1.2《利用自然物辨别方向》（教学设计）-2025-2026学年科学三年级下册教科版

《利用自然物辨别方向》 学科 小学科学 年级册别 三年级下册 共1课时 教材 教科版三年级下册 授课类型 探究实践课 第1课时 教材分析 教材分析 本课是教科版三年级下册第三单元“太阳、地球和月球”的延伸拓展，旨在引导学生从书本知识走向生活实践。教材内容主要包含三个部分：首先通过观察积雪融化程度和生物生长分布（如树木年轮、苔藓）等自然现象来辨别方向；其次引导学生进入校园实地辨认八个基本方向；最后介绍利用磁铁辨别方向的科学原理。教材强调从观察自然现象到动手实践的完整探究过程，培养学生运用科学思维解决生活中迷路问题的实际能力，体现科学源于生活又服务于生活的理念。 学情分析 三年级学生已具备初步的方向感，知道东南西北四个基本方位，但对如何利用自然物（如积雪、树木、苔藓）辨别方向缺乏系统认知。他们在生活中可能听说过“树冠茂密的一面是南方”等经验，但往往知其然不知其所以然，且容易受局部环境影响产生误判。学生好奇心强，喜欢动手操作，但观察不够细致，记录习惯尚未完全养成。教学中需通过情境创设激发兴趣，引导他们通过对比观察、实验验证等方式突破难点，建立科学的辨向思维。 课时教学目标 科学观念 1. 知道在晴朗的夜晚可以通过寻找北极星辨别北方，了解积雪、树木、苔藓等自然物的生长或变化规律与方向的关系。 2. 理解磁石（磁铁）能指示南北方向的基本原理，认识指南针的前身——司南及现代指南针的应用价值。 科学思维 1. 能通过观察、比较和分析，归纳出不同自然物（积雪、树木年轮、苔藓）与方向之间的对应关系。 2. 能运用推理和判断的方法，解释为什么某些自然物会表现出特定的方向性特征，并评估这些方法的局限性。 探究实践 1. 能在模拟情境或校园实地中，利用积雪融化特点、树木疏密、苔藓分布及条形磁铁进行辨向实验并记录结果。 2. 能设计简单的方案，在校园中确定南北方向后，进一步推导东西及四个斜向方位，并标记出来。 态度责任 1. 对利用自然现象辨别方向产生浓厚兴趣，愿意尝试用科学方法解决生活中的实际问题（如森林迷路）。 2. 养成尊重事实、严谨观察的科学态度，认识到自然环境的复杂性，不盲目迷信单一的自然辨向法。 教学重点、难点 重点 1. 掌握利用积雪融化程度、树木枝叶疏密、年轮宽窄、苔藓分布以及磁铁特性来辨别方向的具体方法和依据。 2. 能够在校园环境中综合运用所学知识，准确找出南北方向并推导出其他六个方向。 难点 1. 理解自然物辨向背后的科学原理（如阳光照射角度对积雪融化和植物生长的影响），并能辩证看待其适用条件和局限性。 2. 在复杂多变的校园环境或野外情境中，排除干扰因素，准确判断方向，避免误判。 教学方法与准备 教学方法 情境教学法、探究式学习法、小组合作法、讲授法 教具准备 多媒体课件（含积雪、树木、苔藓图片及视频）、条形磁铁、白纸、指南针、校园平面图、记录单、粉笔 教学环节 教师活动 学生活动 一、情境导入，任务发布 一、故事引入，引发思考 （一）、播放视频，创设迷途情境 教师播放一段精心剪辑的短视频：一群小探险家在森林里玩耍，因为天色渐晚且云层遮挡了天空，他们找不到回家的路了。视频中小朋友焦急地喊道：“天黑了，看不见星星，我们迷路了怎么办？” 1. 提问引导：“同学们，如果你们是小探险家，现在没有指南针，也没有手机信号，周围只有大树、积雪和石头，你们能想到什么办法来辨别方向找到出路吗？” 2. 鼓励学生自由发言，教师将学生的回答（如看太阳、看树、看蚂蚁洞等）简要记录在黑板上，肯定他们的生活经验。 