3.4 四季的变化（教学课件）科学大象版五年级下册

3.4 四季的变化 五年级下册第三单元 大象版 1 目录 1 情境与问题 2 探究与发现 3 回顾与练习 4 总结与评价 科学观念 知道地球公转和地轴倾斜是造成四季变化的主要原因，建立正确的天体运动认知。 科学思维 能基于证据对四季变化的原因进行猜想、分析和推理，培养逻辑思维与实证精神。 探究实践 能设计并制作简易圭表，通过长期观测收集数据，提升动手操作与科学探究能力。 态度责任 培养对自然现象的好奇心和探究欲，感受古代科学家的智慧，增强民族自豪感。 核心素养 1.情境与问题 学习任务 情境：四季的特色 一年中，春夏秋冬四季各有特色。冬天寒冷，夏天炎热，春天万物复苏，秋天硕果累累。 春天 · 万物复苏 春暖花开，草木发芽，大自然焕发出勃勃生机。 夏天 · 烈日炎炎 骄阳似火，蝉鸣阵阵，海滩与泳池充满欢声笑语。 秋天 · 硕果累累 金风送爽，落叶纷飞，田野里满是丰收的喜悦。 冬天 · 白雪皑皑 寒风凛冽，银装素裹，世界变得宁静而洁白。 问题：四季气温变化的原因？ 冬天寒冷，夏天炎热，是什么造成了一年四季的气温变化? —— 本节课核心探究任务 —— 猜想 猜想一：距离决定论 地球离太阳近时是夏天，远时是冬天。 猜想二：运动与倾斜论 地球的公转和地轴倾斜导致了四季变化。 地球公转示意图：地轴倾斜与四季变化的关系 2.探索与发现 学习任务 活动一：搜集证据 观察法 用眼睛看，用耳朵听，仔细发现身边的自然现象，记录真实情况。 实验法 动手操作，模拟自然过程，通过控制变量来验证我们的科学猜想。 查阅资料法 从书籍、网络、文献中获取前人的研究成果，站在巨人的肩膀上学习。 “ 科学的真理不应该在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。” —— 伽利略 圭表 圭表现存实物（北京古观象台） 结构组成：“圭”与“表” 圭表由两部分组成：直立于平地上的标杆称为“表”，平放于地面上的刻度尺称为“圭”，两者垂直且方向一致。 工作原理：测影定季时 利用太阳照射“表”产生的影子投射在“圭”上，通过测量影子的长度变化，古人可以精准确定二分二至（四季）以及一天中的具体时刻。 中国古代重要天文仪器 · 凝聚古人智慧的计时与定季工具 圭表的原理 圭表测影原理示意图 光影相随：太阳位置决定影子方向 太阳东升西落，投射在“表”上的影子会随之移动，古人据此判断时辰。 正午特征：太阳最高，影子最短 正午时分，太阳位于天空最高处，此时“表”投射在“圭”上的影子长度最短。 规律发现：影长变化对应季节更替 通过长期观测正午影长的周期性变化，古人总结出了春夏秋冬的季节规律。 科学家郭守敬 1231年 — 1316年（元代） 博学多才的科学家 元代著名的天文学家、数学家和水利工程专家，在多个科学领域都有卓越建树。 改进天文仪器 他对圭表等传统天文仪器进行了重大改进，提高了观测精度，推动了古代天文学发展。 编订《授时历》 主持编订的历法精度与现行公历相当，但比现行公历早了约300年，是历法史上的壮举。 “郭守敬的科学成就，不仅是中国古代科技的骄傲，也为世界天文学发展做出了重要贡献。” 小贴士：关于正午 什么是正午？ 正午是指每天太阳在天空中运行到最高位置的时刻，此时阳光照射角度最大，物体的影子最短。 时间误区 中午12点整不一定是正午。由于地理位置和日期（季节）的不同，正午的具体时间会有所偏移。 示意图：正午时太阳高度角约为90° 总结：正午是一个基于太阳位置的天文概念，而非固定的钟表时刻。 活动二：设计制作简易圭表 动手实践 · 探索日影 · 体验古人智慧 利用身边的简易材料，还原古代天文仪器的核心原理， 通过亲手制作与观测，感受光影与时间的奇妙关系。 材料超市 木板 制作圭表主体 铅笔 绘制刻度与标记 水平尺 测量长度与间距 量角器 确定纬度角度 剪刀 裁剪硬纸板 胶水 固定组件结构 请同学们检查以上材料是否准备齐全，缺少的请举手示意老师。 制作方法 01. 放置圭面 使用水平尺调平桌面，将一块长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)。 