2.1.阳光下的影子 教学设计-2026-2027学年科学四年级上册大象版

该小学科学教学设计聚焦阳光下影子的形成条件及一天中方向、长短变化规律，通过树影对比图片引发认知冲突，结合手影游戏明确光源、遮挡物、承接面三要素，搭建从生活现象到科学探究的学习支架，为后续户外观测奠定基础。 该资料以“现象观察—实验探究—数据分析—规律总结—生活应用”为主线，通过分组户外观测、数据记录与图表绘制培养科学思维和探究实践能力，日晷拓展渗透传统文化，落实严谨观测的态度责任，助力教师高效开展实验教学，提升学生科学素养与持续探究兴趣。

1.阳光下的影子 【教材分析】 本课是第二单元 太阳、地球和月球》的起始课，是学生认识天体运动规律的基础启蒙课程。教材以学生日常可见的影子现象为切入点，打破抽象的天体知识壁垒，引导学生通过实地观察、定时测量、数据记录，探究一天中阳光下物体影子的长短、方向变化规律。教材遵循“现象观察—实验探究—数据分析—规律总结—生活应用”的科学探究逻辑，设计户外观测、数据对比、图表绘制、规律研讨等活动，依托具象的影子变化，初步渗透太阳视运动与地球自转的关联，为后续学习太阳与地球的关系、天体运动规律奠定直观认知基础。 【学情分析】 四年级学生对影子现象十分熟悉，日常走路、树木、建筑物的影子都是常见生活场景，但学生仅停留在“有光就有影子”的浅层认知，从未系统观测、记录和分析影子的变化规律。学生具备基础的观察、记录能力，能使用直尺、指南针等简单工具，但定点定时观测、精准记录数据、绘制变化图表的能力较弱；同时学生对户外科学探究活动兴趣浓厚，乐于动手实操，但容易出现观测随意、数据遗漏、注意力不集中等问题，需要教师规范引导，帮助学生从零散现象中归纳科学规律。 【核心素养分析】 [科学观念] 1.知道影子的形成需要光源、遮挡物、屏（地面）三个条件； 2.掌握一天中阳光下物体影子的方向、长短变化规律； 3.了解影子变化与太阳位置、高度变化密切相关。 [科学思维] 通过定时观测、对比多组数据、绘制影子变化图表，分析太阳位置与影子变化的因果关系，培养数据推理、归纳总结的逻辑思维能力，建立天体运动与地表现象的关联思维。 [探究实践] 能自主完成户外影子观测实验，规范使用直尺测量影子长度、指南针判断影子方向，定时记录实验数据，独立绘制一天中影子变化折线图，主动探究影子变化规律。 [态度责任] 1.养成持之以恒、严谨细致的观测习惯，如实记录实验数据； 2.感受生活中的科学现象，体会天体运动的规律性，激发对宇宙天文知识的探究兴趣； 3.了解影子在生活、生产中的应用，建立科学服务生活的认知。 【教学重点】 通过户外观测实验，总结一天中阳光下物体影子的长短、方向变化规律。 【教学难点】 精准定时完成户外观测、规范记录数据，通过数据变化推理太阳位置与影子的内在关联。 【教具准备】 [教师教具] 多媒体课件、太阳视运动动画视频、标杆、直尺、指南针、影子变化记录表、日晷科普图片及视频、阴天晴天影子对比素材。 [学生分组器材] 小标杆、直尺、迷你指南针、观测记录表、绘图本、铅笔。 【教学过程】 一、导入新课 [教师活动]出示早晚、正午同一棵树的影子对比图片，提问：同一棵树，不同时间的影子长短、方向为什么不一样？晴天有影子，阴天为什么几乎没有影子？顺势引出本节课课题《阳光下的影子》。 [学生活动]观察图片，对比影子差异，结合生活经验自由猜想影子变化的原因，积极发言交流。 [设计意图]依托生活化的影子现象创设问题情境，激活学生已有经验，引发认知冲突，激发学生探究影子变化规律的兴趣。 