3. 引出课题：“大自然中藏着许多‘指路牌’，今天我们就化身为‘小小导航员’，一起探索如何利用自然物和简单工具来辨别方向。”板书课题：《2. 利用自然物辨别方向》。 二、聚焦问题，明确目标 （一）、回顾旧知，提出新问 1. 教师展示一张晴朗夜晚星空的图片，指着北极星提问：“在晴朗的夜晚，我们知道找到北极星就能找到北方。那么，除了北极星，还有哪些自然物可以帮助我们辨别方向呢？” 2. 引导学生阅读教材“聚焦”部分的文字：“除了北极星，还有哪些自然物可以帮助我们辨别方向？” 3. 明确本节课的任务：我们要像科学家一样，通过观察、实验和研讨，揭开自然物辨向的秘密，并学会在校园里实际操作。 三、发布挑战，组建团队 （一）、分组与合作约定 1. 将全班分为6个“导航小队”，每组4-5人，选出队长、记录员、汇报员和材料员。 2. 宣布挑战规则：每个小队需要完成“雪地寻踪”、“树木解密”、“苔藓探秘”和“磁铁寻北”四个关卡，最终在校园地图上标出正确方向。 3. 强调安全注意事项：在校园观察时注意脚下安全，不攀爬树木，爱护花草。 1. 观看视频，代入角色，感受迷路的焦急。 2. 结合生活经验，积极举手分享自己的辨向想法。 3. 聆听课题，明确本节课的学习任务和分组安排。 4. 组建小队，推选组长，领取任务卡。 设计意图 通过生动的故事情境激发学生的学习兴趣，将抽象的辨向知识转化为解决具体问题的任务，迅速集中学生注意力，同时为后续的探究活动做好心理铺垫和组织准备。 二、探究实践，解密自然 一、关卡一：雪地寻踪（观察积雪） （一）、出示图片，引导观察 教师展示教材中的“北方传统屋顶积雪场景”图片，清晰呈现屋顶不同方向的积雪状态。提问：“在冬季，我国北方经常会下雪。太阳出来后，屋顶上的雪会慢慢融化。屋顶上不同方向的雪融化程度一样吗？这能否帮助我们辨别方向？” 1. 引导学生仔细观察图片中屋顶南侧和北侧积雪的差异。提示学生关注阳光照射的角度：太阳在南边，南坡接受的阳光多，温度高；北坡接受的阳光少，温度低。 2. 组织小组讨论：“根据观察，哪一边的雪融化得快？哪一边的雪融化得慢？如果我们在野外看到山坡上的积雪，如何判断南北方向？” 3. 总结规律：向阳面（南面）的雪融化得快，背阳面（北面）的雪融化得慢。因此，积雪融化快的一面是南，融化慢的一面是北。 4. 补充说明：这种方法在冬季和北方地区较为有效，但在夏季或南方地区可能不适用，引导学生思考其局限性。 二、关卡二：树木解密（观察生物） （一）、对比观察，发现规律 教师展示教材中的两幅图：一幅是旷野上的树木，标注了树叶的“疏”与“密”；另一幅是树木的年轮，标注了“疏”与“密”。 1. 提问：“太阳有规律地运动，影响着地球上的众多生物，使它们有着各自不同的生长与分布特点。我们能借助这些规律来辨别方向吗？” 2. 引导学生阅读教材“资料”部分：“喜阳的树木一般是向阳面的树叶较多，背阳面的树叶较少。有些植物不喜欢阳光照射，如苔藓等，大多生长在阴暗潮湿处。” 3. 深入讲解： 树叶疏密：树木向阳面（南面）光照充足，光合作用强，枝叶长得茂盛，叶片多；背阳面（北面）光照不足，枝叶稀疏。所以，树叶茂密的一面通常是南面，稀疏的一面是北面。 年轮宽窄：树木朝南的一面生长速度快，年轮间距宽；朝北的一面生长速度慢，年轮间距窄。所以，年轮宽的一面是南，窄的一面是北。 苔藓分布：苔藓喜欢阴湿环境，怕强光直射。因此，岩石或树干上长满苔藓的一面通常是北面，而干燥光秃的一面通常是南面。 