3.5《影长的四季变化》教学设计-2026-2027学年科学六年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦正午影长的四季变化规律，通过生活经验导入，引导学生从了解圭表（古代天文成就）到制作简易圭表，再通过模拟实验（手电筒角度变化）和数据分析，建立影长与太阳高度角的关系，为后续四季成因学习搭建支架。 资料亮点在于融合科学思维与探究实践，通过控制变量模拟实验（如70°/50°/25°角度对比）和北京地区太阳高度角数据分析，培养学生数据归纳能力，制作圭表环节提升动手实践能力，同时渗透古代科技成就增强民族自豪感，为教师提供可操作的实践活动和清晰教学脉络。

课 题 3.5《影长的四季变化》 总第 课时 教材分析 本课是教科版六年级上册“地球的运动”单元的第5课。教材通过了解圭表观测（古代天文成就）、制作简易圭表（工具制作）、模拟实验（手电筒角度变化）和数据分析（北京地区太阳高度角表）四个活动，引导学生探究正午影长随四季变化的规律（夏短冬长），并关联太阳高度角的变化，为后续学习四季成因做铺垫。 学情分析 学生知道一天中影子长短变化（正午最短），但对一年四季正午影长的规律缺乏认识。对“圭表”这一古代天文仪器感兴趣，但制作和测量需要耐心。模拟实验能直观展示影长与太阳高度的关系，但手电筒角度的精确控制需要教师指导。 教学目标 科学观念：知道同一地点正午影长夏季最短、冬季最长、春秋居中；影长变化与太阳高度角有关（太阳越高，影越短）。 科学思维：能运用控制变量的思维方法（固定观测地点和时间），通过改变手电筒角度模拟四季太阳高度变化，获取影长数据；能运用数据分析，从模拟实验和北京地区太阳高度角数据表中归纳影长四季变化规律，建立“太阳高度角→影长”的因果模型；能运用趋势预测，根据已知数据推测未知季节的影长特征。 探究实践：能制作简易圭表并用于模拟实验；能测量并记录正午影长；能分析北京地区太阳高度角数据表。 态度责任：感悟中国古代天文学成就（圭表、二十四节气），增强民族自豪感；培养长期坚持观测的科学精神。 教学重点与难点 重点：发现正午影长四季变化规律（夏短冬长），理解与太阳高度角的关系。 难点：自制圭表并准确测量；将影长规律与地球公转、地轴倾斜联系起来（为下一课铺垫）。 教学方法 资料阅读法、工具制作法、模拟实验法、数据分析法、长期观测法 教学准备 教师：课件（圭表图片、北京古观象台、四季太阳高度角动画）；北京地区正午太阳高度角数据表；预制刻度条、直角三角板、量角器。 学生：制作圭表材料（硬纸板、刻度纸条、剪刀、胶水、直尺）；记录单。 学生活动设计 聚焦：问“夏天和冬天同一时间影长一样吗”→展示四季影长对比图→揭题。 认识圭表：介绍圭（水平尺）+表（垂直标杆）→展示古观象台图片→古人发现（夏至影最短/冬至影最长/春秋分居中）。 制作圭表：分发材料→制作圭（贴刻度条）→制作表（顶端打小孔）→垂直固定于零刻度→直角三角板校垂直。 模拟实验：固定圭表位置→用手电筒模拟太阳→调节角度（夏至70°/春秋分50°/冬至25°）→测量影长→记录数据→发现“角度大→影短，角度小→影长”。 数据分析：出示北京太阳高度角表→夏至73.5°/冬至26.5°→与模拟实验对应→总结“夏短冬长”→关联昼长变化。 研讨：影长规律→正午观测的重要性→四季成因关联→二十四节气与圭表。 作业：分层布置。 教 学 过 程 设计意图 一、聚焦导入——从生活经验切入（约3分钟） （一）引发对四季影长变化的思考 教师提问：“早晨和中午，影长不同。那夏天和冬天同一时间的影长一样吗？” 学生猜测：夏天影子短，冬天长。 教师展示同一地点不同季节正午影长的对比图，揭示课题：《影长的四季变化》。 二、探究活动一：古人如何观察——了解圭表（约5分钟） （一）认识古代天文仪器，感受先人智慧 教师介绍圭表：中国古代天文仪器，由圭（水平尺）和表（垂直标杆）组成。