02. 固定表针 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)。 03. 绘制刻度 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子所在的直线并标上刻度，作为圭表的圭(圭所在的方向就是南北方向) 观测活动 准备工具 利用自制的圭表（铅笔+刻度尺）作为测量工具。 观测时间 每周一的正午时刻，连续观测一个月。 操作要求 准确测量并记录影子长度，观察数据变化规律。 思考：影长变化与太阳高度有什么关系？ 小贴士：测定南北方向 圭表测向（影子法） 古人通过测量正午时竖直物体的影子来准确测定南北方向。此时，影子的方向即为正北方，这是利用太阳视运动的天然规律。 指南针的局限性 由于磁偏角的存在，现代指南针所指示的“南北”（地磁南北极）与地理上的真正南北极并不完全重合，存在一定误差。 指南针 vs 影子判断方向对比 活动三：搜集证据 随着季节的变化，每天的日照时间也会变化吗？ 观察日出日落的方位与时间，寻找季节更替的自然证据。 1. 观察记录 2. 对比分析 3. 得出结论 搜集数据 请大家课后通过网络资源，收集我们所在城市（或最近城市）一周内的气象数据，完成以下实践任务： 1. 查找信息 上网搜索目标城市 未来一周的日出与日落时刻 2. 记录数据 将每天的具体时间 准确记录在表格中 3. 计算与发现 计算每日日照时长 观察数据是否有变化规律 温馨提示：可以使用气象APP、天文网站或搜索引擎（如搜索“XX市 日出日落时间”）获取权威数据。 日照时间记录表 温馨提示：请连续记录一周的数据，观察日出日落时间的变化规律。 结论 夏季特征：气温高 正午时阳光照射角度大（接近直射），地表单位面积获得热量多；且每天总的日照时间长，因此气温较高。 冬季特征：气温低 正午时阳光照射角度小（斜射），地表单位面积获得热量少；且每天总的日照时间短，因此气温较低。 核心总结：四季气温的变化主要源于地球公转时地轴的倾斜，导致了太阳照射角度和日照时间的周期性改变。 3.回顾与练习 学习任务 练习：选择题 1. 造成四季变化的主要原因是（ ）。 A. 地球自转 B. 地球公转和地轴倾斜 C. 太阳离地球的远近 答案：B 2. 北半球夏季时，太阳照射角度（ ），日照时间（ ）。 A. 大，长 B. 小，短 C. 大，短 答案：A 3. 古人用来测量日影、确定季节的仪器是（ ）。 A. 指南针 B. 圭表 C. 地动仪 答案：B 练习：填空题 1. 地球绕着太阳的运动叫做（公转）。 2. 正午时，太阳在天空中的位置最（高），物体的影子最（短）。 3. 夏季的日照时间比冬季（长）。 4. 郭守敬是我国（元）代著名的天文学家。 练习：判断题 1. 地球离太阳近时是夏天，远时是冬天。（ ） 2. 圭表是由“圭”和“表”两部分组成的。（ ） 3. 中午12点一定是正午。（ ） 4. 冬季的日照时间比夏季长。（ ） 5. 古人可以通过影子的方向来判断南北。（ ） 4.总结与评价 学习任务 课堂总结 核心问题：四季成因 四季气温变化的根本原因是地球的公转运动以及地轴始终保持倾斜的状态。 关键现象：光照差异 夏季阳光照射角度大、日照时间长；冬季阳光照射角度小、日照时间短，导致气温不同。 探究工具：圭表 圭表是中国古代重要的天文仪器，通过观测日影长度的变化，来确定季节和节气。 科学精神：探索求真 学习郭守敬等古代科学家勇于探索、坚持不懈、追求真理的科学精神。 评价维度 优秀 良好 一般 待提高 知识掌握 实践能力 合作交流 创新思维 请大家根据自己在本单元的表现，从知识掌握、实践能力、合作交流和创新思维四个方面进行客观自我评价。 课堂评价 布置作业 观测任务：圭表影长记录与分析 继续观测圭表影长，完成一个月的记录，并尝试分析影子长度随时间变化的规律，思考其背后的原因。 拓展学习：四季变化知识探究 查阅资料，了解更多关于四季变化的有趣知识或传说故事，下节课我们将组织小组分享会，期待你的精彩发言。 感谢您的聆听 THANKS 大象版 31 $