4. 互动问答：“如果在森林里看到一棵大树，它的树冠一边很密，一边很稀，你能说出哪边是南吗？如果树干一面长满了青苔，哪边是北？” 三、关卡三：苔藓探秘（实地/模拟） （一）、观察实物或图片 教师展示“岩石上的苔藓”图片，特写苔藓分布不均的细节。或者，如果条件允许，带领学生在校园阴凉处寻找苔藓。 1. 引导学生回忆刚才学到的知识：“苔藓喜欢阴暗潮湿，那它应该长在背阳的地方。背阳的地方是哪个方向？” 2. 学生回答后，教师确认：“对，是北面。所以，如果我们看到岩石或树干上苔藓长得茂盛，那一面就是北方。” 3. 强调综合判断：“在实际生活中，不能只凭一种现象就下结论。比如，有的地方通风不好，或者有人工浇水，可能会影响苔藓的生长。所以要结合多种自然现象综合判断。” 1. 仔细观察屋顶积雪图片，描述南北两侧积雪的差异。 2. 小组讨论积雪融化速度与方向的关系，总结出“南快北慢”的规律。 3. 观察树木疏密图和年轮图，分析光照对植物生长的影响。 4. 理解并记忆“叶密南、叶疏北”、“年轮宽南、窄北”、“苔藓多北、少南”的口诀。 5. 参与互动问答，尝试应用规律解决具体问题。 设计意图 通过层层递进的探究活动，让学生亲历观察、分析、归纳的过程，将抽象的科学原理转化为具体的辨向技能。同时，通过讨论局限性，培养学生的批判性思维和科学严谨性。 三、磁铁寻北，科技助力 【10分钟】 一、历史溯源，认识磁石 （一）、讲述故事，引入新知 教师讲述：“在两千五百多年前，我国古代人民发现了一种能吸引铁的特殊石头，即磁石。磁石的发现，为快速辨别方向带来了新方法。” 1. 展示磁石图片或模型，简单介绍其特性。 2. 提问：“怎样用磁石辨别方向呢？”引导学生思考。 二、实验探究，体验原理 （一）、演示实验：条形磁铁指示方向 教师演示教材中的实验步骤：“把条形磁铁用白纸包起来，尝试利用它指示方向。” 1. 教师拿出一个条形磁铁，两端分别涂成红色和黑色（红端通常代表N极，黑端代表S极，但为了模拟古代，可以暂时不强调极性，只说一端指向北）。 2. 将磁铁用白纸轻轻包裹，放在一个光滑的平面上（如玻璃板或塑料片上），或者用细线悬挂起来。 3. 轻轻拨动磁铁，让它自由转动。待静止后，观察磁铁指向。 4. 提问：“磁铁静止时，两端指向哪里？哪一端指向北方？” 5. 结合指南针验证：教师拿出一个指南针，让学生观察指南针的指针指向，并与磁铁的指向进行对比。确认磁铁的N极（通常红色）指向北方，S极（通常黑色）指向南方。 6. 解释原理：“磁铁具有磁性，能够受到地磁场的作用，静止时一端指南，一端指北。这就是指南针的工作原理。” 三、动手操作，巩固技能 （一）、小组实验 1. 分发条形磁铁和白纸给各小组。 2. 要求学生按照教师的步骤，亲手操作，让磁铁自由转动并记录静止时的指向。 3. 提醒学生：“为了实验操作方便，常用条形磁铁代替磁石进行模拟实验。” 4. 各组汇报实验结果，教师巡视指导，纠正错误操作（如用手触碰磁铁导致摩擦过大无法自由转动）。 1. 聆听磁石的历史故事，对古代智慧产生敬佩之情。 2. 观察教师演示，理解磁铁指示方向的原理。 3. 小组合作，亲手操作条形磁铁，体验其自动指向南北的特性。 4. 对比磁铁与指南针的指向，验证实验结果的准确性。 5. 记录实验现象，分享发现。 设计意图 通过历史故事激发民族自豪感，通过动手实验将抽象的磁力概念具象化，让学生亲身体验科学发现的乐趣，掌握利用磁铁辨向这一实用技能。 四、校园实战，综合应用 一、实地辨认，绘制地图 （一）、任务布置 教师：“现在我们已经掌握了多种辨向方法，接下来我们要去校园里进行一次‘定向寻宝’。请各小队利用刚才学到的方法，在校园里辨别方向。” 1. 引导学生观察校园中明显的参照物：如高大的树木、建筑物的朝向、地面的积雪（如有）或苔藓分布。 2. 要求学生在校园平面图上标出南北方向。可以先用指南针校准，再用自然物验证。 3. 明确了校园的南北方向后，再确定校园的东西方向，并进一步标出校园的东南、东北、西南、西北方向。 二、问题解决，深化理解 （一）、研讨交流 1. 回到教室后，各小组展示绘制的校园方向图。 2. 提问：“你们是用什么方法确定方向的？有没有遇到困难？比如树木被修剪过，或者建筑物挡住了阳光，该怎么办？” 3. 引导学生阅读教材“研讨”部分的问题：“为什么可以利用这些自然物辨别方向？”“利用自然物辨别方向，存在哪些不足？” 4. 总结：自然物辨向受季节、气候、地形等多种因素影响，存在一定误差。最可靠的方法是结合多种方法互相验证，或者使用指南针等工具。 1. 走出教室（或在教室内模拟），观察校园环境和自然物。 2. 小组合作，利用自然物或工具确定校园的南北方向。 3. 在平面图上标出八个方向，并判断学校大门和教室门的朝向。 4. 分享遇到的问题和解决方法，讨论自然物辨向的局限性。 设计意图 将课堂所学应用于真实情境，提升学生解决实际问题的能力。通过研讨和反思，帮助学生构建完整的知识体系，理解科学方法的相对性和实用性。 五、拓展延伸，总结升华 一、情境拓展，学以致用 （一）、森林迷路怎么办？ 教师展示教材拓展部分的图片：“如果在森林里迷了路，我们可以怎样辨别方向？” 1. 引导学生综合运用本节课所学：看树冠疏密、看年轮、看苔藓、看蚂蚁洞（洞口朝南）、看积雪融化情况等。 2. 强调安全第一：如果不确定，应原地等待救援或寻找高处发出求救信号。 二、课堂总结 （一）、回顾知识点 1. 师生共同回顾：北极星、积雪、树木、苔藓、磁铁辨向的原理和方法。 2. 鼓励学生在生活中做一个有心人，多观察自然，多用科学。 1. 思考并回答森林迷路时的辨向策略。 2. 回顾本节课的重点内容，梳理知识脉络。 3. 表达课后继续探索自然的愿望。 设计意图 将课堂学习延伸至课外生活，强化安全意识，激发学生持续探索自然奥秘的兴趣，实现科学教育的长远目标。 板书设计 2. 利用自然物辨别方向 一、自然物辨向 1. 积雪：南快（融化） 北慢 2. 树木： 枝叶：南密 北疏年轮：南宽 北窄 3. 苔藓：南少（干） 北多（湿） 二、工具辨向 1. 磁石/磁铁：N极指北 S极指南 2. 指南针：核心工具 三、原则 综合判断 因地制宜 安全第一 教学反思 成功之处 1. 情境创设生动有趣，通过“小探险家迷路”的故事迅速抓住了学生的注意力，激发了他们解决问题的欲望。 2. 探究活动层次分明，从观察图片到动手实验，再到校园实战，符合学生的认知规律，让学生在“做中学”中掌握了辨向技能。 3. 注重科学思维的培养，不仅告诉学生“是什么”，还引导他们思考“为什么”以及“有什么局限”，培养了批判性思维。 不足之处 1. 部分学生对“年轮”和“苔藓”的原理理解还不够透彻，可能在解释原因时出现混淆，需要在今后的教学中加强原理层面的剖析。 2. 由于时间和场地限制，校园实地考察环节不够充分，部分小组未能仔细观察到明显的自然物特征，导致后续绘图时依赖猜测。 3. 对于个别基础较弱的学生，在综合应用多种方法判断方向时显得有些吃力，未来可提供更多分层指导材料。 学科网（北京）股份有限公司 $