3.2《太阳下的影子》教学设计-2025-2026学年科学四年级下册大象版

四年级下册科学第三单元《太阳、地球和月球》 第2课《太阳下的影子》教学设计 一、设计依据 本教学设计严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》理念与要求，聚焦核心素养导向，落实以下原则： 1.科学观念建构：以“一天中阳光下物体影子的变化规律”为核心概念，引导学生通过观察、实验、数据处理、交流，建构“影子的方向随太阳位置变化而变化，与太阳方向相反；影子长度早晚长、中午短”的科学观念。 2.探究实践能力培养：以“提出问题—设计观察仪—长期观察—数据处理—交流总结”为探究主线，通过制作影子观察仪、持续观察记录、分析数据等活动，培养学生的长期观察能力、数据处理能力与实证意识。 3.科学思维发展：引导学生通过分析观察数据，归纳影子的变化规律，发展归纳、推理的科学思维能力，初步形成“长期观察—数据支撑—规律总结”的科学探究思维习惯。 4.态度责任渗透：通过持续观察太阳下的影子，感受自然现象的规律性，激发探究天文现象的兴趣；培养严谨细致、持之以恒的科学态度，体会长期观察在科学探究中的重要性。 二、教材分析 本课是大象版四年级科学下册第三单元《太阳、地球和月球》的第2课《太阳下的影子》，承接上一课《影子的形成》，聚焦“阳光下影子的变化规律”，为后续学习太阳的视运动、地球自转奠定基础。教材围绕“一天中阳光下物体影子的变化”这一核心主题，设计了层层递进的探究活动： 1情境导入：发现影子的变化：通过学生观察到的“影子好长”“影子变短了”等现象，引出核心问题“阳光下物体影子的变化有什么规律？”，激发探究兴趣。 2.提出问题：猜想影子的变化：引导学生根据生活经验，猜想影子的长短、方向变化，提出“影子的长短有变化”“影子的方向也有变化，早上在西边，下午在东边”等假设。 3.实验设计：制作影子观察仪：指导学生利用铅笔、橡皮泥、纸板制作影子观察仪，通过长期观察，记录不同时间的影子变化，为规律总结提供事实证据。 4.处理信息：分析观察数据：通过“一天中的影子变化记录表”，引导学生整理观察数据，分析影子的长度、方向与太阳位置的关系。 5.表达交流：总结影子变化规律：通过小组交流，结合观察数据，总结影子的变化规律，建构科学结论。 教材内容从生活现象到猜想假设，再到长期观察、数据处理与结论表达，完整呈现了长期观察类科学探究的全过程，体现了“用数据支撑规律，用长期观察验证猜想”的科学探究逻辑。 三、学情分析 1.知识基础：四年级学生已经了解了影子形成的条件，对阳光下影子的变化有丰富的生活体验，知道影子会随太阳位置变化而变化，但对影子变化的具体规律（长短、方向的变化趋势）缺乏系统、数据支撑的认知，也不了解影子变化与太阳位置的对应关系。 2.能力水平：学生具备基本的观察能力，但长期观察、持续记录的能力较弱，容易出现观察中断、记录不规范的问题；对数据的整理、分析能力需要教师重点指导，难以从零散的记录中归纳出变化规律。 3.认知特点：学生对影子的变化充满好奇心，对动手制作观察仪、开展长期观察活动兴趣浓厚，但抽象思维仍处于发展阶段，需要通过直观的观察数据、对比分析，理解影子变化的规律；同时，学生的持之以恒的科学态度需要培养，容易在长期观察中失去耐心。 四、教学目标 1.科学观念： 知道一天中，随着太阳位置的变化，物体影子的方向会随之改变，影子的方向总是与太阳的方向相反。 了解影子的长度变化规律：早晚影子长，中午影子短。 2.科学思维： 能通过分析观察数据，归纳影子的长短、方向变化规律，发展归纳、推理的科学思维能力。 能根据影子的变化规律，推理太阳在一天中的位置变化，初步建立“太阳视运动”的前概念。 3. 探究实践： 能根据实验材料制作影子观察仪，掌握长期观察影子变化的方法。 能持续观察、记录一天中不同时间的影子变化，整理观察数据，提升长期观察与数据处理能力。 