5.16《阳光下的影子》（教学设计）-2025-2026学年科学四年级下册人教鄂教版

四年级下册科学第五单元《影子的变化》 第16课《阳光下的影子》教学设计 一、设计依据 本课依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》“物质科学领域”“光的传播与影子的变化”主题的学段目标设计，聚焦“阳光下物体影子的变化规律及应用”核心内容，落实“知道阳光下物体的影子在一天中会随太阳位置的变化而变化，了解影子变化的规律，并了解古人利用影子制造的测量仪器”的学习要求。通过“生活现象导入—制定观测计划—长期观测记录—规律梳理应用”的探究主线，培养学生的科学观念、科学思维、探究实践能力与科学态度，体现“科学探究需长期坚持、科学知识源于生活并服务于生活”的课程理念，落实核心素养培养要求。 二、教材分析 本课是人教鄂教版小学科学四年级下册第五单元《影子的变化》的第2课，是单元核心课。教材以“旗杆的影子在一天中会有什么样的变化”的生活现象为切入点，分为三大实践板块：一是“制订观测计划”，引导学生设计观测阳光下物体影子的方案，包括准备材料、选择地点、明确记录方法；二是“观测并记录一天中阳光下物体的影子”，通过实际观测，记录影子的方向、长短变化；三是“整理观测信息，总结影子变化规律”，并拓展了解古人利用影子制造的测量仪器（圭表、日晷、正方案）。教材注重从学生的生活观察入手，通过计划、观测、记录、分析等完整的科学探究过程，帮助学生构建“阳光下物体的影子随太阳位置变化而变化”的科学概念，同时渗透长期观察的科学探究精神和传统文化教育。 三、学情分析 四年级学生对阳光下的影子有丰富的生活认知，知道影子会随时间变化，但对影子变化的具体规律（如方向、长短的变化）缺乏系统了解，也不知道如何科学地观测和记录影子的变化。学生具备初步的小组合作和计划制定能力，乐于参与长期观测活动，但在坚持观测和记录时，容易出现半途而废或记录不规范的问题。同时，学生对古人利用影子的发明有浓厚兴趣，可借此渗透传统文化和科学史教育。教学中需通过详细的计划指导、规范的观测记录方法和有趣的拓展内容，帮助学生完成探究过程，构建科学概念。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道阳光下物体的影子在一天中会随太阳位置的变化而变化，影子的方向与太阳的位置相反，影子的长短随太阳高度的变化而变化。 2. 了解影子变化的规律：早晨和傍晚影子长，中午影子短；影子的方向从西向东变化，与太阳的运动方向相反。 3. 了解古人利用影子制造的测量仪器，如圭表、日晷、正方案，知道它们的工作原理与影子变化的关系。 （二）科学思维目标 1. 能通过整理观测记录，归纳阳光下物体影子的变化规律，发展归纳概括能力。 2. 能通过影子的变化现象，推理太阳在一天中的位置变化，建立影子变化与太阳运动之间的逻辑联系，培养逻辑推理能力。 3. 能分析古人利用影子的发明原理，理解影子变化规律在生活中的应用，发展应用与迁移能力。 （三）探究实践目标 1. 能制定科学的观测计划，准备观测材料，选择合适的观测地点。 2. 能按计划持续观测并记录一天中阳光下物体的影子，完成观测记录单。 3. 能整理观测数据，分析影子变化的规律，并与同学交流分享。 （四）态度责任目标 1. 养成长期观察、实事求是的科学态度，理解科学探究需要持续的记录和分析。 2. 愿意与同伴合作完成观测计划的制定和实施任务，乐于分享自己的发现与观点，培养团队协作意识。 3. 体会古人利用影子的智慧，感受科学与传统文化的融合，树立热爱科学、传承文化的情感。 