二、讲授新课（聚焦、探索、研讨、拓展） （一）聚焦板块 [教师活动]组织学生现场做手影小游戏，引导学生思考影子形成的条件；结合学生发言总结影子形成的三要素：光源、遮挡物、承接面。抛出核心探究问题：一天之中，随着太阳东升西落，物体的影子会发生哪些变化？ [学生活动]动手做手影游戏，尝试关闭灯光、移开手掌观察影子变化，自主总结影子形成条件；思考核心问题，初步猜想影子长短、方向的变化趋势。 [设计意图]通过直观小游戏帮助学生建立影子形成的基础认知，明确本节课的核心探究目标，为户外实验做好知识铺垫。 （二）探索板块 1.观测方法指导 [教师活动]讲解户外观测实验要求：固定标杆位置，分别在上午、中午、下午三个时段定点观测；示范使用指南针判断影子方向、用直尺水平测量影子长度，强调观测时保持标杆垂直地面、视线与刻度平齐，规范记录数据。 [学生活动]认真聆听操作要点，熟悉观测工具使用方法，明确实验流程和记录要求。 [设计意图]规范实验操作，规避观测误差，突破教学难点，培养学生规范的实验操作能力。 2.分组户外观测实验 [教师活动]组织学生前往操场固定观测点位，分组开展实验，明确小组分工（观测员、记录员、安全员）；巡视各组实验情况，及时纠正标杆倾斜、测量不准、记录不及时等问题，指导学生准确记录不同时段影子的长度、方向数据。 [学生活动]小组合作，严格按照要求定时观测、精准测量，如实填写观测记录表；对比不同时段数据，初步感知影子变化特点。 [设计意图]让学生亲身参与完整的科学探究过程，通过真实观测获取一手数据，为规律总结提供实证支撑。 3.绘制影子变化图表 [教师活动]指导学生根据观测数据，在坐标图中绘制影子长短、方向变化折线图，标注对应时段太阳的大致位置。 [学生活动]整理实验数据，独立绘制变化图表，直观观察数据变化趋势。 [设计意图]通过可视化图表，帮助学生直观梳理数据规律，培养数据处理能力。 （三）研讨板块 [教师活动]出示研讨问题，组织小组讨论后全班交流，结合学生图表和数据总结规律。 研讨问题1：一天中影子的方向发生了怎样的变化？和太阳的位置有什么关系？ 研讨问题2：一天中影子的长短有什么变化规律？什么时候最长？什么时候最短？ 研讨问题3：阴天为什么没有明显影子？ [学生活动]结合实验数据和图表汇报发现，总结得出：影子方向自西向东变化，与太阳方向相反；影子早晚长、正午最短；无直射阳光则无法形成清晰影子。 [设计意图]梳理实验结论，实现从实验数据到科学规律的转化，落实科学观念，培养归纳推理思维。 （四）拓展板块 [教师活动]出示古代日晷图片和科普视频，讲解日晷利用影子变化计时的原理；布置课后任务：连续三天观测同一物体的影子，记录不同日期同一时刻影子的细微变化。 [学生活动]了解古人利用影子规律的智慧，记录课后观测任务，明确探究方向。 [设计意图]结合传统文化拓展知识，感受科学的历史价值，延伸课外探究，培养长期观测的科学素养。 四、课堂小结 本节课我们通过手影游戏和户外观测实验，知道了影子形成需要光源、遮挡物和承接面三个条件。通过定时观测、数据记录和图表分析，总结出一天中阳光下影子的变化规律：影子方向与太阳方向相反，自西向东移动；影子长短早晚最长、正午最短。影子的变化本质是太阳在天空中的位置、高度变化导致的。古人利用影子变化规律发明了日晷用于计时，生活中很多现象也蕴含着影子变化的科学道理，科学探究需要坚持观测、精准记录、严谨分析。 【板书设计】 阳光下的影子 1.影子形成条件：光源、遮挡物、承接面 2.影子变化规律 方向：西→东（与太阳方向相反） 长短：长→短→长（早晚长、正午最短） 3.应用：日晷（古人利用影子计时） 1 学科网（北京）股份有限公司 $