能在小组合作中完成观察、记录、分析与交流，提升科学表达与交流的能力。 4. 态度责任： 感受自然现象的规律性，激发探究天文现象的兴趣。 培养严谨细致、持之以恒的科学态度，体会长期观察在科学探究中的重要性。 五、教学重难点 教学重点：通过长期观察与数据整理，总结一天中阳光下物体影子的变化规律。 教学难点：理解影子的方向、长度变化与太阳位置变化的对应关系，建立两者的联系；培养长期观察、持续记录的科学态度。 六、教学准备 1. 教师准备：多媒体课件（一天中太阳位置与影子变化的视频、影子观察仪制作示范）、影子观察仪成品、记录表、直尺、量角器、安全提示卡。 2.学生准备：铅笔、橡皮泥、纸板、直尺、量角器、观察记录表、笔。 七、教学过程 （一）情境导入，揭示课题（5分钟） 师：同学们，上节课我们知道了影子的形成条件，大家在生活中有没有观察过阳光下的影子？ 生：有！早上我的影子很长，中午就变短了，下午又变长了。 师：大家都有这样的发现！看教材里的两个小朋友，一个说“我的影子好长啊！”，一个说“我的影子怎么变短了？”，阳光下物体的影子真的会一直变化吗？它们的变化有什么规律呢？今天我们就一起来探究《太阳下的影子》。（板书课题） （二）提出问题，猜想影子的变化（5分钟） 师：请大家结合自己的生活经验，猜一猜，阳光下物体的影子有什么变化？可以从长短和方向两个方面来说。小组讨论一下，把你们的猜想写下来。 （学生小组讨论，提出猜想） 师：哪个小组愿意分享你们的猜想？ 生1：我们觉得影子的长短会变化，早上和晚上影子长，中午影子短。 生2：影子的方向也会变化，早上太阳在东边，影子在西边；下午太阳在西边，影子在东边，影子总是和太阳的方向相反。 师：大家的猜想都很有道理！这些猜想对不对呢？我们需要通过观察来验证。 （三）探究活动一：制作影子观察仪（7分钟） 师：为了观察影子的变化，我们需要制作一个影子观察仪。请大家看教材里的制作方法，用铅笔、橡皮泥和纸板来做。制作步骤： 1.把橡皮泥固定在纸板的中心； 2.把铅笔竖直插在橡皮泥上，确保铅笔不倾斜； 3.可以在纸板上画上方向标（东、南、西、北），方便记录影子的方向。 师：大家分组制作，注意铅笔要竖直，这样影子才会准确。 （学生小组制作影子观察仪，教师巡视指导） 师：大家的观察仪都做好了！接下来我们就要用它来观察一天中影子的变化了。 （四）探究活动二：设计观察方案，明确记录方法（5分钟） 师：我们需要在一天中的不同时间观察影子的变化，大家觉得什么时候观察比较合适？ 生：早上8点、10点，中午12点，下午2点、4点，这样可以覆盖不同的太阳位置。 师：没错，我们可以固定这几个时间点，用直尺测量影子的长度，用量角器或方向标判断影子的方向，记录在“一天中的影子变化记录表”里。大家看教材里的记录表，需要记录观察时间、太阳方向、影子长度、影子方向。观察时要注意： 1.观察仪要放在固定的位置，不能移动； 2.每次观察都要记录影子的长度和方向； 3.不要用眼睛直视太阳，注意安全。 （五）探究活动三：长期观察，记录影子变化（此环节为课外长期观察，课堂上布置任务并示范） 师：课堂上我们没有办法完成一天的观察，所以这个观察任务需要大家课后完成。每个小组选择一个固定的位置，把观察仪放好，按照我们刚才说的时间点，记录影子的变化。大家要注意坚持观察，认真记录，不能漏记，这样我们才能得到完整的数据。 （六）处理信息：分析观察数据（课堂上结合模拟数据或学生课前完成的记录开展，10分钟） 师：现在我们来分析大家的观察数据。请大家看教材里的记录表，8点的时候，太阳在东偏南，影子长20厘米，方向西偏北。我们把各组的数据汇总起来，看看影子的变化有什么规律。 （学生小组整理数据，分析变化规律） 师：谁来说说你们的发现？ 生1：我们发现影子的长度是早上和晚上长，中午最短，8点和16点的影子最长，12点的影子最短。 