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

该小学科学教学设计聚焦利用太阳下直杆影子变化辨别方向的核心知识，通过动画引导学生回忆二年级太阳东升西落及影子方向变化的旧知，搭建学习支架，自然引出新课探究主题。 资料亮点在于以模拟实验为核心，用手电筒、直杆、轨道等材料模拟太阳运动，规范操作培养探究实践能力，研讨环节引导学生从影子标记推理方向发展科学思维，课后拓展促进知识迁移，助力学生提升探究与推理能力，为教师提供详细教学支持。

利用自然物辨别方向 三年级下册·第一单元·第2课 一、教学目标 科学观念 知道太阳下直杆影子的变化可以辨别方向，理解影子变化与太阳位置变化有关 科学思维 通过模拟实验分析直杆影子顶点连线与东西方向的关系，发展观察推理与逆向思维能力 探究实践 能用手电筒模拟太阳、直杆模拟物体，按照步骤完成模拟实验并记录影子位置，依据影子变化辨别方向 态度责任 在模拟实验中认真操作、如实记录，乐于合作交流，意识到科学方法可以帮助人们解决实际生活中的方向辨别问题 重点：通过模拟实验探究利用太阳下直杆影子变化辨别方向的方法 难点：理解直杆影子变化与太阳位置变化的对应关系，运用逆向思维推理辨别方向 二、课前准备 分组材料（每4人小组1套）： 序号 材料 数量 规格说明 可替代 1 手电筒 1个/组 模拟太阳（可聚焦光束） 可用手机闪光灯替代 2 直杆（高约15cm） 1根/组 竹签或细木棍，顶端涂红便于标记 可用铅笔替代 3 半圆形轨道纸板 1张/组 半径约20cm，标有东、西方向标记 硬卡纸自制 4 白纸 1张/组 A4白纸，用于标记影子顶点位置 — 5 记号笔 2支/组 不同颜色标注'1'和'2' — 6 直尺 1把/组 用于连线 — 教师准备： 1. 多媒体课件（含太阳东升西落动画、影子变化示意图） 2. 模拟实验演示装置（供示范使用） 3. 学生实验记录单（每生一份） 三、教学过程（共40分钟） 环节一　聚焦：回忆太阳与影子的关系（约5分钟） 教师出示太阳东升西落的动画或图片，引导学生回忆二年级学过的知识。 师："同学们，我们在二年级学过一天中太阳在天空中的位置是怎样变化的？谁能说一说太阳东升西落时，阳光下物体的影子方向是怎样变化的？" → 预设：太阳从东边升起，西边落下。影子方向也会变化，早上影子在西边，中午影子在正北（或脚下），下午影子在东边。 ▎ 重点引导回忆影子方向的变化，而非长短变化，为探索3模拟实验做铺垫。 师："看来大家对太阳和影子的关系记得很清楚！那老师有个问题——如果我们到了一个陌生的地方，没有指南针，也不知道路，能不能利用太阳和影子的关系来判断方向呢？" 学生自由讨论，教师引出课题：今天我们就来探究《利用自然物辨别方向》。 板书：板书课题：利用自然物辨别方向 环节二　探索：模拟实验探究直杆影子辨向方法（约20分钟） 探索2：回忆影子方向的变化规律 教师引导学生再次明确：太阳东升西落→影子从西向东北方向变化。具体来说，上午太阳在东，影子朝向西；下午太阳在西，影子朝向东。 探索3：模拟实验——用直杆影子的变化辨别方向 教师出示模拟实验装置，介绍实验材料及各自的模拟作用：手电筒→太阳，半圆形轨道→太阳的运动轨迹，直杆→地面上的物体。 ▎ 手电筒的光是朝一个方向照射的，而太阳光是向四面八方照射的，因此实验中手电筒要一直对准直杆照射。 教师演示并讲解模拟实验步骤： 步骤一：将直杆垂直立在白纸中央，让『太阳』（手电筒）沿着轨道从东向西运动。 步骤二：让『太阳』停在东边任意一点（模拟上午），在直杆影子顶点处做个记号，标上『1』。 步骤三：让『太阳』继续沿轨道运动到西边任意一点（模拟下午），在此时直杆影子顶点处做记号，标上『2』。 步骤四：用尺子将『1』和『2』连接起来，观察连线方向。 学生分组动手操作，教师巡视指导，重点关注：手电筒是否一直照向直杆、标记位置是否准确。 师："在移动『太阳』时应该注意什么？轨道可以动吗？" → 预设：『太阳』要从东往西沿着轨道移动，模拟太阳东升西落。轨道要保持不动。 ▎ 手电筒移动方向必须从东向西，且要一直对准直杆照射。 环节三　研讨：分析实验现象，总结辨向方法（约10分钟） 师："连接『1』和『2』，从『1』指向『2』的方向大致是什么方向？" → 预设：『1』指向『2』的方向大致是东—西方向。