4.2 日晷（教学课件）科学大象版四年级下册

4.2 日晷 四年级下册第四单元 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 核心素养 科学观念 • 知道日晷是古代利用太阳投影指示时间的工具。理解赤道式日晷的基本结构和工作原理。 科学思维 • 通过观察和思考，提出关于日晷结构和原理的问题。能根据原理，设计并制作一个简易的赤道式日晷。 探究实践 • 学习使用量角器等工具，进行精确的测量和制作。通过动手制作和实地测量，验证自己的设计方案。 态度责任 • 感受古代人民的智慧，激发对科学探索的兴趣。在小组合作中，培养分工协作和交流分享的能力。 1.情境与问题 学习任务 认识一位“老朋友”——日晷 这是什么？ 它的名字叫“日晷 (rì guǐ)”，也被称为“日规”。从外形上看，它就像一个巨大的、石头做的钟表。 它的“工作”身份 它可不是普通的装饰品，而是古代的一种计时仪器。这项伟大的发明，已经被我们的祖先使用了整整几千年！ 神奇的计时原理 不需要电池，也不需要发条。它的工作原理非常巧妙，是利用太阳的投影方向变化，来精准地测量并记录时间的流逝。 关于日晷，你有什么想问的？ 看着这个奇特的“太阳钟”，你是不是心里冒出了很多小问号？ 它是怎么知道时间的呢？ 其实是利用太阳投射的影子长短和方向，来测定并划分时刻的哦。 它为什么长成这个样子？ 不同的晷针和晷面夹角设计，是为了适应不同的地理位置和纬度。 影子为什么会自己移动？ 这是地球自转带来的视觉效果，太阳“动”了，投射下的影子也就跟着动啦。 我们能自己动手做一个吗？ 当然可以！准备硬纸板、竹签和画笔，就能完成一个简易的日晷。 ✨ 把你的问题大胆地提出来吧！ ✨ 大胆猜想，科学探究的第一步！ 让我们开动脑筋，大胆猜一猜！ 猜想一：光影之谜 是不是太阳移动，影子也跟着移动，影子指到哪里，就是几点钟呢？ 猜想二：结构之秘 日晷上的晷针和晷面，它们之间的位置摆放是不是有什么特别的讲究？ 猜想三：地域之异 不同地方的日晷，因为地理位置不同，它们的样子会不会也不一样？ 这些猜想对不对呢？接下来，让我们一起去探究和发现！ 2.探索与发现 学习任务 活动一：仔细观察赤道式日晷 🌿 日晷小百科 日晷有很多种，其中赤道式日晷既简单又相对准确。现在，请大家仔细观察它的结构，说一说它有什么特点？把你在观察中最想研究的问题记录下来。 💡 观察思考清单 它主要由哪几个部分组成？分别叫什么名字？ 这些部分分别是什么形状？它们的朝向有什么特点？ 在整个计时系统中，你觉得哪一部分是最关键的核心？ 我们的发现 它有一根晷针 就像钟表的指针，它的影子可以指示时间，是日晷的“指针”部分。 它有一块晷面 通常是石头做的圆盘，上面精心刻有刻度线，用来准确地表示时间刻度。 它是斜着的 仔细观察会发现，晷针和晷面都不是水平的，而是呈现出一定的倾斜角度。 💡 这些发现引出了我们更多的问题！ 我们的探究问题 为什么晷针和晷面 都是斜着的？ 如果正着摆放，日晷还能 准确地测量时间吗？ 我们能自己动手 做一个日晷吗？ 制作一个简易的日晷 需要准备哪些材料呢？ 带着这些充满好奇心的问题 让我们一起进入接下来的探索之旅吧！ 活动二：阅读资料，寻找答案 🌞 赤道式日晷的秘密 基本构成：由晷面和晷针两部分核心组件构成。 结构关键：晷针必须垂直地穿过晷面的正中心位置。 名字由来：因其晷面与地球的赤道面保持平行，故此得名。 神奇指向：长长的晷针末端，必须准确指向天空中的北极星。 🌌 北极星轨迹示意 晷针需始终对准北极星，随地球自转指示时间 小贴士：如何让晷针指向北极星？ 古代人是怎么保证晷针正好指着北极星的呢？这其实是一个科学问题！只要记住下面两个简单的关键点： 01. 认准【正北方】 首先，调整晷盘底座，让晷针的一端严格朝向地理正北方。 02. 仰角 = 当地纬度 调整晷针倾斜度，使其与地面的夹角等于当地的地理纬度，这是指向北极星的核心密码。 📍 举个栗子：在北纬30°的城市，晷针需向北倾斜30°，即可精准指向北极星。 活动三：动手设计制作我们自己的日晷！ 理论知识我们已经掌握了，现在，最激动人心的时刻到了！让我们动起手来，开始创造吧。 请大家分组合作，利用手边的材料，设计并制作一个属于我们自己的赤道式日晷吧！ 