生2：影子的方向总是和太阳的方向相反，太阳在东边，影子在西边；太阳在南边，影子在北边；太阳在西边，影子在东边。 师：大家总结得非常棒！我们来看教材里的总结：随着太阳位置的变化，影子的方向也随之发生改变。影子的长度早晚长、中午短。这就是一天中阳光下物体影子的变化规律。 （七）表达交流：分享观察结果，总结规律（5分钟） 师：请大家小组交流，说一说你们的观察过程和发现，分享一下你们的记录表。 （学生小组交流，分享观察结果） 师：哪个小组愿意上台分享你们的观察数据和结论？ 生：我们小组从8点到16点观察了影子的变化，发现影子的长度从20厘米慢慢变短，到12点的时候只有5厘米，然后又慢慢变长，到16点的时候又变成了18厘米；方向从西偏北慢慢转到北边，再转到东偏北，和太阳的方向正好相反。 师：非常详细的观察！大家都验证了我们的猜想，影子的变化确实有这样的规律。通过这次长期观察，我们知道了科学结论需要靠真实的数据来支撑，持之以恒的观察非常重要。 （八）全课小结（3分钟） 师：今天这节课，我们一起探究了太阳下的影子，谁来说说你有哪些收获？ 生1：我知道了一天中影子的方向会随着太阳的位置变化而变化，总是和太阳的方向相反。 生2：影子的长度早晚长，中午最短，因为中午太阳在头顶，影子最短。 生3：我学会了制作影子观察仪，还知道了长期观察、记录数据在科学探究中很重要。 师：大家的收获都很丰富！影子的变化和太阳的位置息息相关，这背后是地球自转和太阳视运动的规律。课后大家可以继续观察，看看不同季节的影子变化有没有什么不同，我们下节课再来分享。 八、板书设计 太阳下的影子 一、制作工具：影子观察仪 铅笔 + 橡皮泥 + 纸板（带方向标） 二、观察记录：一天中的影子变化 观察时间 太阳方向 影子长度 影子方向 8:00 东偏南 长 西偏北 10:00 南偏东 中 北偏西 12:00 正南 短 正北 14:00 南偏西 中 北偏东 16:00 西偏南 长 东偏北 三、变化规律 方向：与太阳方向相反，随太阳位置变化而变化 长度：早晚长，中午短 九、教学反思 （一）亮点与成效 1.完整呈现长期观察探究过程，落实核心素养：本课以“提出问题—制作工具—长期观察—数据处理—交流总结”为主线，完整呈现了长期观察类科学探究的全过程，让学生在实践中体会了科学探究的严谨性，培养了长期观察、数据处理与归纳推理的能力，落实了新课标核心素养的培养要求。 2.动手制作与实践探究结合，激发探究兴趣：通过制作影子观察仪、开展长期观察活动，让学生从“玩”中“学”，在动手实践中激发了探究兴趣，同时掌握了科学观察的方法，培养了动手能力与实践创新能力。 3.科学态度培养渗透到位：通过强调长期观察、持续记录的重要性，引导学生体会持之以恒的科学态度，培养了学生严谨细致、认真负责的科学精神。 （二）不足与改进方向 1.长期观察的实施与指导不足：由于课堂时间限制，学生的观察任务需要课后完成，部分学生可能会出现观察中断、记录不规范的问题。后续教学中，可以建立小组观察打卡机制，定期检查学生的观察记录，同时提供线上交流平台，让学生分享观察过程中的发现与问题，教师及时给予指导。 2.数据处理与分析的深度有待提升：部分学生只能说出影子的长短、方向变化，难以建立影子变化与太阳高度、方位变化的对应关系，对规律的理解不够深入。后续教学中，可以增加对比分析环节，引导学生结合太阳高度的变化，理解影子长度变化的原因，深化对规律的理解。 3.个体差异关注不足，部分学生参与度不高：在小组制作观察仪和观察任务分配中，部分学困生参与度较低，更多依赖小组内的其他同学。后续教学中，可以为学生提供分层的制作模板和观察任务，比如为学困生提供已标好方向标的纸板，让他们重点完成铅笔固定和记录，同时通过小组内的角色分工，确保每个学生都能参与到活动中。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $