3.6 一天中影子的变化（教学设计）科学教科版三年级下册

该小学科学教学设计聚焦影子形成条件及一天中影子变化规律，通过“影子小侦探”情境导入，结合踩影子游戏和“正午影子不见了”的认知冲突激发兴趣，衔接前课天体运动知识，搭建从生活现象到科学探究的学习支架。 此设计以核心素养为导向，科学观念上通过实验明确光源、阻挡物与影子的关系，科学思维引导学生基于观测数据推理影子变化及太阳运动规律，探究实践中自制“影子追踪器”并课外每小时记录影子数据。实例丰富如分组实验、日晷对比，提升学生探究能力与科学态度，为教师提供清晰教学流程和素养导向评价工具。

《一天中影子的变化》教学设计 一、教材简析 本课为教科版小学科学三年级下册"太阳、地球和月球"单元第6课，对应《义务教育科学课程标准（2022年版）》3~4年级学习内容"3.3 声音与光的传播"的第十一点"描述光被阻挡时形成阻挡物影子的现象"及"9.2 地球绕地轴自转"的第二点"观察并描述太阳光照射下物体影长从早到晚的变化情况"。 学生需通过测量日影变化，理解光照对地球的影响，掌握影子形成的条件。在第5课《月球——地球的卫星》的基础上，本课首先引导学生认识影子的成因，厘清光源、阻挡物和影子三者的关系；随后利用简易测量工具记录一天中影子的变化规律，初步理解太阳与地球的运动关系及其影响。 本课包含四个板块： 聚焦板块：以学生熟悉的"影子"情境切入，引导学生思考影子形成的条件，建立影子与光源的关联，进而聚焦"一天中，阳光下影子变化规律"的核心问题。 探索板块：首先探究影子成因——学生需先理解光源对影子的作用机制，为后续推理奠定知识基础。其次是简易观测工具的制作与对物体影子的观测，通过课外长期观察、记录一天中短木杆影子的变化。 研讨板块：基于观测记录的数据，引导学生研讨影子的产生条件及影子的变化规律，并由此反推一天中太阳的运动轨迹。 拓展板块：展示古代计时工具——日晷，通过对比我们制作的简易工具与真实日晷的结构和功能，引导学生理解日晷的发明原理及其在古代计时中的重要性。 二、学情分析 （一）已有基础 学生在本单元已初步认识地球、月球的基本特征，了解月球围绕地球公转、地球围绕太阳公转等信息。对于三年级学生而言，虽不要求深入理解天体运动，但可以开始感受这些天体的关系并尝试解释相关自然现象。 学生基于日常生活经验，对以下问题有好奇：一天中不同时间的太阳光差异、夜晚月光来源以及太阳每日东升西落的成因。 （二）认知难点 学生对"地球自身也在转动（自转）"这一概念关注较少，理解其原理的难度较大。影子变化与太阳位置的关系需要学生建立空间想象与因果关系推理，这对三年级学生存在认知挑战。 （三）素养起点 学生具备初步的观察能力和动手操作意愿，但持续观察记录的习惯尚未养成，需要在课堂教学中渗透方法指导与激励措施，培养科学探究的态度与毅力。 三、教学目标与核心素养对应 核心素养维度 教学目标 科学观念 知道影子的形成需要光源和阻挡物，影子受光源和阻挡物的影响。初步认知太阳与地球的关系。 科学思维 在研究影子产生的过程中，讨论交流，分析和解释影子产生的条件。利用简易观测工具记录的证据，分析推理影子变化规律及太阳运动规律。 探究实践 利用手电筒、木圆柱做分组探究实验，观察和比较不同情况下形成的木圆柱的影子。制作用于研究影子变化规律的简易观测工具，观察并记录阳光下的影子变化情况。 态度责任 在影子实验中乐于动手操作，善于与他人合作完成实验。对长时间观察记录保持兴趣，实事求是地表达结论。感受科学技术给生活带来的有利影响。 