正午时分，表的影子落在圭上，读取刻度可测影长。 展示北京古观象台圭表图片，讲解古人观测发现：夏至影最短，冬至影最长，春秋分居中。 学生记录：古人的发现。 三、探究活动二：制作简易圭表——动手实践（约8分钟） （一）培养工具制作能力 教师分发材料，分步指导制作： 用纸条作圭，贴上预制刻度条（长度能容纳最长影子）。 用硬纸板作表，顶端打小孔（帮助对准手电筒光线）。 用直角三角板将表垂直固定于圭的零刻度端。 提问：“表顶端小孔有什么作用？”（帮助对准手电筒光线，确保模拟实验准确） 学生小组合作，完成制作并测试表是否垂直。 四、探究活动三：模拟实验——太阳高度角与影长（约10分钟） （一）通过控制变量实验建立规律 教师指导实验：用手电筒模拟太阳，改变光线与桌面的夹角（太阳高度角），用圭表测量影长。 三种条件实验（用量角器固定手电筒角度）： 夏至：夹角大（约70°）→观测影长 春分/秋分：夹角中等（约50°）→观测影长 冬至：夹角小（约25°）→观测影长 学生记录数据： 节气 太阳高度角 影长 夏至 约70° 最短 春秋分 约50° 中等 冬至 约25° 最长 归纳结论：太阳高度角越大，影子越短；太阳高度角越小，影子越长。正午影长四季变化规律——夏短冬长，春秋居中。 五、研讨与拓展——数据验证与关联（约8分钟） （一）将模拟实验结论与真实数据对接 教师组织研讨： “四季交替，正午影长有什么规律？”（夏短冬长，春秋居中） “如果不在正午观测，可以吗？应注意什么？”（可以，但需固定观测时间，否则一天内影长本身在变） 拓展分析：出示北京地区正午太阳高度角数据表。 夏至正午太阳高度角73.5°，冬至26.5°。 提问：“与模拟实验规律一致吗？”（一致，角度大影子短） “你还发现了什么？”（夏至日出最早、日落最晚，昼最长；冬至相反） 关联：影长四季变化是地球公转和地轴倾斜的结果（为下一课铺垫）。 六、作业布置（约2分钟） 分层布置作业（见作业设计）。 从生活经验切入，激发对四季影长规律的探究兴趣。体现课标“从生活现象引发科学问题”。 1. 渗透科学史，为后续制作和模拟提供参考。体现课标“了解我国古代科技成就”。 培养动手能力和工程思维，为学生自己进行长期影长观测提供工具。体现课标“能制作简易工具用于探究”。 1. 通过控制变量模拟，直观建立太阳高度角与影长的关系，培养数据记录与规律发现能力。体现课标“能通过模拟实验发现规律”。 将模拟实验结论与真实数据对接，为学习四季成因做铺垫。体现课标“能运用数据分析验证假说”。 作业设计： 基础作业：完成正午影长四季变化记录单，画示意图标出夏至和冬至的太阳高度角及影长。 实践作业：用自制圭表连续观测一周正午（12:00）的影长并记录，与模拟实验对比。 拓展作业（选做）：研究北京地区全年正午太阳高度角的变化规律，绘制折线图，预测哪个月份影长最短、最长；或查阅二十四节气与圭表观测的关系。 板书设计： 3.5影长的四季变化 1、 古人的智慧：圭表 圭（水平尺）+ 表（垂直标杆）= 测正午影长 发现：夏至影最短，冬至影最长，春秋分居中 2、 模拟实验（手电筒+圭表） 太阳高度角大（夏至）→ 影短 太阳高度角中（春秋分）→ 影中 太阳高度角小（冬至）→ 影长 3、 规律 同一地点，正午影长：夏短冬长，春秋居中 原因：太阳高度角夏大冬小 四、拓展（北京地区） 夏至太阳高度角73.5°→影短，昼最长 冬至太阳高度角26.5°→影长，昼最短 课后反思： 优点：圭表制作动手性强，模拟实验直观建立了太阳高度角与影长的关系，古人观测成就增强了民族自豪感，数据分析培养了图表阅读能力。 不足：部分小组圭表制作不精细（表不垂直、刻度不准）影响测量精度，实际长期观测因天气、时间限制难以课堂完成，研讨时间偏紧。 改进：提供预制刻度条和直角三角板辅助垂直制作，用量角器固定手电筒角度保证实验条件一致，将长期观测作为课后家庭实践并鼓励拍照记录。 学科网（北京）股份有限公司 $