上午影子在西（1），下午影子在东（2），所以从1到2是东的方向。 ▎ 『1』代表西方向，『2』代表东方向。连接『1』和『2』可以判断东西方向。 师："垂直于连线的方向又是什么方向？哪边是南，哪边是北？" → 预设：垂直于连线，向阳的一面是南，背阳的一面是北。 师："模拟实验中的直杆影子变化代表了什么？" → 预设：直杆影子变化代表了太阳位置的变化。太阳有规律地运动，导致影子有规律地变化。根据影子变化的方向，可以辨别方向。 教师引导学生总结：知道了东，沿顺时针方向转90°是南，再转90°是西，再转90°是北。 师："利用『太阳下直杆影子的变化』辨别方向，存在哪些不足？" → 预设：阴雨天或晚上没有太阳就无法使用。直杆不能太短，顶端要容易辨认。至少需要10分钟以上才能清楚辨向。 教师承转：正因为有这些不足，所以我们在课堂上用模拟实验来学习这个方法，掌握原理后再到真实场景中去应用。 环节四　拓展：课后实地操作（约5分钟） 教师布置课后拓展活动：在操场上尝试用『太阳下直杆影子的变化』辨别方向。 ▎ 课后实践要点：晴天正午后在操场进行；用长短不同的直杆分别实验，比较哪种更便于测量；影子顶点标记后约20分钟再标记一次。 师："为什么用长短不同的直杆实验？哪种更便于测量？下节课我们来分享你们的发现。" 板书设计 利用自然物辨别方向 探索2：太阳东升西落 影子方向从西→东变化 探索3：模拟实验 手电筒模拟太阳　直杆模拟物体　轨道模拟太阳轨迹 标记1 ← 上午（太阳在东，影子在西） 标记2 ← 下午（太阳在西，影子在东） 连接1→2→东西方向 垂线→南北方向（向阳为南，背阳为北） 四、教学反思提示 反思维度 课后自问 模拟实验的指导 学生操作手电筒模拟太阳时是否理解『始终对准直杆照射』的要求？ 逆向思维的达成 学生能否从『影子变化』推理出『太阳位置变化』与『方向判断』之间的逻辑关系？ 实验与生活的衔接 学生是否将课堂所学的模拟实验方法迁移到课后实地操作中？ 附件资料 附件一　模拟实验操作指引 『太阳下直杆影子的变化』模拟实验操作指引 一、实验目的：通过模拟实验探究太阳下直杆影子的变化规律，学会利用影子辨别方向。 二、实验材料：手电筒1个、直杆（高约15cm）1根、半圆形轨道纸板1张、白纸1张、记号笔2支、直尺1把。 三、实验步骤： 1. 将半圆形轨道纸板平放于桌面，标有『东』的一侧朝左，『西』的一侧朝右。 2. 将直杆垂直立于轨道中心位置，白纸垫在直杆下方。 3. 手电筒从轨道东侧开始，沿轨道缓慢向两侧移动，模拟太阳东升西落。 4. 将手电筒停在东边任意一点（模拟上午），观察直杆影子方向，在影子顶点用记号笔标『1』。 5. 将手电筒继续沿轨道移动到西边任意一点（模拟下午），观察直杆影子方向，在此时影子顶点标『2』。 6. 用直尺连接『1』和『2』，标出连线方向。 ▎ 关键操作要点：手电筒必须始终对准直杆照射；移动方向从东向西不可逆；轨道不能移动。 四、注意事项： 1. 手电筒光有方向性，不像太阳光向四面八方照射，因此要一直对准直杆。 2. 标记影子顶点时，记号要准确标记在影子顶端的位置。 3. 同组同学分工合作：一人持手电筒移动，一人观察并标记，一人记录。 附件二　学生实验记录单 利用自然物辨别方向——实验记录单 实验步骤 观察记录 我的发现 太阳在东边（模拟上午） 影子顶点标记『1』 影子朝向______方 『1』在直杆的______侧 太阳在西边（模拟下午） 影子顶点标记『2』 影子朝向______方 『2』在直杆的______侧 连接『1』和『2』 『1』→『2』的方向大致是______方向 判断东西方向的依据： 思考题： 1. 垂直于『1』『2』连线的方向是什么？哪个方向是南？哪个方向是北？ 2. 模拟实验中，手电筒、轨道、直杆分别模拟了什么？ 3. 用『太阳下直杆影子的变化』辨别方向，有什么好处？有什么不足？ 4. 若按照太阳东升西落的规律，在轨道上任选两点做模拟实验，结果还符合规律吗？为什么？ 自我评价 能说出太阳东升西落时影子方向的变化规律 能做到打√ 能按照步骤完成模拟实验并准确标记影子顶点 能做到打√ 能根据影子标记判断东西方向 能做到打√ 能说出模拟实验中各材料的对应关系 能做到打√ 能说出这种辨向方法的不足之处 能做到打√ 学科网（北京）股份有限公司 $