五、教学重难点 （一）教学重点 1. 了解阳光下物体影子的变化规律，知道影子的方向和长短随太阳位置变化而变化。 2. 能制定科学的观测计划，并按计划完成观测和记录。 （二）教学难点 1. 理解影子变化与太阳位置变化的逻辑关系，建立太阳运动与影子变化的联系。 2. 坚持长期观测并规范记录影子的变化，确保数据的准确性和完整性。 六、教学准备 （一）教师准备 教学课件（含影子变化视频、观测计划模板、古人测量仪器资料）、观测材料示范（如铅笔、纸屏、指南针、同心圆记录单）、板书磁贴。 （二）学生准备 课前预习影子变化的相关知识；准备观测材料（铅笔、橡皮泥、纸屏、指南针、尺子、笔）。 七、教学过程 （一）情境导入：生活现象引发的疑问（5分钟） 师：同学们，上课！我们每天都能看到阳光下的影子，比如旗杆的影子、树的影子，它们在一天中会有什么样的变化呢？大家有没有注意过，早晨、中午、傍晚的影子有什么不同？今天我们就一起来学习《阳光下的影子》，探究影子随太阳变化的规律。（板书课题：阳光下的影子） （二）制定观测计划：科学探究的第一步（10分钟） 师：要探究影子的变化，我们需要先制定一个科学的观测计划。请大家看课本第53页的内容，小组讨论：我们的观测计划应该包括哪些内容？（学生小组讨论，制定观测计划） 师：哪个小组来分享一下你们的观测计划？ 小组1：我们的计划包括： 1. 观测目的：探究一天中阳光下物体影子的变化规律； 2. 观测材料：铅笔（当物体）、橡皮泥（固定铅笔）、纸屏（记录影子）、指南针（确定方向）、尺子（测量影子长度）、同心圆记录单（方便记录影子大小和方向）； 3. 观测地点：学校操场，开阔无遮挡的地方； 4. 观测时间：从早晨到傍晚，每隔2小时观测一次，记录影子的方向、长短和形状； 5. 记录方法：在同心圆记录单上画出影子的位置，标注时间和长度，每次观测时记录单的方向和位置不能改变。 师：大家制定的计划非常详细！我们一起来完善观测计划： 材料准备：物体要固定好，避免风吹动；记录单要画好同心圆和方向标（上北下南左西右东）； 观测地点：选择开阔、无遮挡的地方，确保一天中大部分时间都能被阳光照射； 观测时间：建议从上午9点到下午4点，每隔1小时观测一次，这样数据更完整； 注意事项：观测时记录单的方向和位置不能改变，否则影子的方向记录会不准确；要如实记录，即使影子被遮挡也要标注出来。 （三）实施观测与记录：探究影子的变化规律（15分钟） 师：现在我们分组进行模拟观测（或实际观测，根据天气情况调整），用手电筒模拟太阳，从不同角度照射铅笔，记录影子的变化；如果是晴天，就到操场进行实际观测。（学生分组观测，记录影子的方向、长短和形状，教师巡视指导） 师：哪个小组来分享一下你们的观测记录？ 小组2：我们观测到的影子变化： 方向变化：早晨太阳在东边，影子在西边；中午太阳在南边，影子在北边；傍晚太阳在西边，影子在东边，影子的方向从西向东变化，和太阳的位置相反； 长短变化：早晨和傍晚太阳低，影子长；中午太阳高，影子短，影子的长度随太阳高度的升高而变短，随太阳高度的降低而变长； 形状变化：铅笔的影子形状基本不变，但大小随太阳角度变化，太阳低时影子大，太阳高时影子小。 师：大家观测得非常仔细！我们一起来总结阳光下物体影子的变化规律： 方向变化：影子的方向与太阳的位置相反，太阳从东向南向西运动，影子从西向北向东变化； 长短变化：影子的长短随太阳高度的变化而变化，太阳高度越高，影子越短；太阳高度越低，影子越长，早晨和傍晚影子最长，中午影子最短； 大小变化：影子的大小随太阳角度变化，太阳角度低时影子大，太阳角度高时影子小。 （四）拓展应用：古人利用影子的发明（5分钟） 师：我们的祖先很早就发现了影子变化的规律，并利用它发明了很多测量仪器。请大家看课本第54页的资料，了解圭表、日晷和正方案的作用。（学生阅读资料，了解古人的发明） 师：谁来说说这些仪器的工作原理？ 生1：圭表是利用正午时表的影子长短来推算节气和一年时间的，影子最长的时候是冬至，最短的时候是夏至；日晷是利用晷针影子位置的变化来计量时间的；正方案是用来测定方向的，利用影子的方向来确定方位。 师：说得非常正确！这些发明都是古人利用影子变化规律的智慧结晶，体现了科学与传统文化的融合。 （五）全课小结（3分钟） 师：同学们，今天这节课我们学习了什么？谁来梳理一下？ 生1：我们制定了观测阳光下物体影子的计划，通过观测记录，总结了影子的变化规律：方向与太阳位置相反，长短随太阳高度变化而变化；还了解了古人利用影子的发明，如圭表、日晷和正方案。 师：总结得非常全面！通过今天的学习，我们不仅了解了阳光下影子的变化规律，还学会了科学探究的方法，感受到了古人的智慧。希望大家在今后的生活中，继续观察影子，用科学的眼光发现生活中的奥秘，坚持长期观察和记录，培养科学探究的精神。 八、板书设计 阳光下的影子 1. 观测计划：目的、材料、地点、时间、记录方法 2. 影子变化规律 方向：与太阳位置相反（西→北→东） 长短：随太阳高度变化（低→长，高→短） 变化周期：一天 3. 古人的应用：圭表、日晷、正方案 九、教学反思 （一）成功之处 1. 教学环节设计层层递进，从情境导入、计划制定、观测记录到规律总结和拓展应用，符合科学探究的完整过程，有效落实了四维教学目标。 2. 注重学生的主体地位，通过小组讨论制定计划、分组观测记录、分享交流等活动，让学生在自主探究和合作交流中构建概念，培养了计划制定、观测记录和归纳概括能力。 3. 紧密联系传统文化，将影子变化规律与古人的发明结合，让学生感受科学与传统文化的融合，增强了学习的趣味性和文化内涵。 4. 课堂互动充分，通过师生问答、小组讨论、成果分享、观测指导等形式，调动了学生的参与积极性，课堂氛围活跃，学生的表达能力和合作意识得到了提升。 （二）不足之处 1. 受天气影响，实际观测的实施难度较大，部分学生没有完成完整的一天观测，后续可提前准备影子变化的视频资料，作为补充观测素材，确保学生能看到完整的变化过程。 2. 观测记录的规范性指导不够充分，部分学生的记录单没有画好方向标，导致影子方向记录错误，后续可提供统一的记录单模板，提前示范记录方法，确保记录的准确性。 3. 古人测量仪器的讲解不够深入，部分学生对圭表、日晷的具体使用方法理解不够清晰，后续可增加仪器的模型或动画演示，帮助学生直观理解其工作原理。 （三）改进措施 1. 优化观测实施的方案，提前查看天气预报，如果当天是阴天，就使用影子变化的视频资料进行模拟观测，让学生通过视频记录影子的变化；同时布置课后观测任务，让学生在接下来的晴天完成观测，并提交记录单。 2. 完善观测记录的指导，提供统一的同心圆记录单模板，明确标注方向标和时间点；课前示范如何在记录单上画影子、标注长度和时间，让学生清晰掌握记录方法；观测过程中教师巡回检查，及时纠正记录错误。 3. 丰富古人测量仪器的教学，增加圭表和日晷的模型或动画演示，展示它们的结构和使用方法，让学生直观了解如何利用影子变化来测量时间和节气；还可以让学生制作简易的日晷模型，加深对原理的理解。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $