮回、年变化 学科网（北京）股份有限公司 $