动手又动脑， 科学真奇妙！ 制作过程（一）：制作晷面 01 画一个大圆 在硬纸板等材料上，使用圆规或圆形的碗，画出一个大大的圆形轮廓，这将作为我们日晷的主体——晷面。 02 画出精准刻度 将圆形像钟表一样平均分成12个大格，标上数字1-12代表时间；再在每两个数字之间，补充更精细的小刻度线。 03 制作稳固底座 为了让晷面能够倾斜站立，需要制作一个底座。推荐使用硬纸板折叠成三角形支架，既简单又能保证足够的稳定性。 设计疑问：关键的角度！ 核心要求 制作时的首要原则： 晷针必须垂直固定在晷面上 （这是最基础的前提条件） 产生的疑问 晷针和晷面整体都要倾斜放置 究竟倾斜多少度才是正确的？ 答案揭晓 这个神秘的角度就是： 当地地理纬度 快去查阅资料，找到我们城市的纬度吧！ 制作过程（二）：安装晷针与调整角度 01. 固定晷针 在晷面中心戳一个小洞，将晷针（吸管/铅笔）垂直穿过，并用橡皮泥或胶带牢牢固定。 02. 调整倾斜角度 将晷面安装到底座上，利用量角器微调，使晷面的倾斜角度严格等于我们所在城市的地理纬度。 03. 校准正北方向 借助指南针找到正北方，将日晷朝向北方平稳放置。 ✨ 太棒了！我们的简易日晷已经初步完成啦！ 活动四：实地测量与反思改进 制作成功后，最重要的一步是检验它是否准确！ 01. 实地测量 选择一个阳光明媚的日子，将我们的日晷带到户外，朝向正北放好，确保晷面水平。 02. 检测时间 每隔一段时间，观察晷针的影子指向哪个刻度，并与真实时间（手表或手机）进行仔细对比。 03. 反思与改进 思考误差原因（角度/方向/刻度），并动手调整优化；也可以多借鉴其他同学的成功经验哦！ 3.回顾与练习 学习任务 小试牛刀：选择题 01 日晷是古代的一种什么工具？ A. 测量长度 B. 测量时间 C. 测量重量 参考答案：B (测量时间) 02 赤道式日晷的晷面与什么平行？ A. 地面 B. 太阳 C. 地球赤道面 参考答案：C (地球赤道面) 03 晷针仰角应等于当地的什么？ A. 温度 B. 地理纬度 C. 经度 参考答案：B (地理纬度) 知识填空，我最棒！ 01 日晷的组成 日晷通常由晷针和晷面两部分组成，缺一不可。 02 影子的作用 晷针的影子投在晷面上，随着太阳移动而转动，就像现代钟表的指针一样。 03 制作要点 制作日晷模型时，晷针必须垂直穿过晷面中心，这样测量时间才会准确。 04 放置方法 在实际使用日晷时，要将它朝向正北方放置，晷针指向北极星的方向。 火眼金睛：判断题 1. 日晷在阴雨天也能准确计时。 解析：日晷依靠太阳投影计时，阴雨天无阳光，故无法准确计时。 2. 赤道式日晷的晷面是水平的。 解析：赤道式日晷的晷面是倾斜的，需与地球赤道平面保持平行。 3. 晷针的长度对计时准确性无影响。 解析：理论上晷针越细，影子边缘越清晰，计时精度越高。 4. 我们可以用硬纸板和吸管制作一个简易的日晷。 利用身边的简易材料，模拟晷面和晷针的结构，即可制作出原理相同的简易模型。 5. 古代人制作日晷体现了他们的聪明才智。 古人通过长期观察太阳运动规律，将天文知识与手工技艺结合，创造出了精准的计时工具。 4.总结与评价 学习任务 本节课知识回顾 ✨ 一个工具 日晷，古代最常用的计时仪器，利用光影记录时间的流逝。 🧩 两个部分 晷针（指向北极星）和晷面（与赤道面平行），缺一不可。 💡 一个原理 利用太阳东升西落产生的投影变化，来准确指示时间。 🛠️ 一次实践 亲手设计并制作了一个赤道式日晷，将理论知识付诸行动。 🌟 一种精神 传承古代人民的智慧，学习他们勇于探索自然的科学精神。 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 课后小任务 01. 完善我的日晷 根据今天课堂上的反思，继续打磨细节，对自己制作的简易日晷进行改进和完善，让它更精准。 02. 家庭日晷观测 周末选择一个晴朗的日子，在家长协助下，进行一次完整的白天观测，记录不同整点时刻影子的变化位置。 03. 寻找身边的日晷 走出家门，在校园、公园或博物馆中寻找真正的古代日晷，观察它的晷盘结构、指针朝向，记录你的发现。 感谢您的聆听 THANKS 大象版 27 $