四、教学重难点 重点 理解影子形成的条件，认识影子与光源的内在联系；掌握简易观测工具的制作方法并能持续记录一天中影子的变化情况（长度与方向）。 难点 通过分析影子的变化规律，理解太阳在一天中对地球的光照影响，初步建立地球自转与日影变化之间的因果关系。 五、教学准备 学生材料：手电筒、木圆柱、中间有同心圆的观察纸、短木杆、指南针、记录表。 教师材料：教学课件（含影子变化动画、手影游戏视频）、日晷模型或图片资料、标准观测记录示范图。 环境准备：观测场地选定（晴天室外操场或阴雨天模拟光源区）、小组分工表。 六、教学过程 环节一：聚焦——情境激趣，问题驱动（约8分钟） 情境描述： 教师出示照片：在阳光的照射下，物体会产生影子，那么一天中阳光下物体的影子会发生怎样的变化呢？今天我们就来当一回'影子小侦探'，解开影子变化的秘密！" 2.聚焦问题 教师引导：一天中太阳下的影子到底会怎么变化？你们猜一猜？" 学生结合自身经验进行猜想交流。教师将学生的猜想用思维导图形式记录在黑板上，保留到课后，用于和学习后的结论进行对比验证。 3.揭示课题 教师板书课题：《一天中影子的变化》，明确本节课的研究任务。 【设计意图】情境导入遵循"素养好课"理念：以学生已有的生活经验（踩影子游戏）为起点，通过"正午影子不见了"制造认知冲突，激发内在学习动机。本方案强调"问题驱动"：从"失踪的影子"这一悬念出发，遵循"从具体到抽象、从现象到问题"的逻辑，将学生的好奇心自然地转化为可探究的科学问题。同时将学生前概念记录在黑板上，为课后反思学习变化提供对比依据，体现"可见的学习"理念。 环节二：探索1——探究影子产生的条件（约12分钟） 1.任务驱动 教师出示手电筒和木圆柱："你能用这两样材料让影子产生吗？产生的影子能改变吗？" 2.演示与指导 教师邀请一位学生进行演示实验，边操作边说明实验步骤及要求： （1）将手电筒固定照射木圆柱，观察影子。 （2）移动手电筒位置（左右、高低），观察影子变化。 （3）更换不同形状的阻挡物，观察影子变化。 3.分组实验 学生按照小组进行实验，教师巡视指导，重点关注：学生是否理解"光源—阻挡物—影子"三者的空间关系；学生能否发现光源位置改变时影子方向与长度的变化趋势。 4.记录与交流 各小组完成实验后，用画图或文字记录实验现象。教师邀请小组代表分享发现，全班交流补充。 【设计意图】旨在夯实学生对光源与影子的基础认知，重点不是"做出影子"，而是"发现影子变化的规律"——光源位置变化如何影响影子的长度和方向。采用"演示+分组实验"的形式，既确保全班看齐操作规范，又保证每个学生都有动手机会。 环节三：探索2——观测一天中阳光下影子的变化（约18分钟） 1.工具制作指导 教师引导：“刚才我们在教室里用手电筒模拟了影子变化，那实际的阳光下，一天中影子会怎么变？接下来我们来制作一个‘影子追踪器’来揭晓答案！” 教师演示制作步骤： 第一步：将同心圆观察纸对准实际方向（用指南针确定方位），平放纸板。 第二步：在纸板中心立一根短木杆，注意确保短木杆竖直、不倾斜。 第三步：每隔固定时间（建议每1小时）在记录板上画出短木杆影子的位置，同步记录时间。 （教师示范如何描画影子、标注时间、使用指南针确定方位。） 2.分组制作与初测 学生以小组为单位制作观测工具。制作完成后到选定的观测场地进行初次观测（约10分钟），记录此时影子数据。教师巡视指导，纠正操作错误。 3.课后观测任务布置 教师说明课外持续观测要求： • 从当天起，每隔1小时记录一次影子位置（若上课时间为下午，则需在第二天补充上午数据）。 • 记录内容包括：时间、影子长度（可用同心圆圈数表示）、影子方向。 • 下次科学课带齐观测记录。 【教学建议】若为晴天，建议到室外进行初次观测；课堂时间有限，只能完成一次记录，后续由学生课后持续观测并补齐。若遇到阴雨天，可在教室内用固定位置的手电筒进行模拟实验，让学生掌握观测技能后再于课后选择晴好天气进行实际观测。鼓励家长协助但不替代记录。 【设计意图】将观测工具命名为"影子追踪器"，呼应情境导入的"小侦探"角色定位，增强任务感。自制工具也是培养学生工程素养的契机。课外持续观测培养坚持精神和数据收集能力——体现"素养好课"的"长周期探究"理念。 环节四：研讨——分析数据，得出结论（约10分钟） （注：本环节可在学生完成持续观测后进行，若课时不足可安排在下节课进行。） 1.影子产生条件的研讨 提问："影子的产生需要什么条件？"学生结合第一个实验的观察进行交流。预设答案：光源、阻挡物、接收影子的屏（三者缺一不可）。教学建议：该研讨可在第一个实验后立即进行。 2.影子变化规律的研讨 教师邀请2~3组学生上台展示观测记录，描述绘制的影子的变化。提问："根据记录结果，一天中影子的变化有什么规律？" 预设：影子长度由长变短再变长（早晨最长→中午最短→黄昏最长）。影子方向由西→北→东（上午在西侧，中午在正北，下午在东侧）。 3.因果推理 提问："物体影子的变化与一天中时间的变化有什么样的关系？太阳在一天中是怎样运动的？"教师引导总结：太阳位置的变化导致了影子变化——太阳越低影子越长，太阳越高影子越短；太阳从东到西运动，影子从西到东运动。由此反推地球自转的初步概念。 【设计意图】研讨环节是"素养好课"的核心——不是教师直接告诉学生规律，而是让学生基于自己的观测数据进行推论和表达。从"影子有什么规律"到"太阳怎么运动"层层递进，培养科学思维和论证能力。教师在此环节充当"引导者"而非"讲述者"。 环节五：拓展——日晷，古人的智慧（约5分钟） 1.回扣情境 教师："还记得我们一开始的疑问吗？现在谁能告诉小明——为什么中午大树下的影子不见了？（引导学生用刚学的规律回答：太阳在正上方，影子最短甚至躲在物体下方。）" 2.出示日晷图片 教师出示日晷图片，以及日晷相关介绍视频，提问："这是什么？它和我们今天制作的‘影子追踪器’有哪些相同和不同？" 3.对比讨论 学生讨论回答。教师引导总结： 相同点：都利用影子位置指示时间。 不同点：日晷的晷针角度固定指向北极星，晷面有刻度盘，可直接读时。我们的工具更简易，需要配合记录推断时间。 4.情感升华 引导学生体会：古人通过长期观察总结出日影规律并发明了日晷，这是科学观察服务于生活的典范。鼓励学生继续探索身边的科学。 【设计意图】回扣情境使整节课形成闭环，学生用自己探索获得的规律回答课前的疑问，获得成就感。拓展环节体现"素养好课"关注科学技术与社会的理念，同时融入中华优秀传统文化教育。 九、课堂学习评价单（素养导向） 评价维度 评价内容 自评 互评 师评 我好奇 对一天之中影子的变化规律产生探究兴趣，主动提出问题。 ☐ ☐ ☐ 我思考 能根据观测记录正确分析影子变化的规律（长度、方向），能初步推理太阳的运动轨迹。 ☐ ☐ ☐ 我实践 能够规范制作简易观测工具，认真完成至少5次以上影子位置记录。 ☐ ☐ ☐ 我合作 积极完成小组任务，与组员合作完成观测工具的制作与记录，乐于分享发现。 ☐ ☐ ☐ 我感悟 能说出日晷的工作原理，感受古人的智慧和科学技术的价值。 ☐ ☐ ☐ 1 学科网（北京）股份有限公司 $