3.5 《影长的四季变化》（教学设计）-2026-2027学年科学教科版六年级上册

该小学科学教学设计聚焦影长的四季变化规律，核心知识点为同一地点正午影长夏短冬长、春秋适中，太阳高度角是根本原因，还涉及圭表这一古代天文仪器。课堂从生活中不同季节同一物体影子差异切入，前承地球自转知识，后启公转现象探究，通过圭表制作与模拟实验搭建学习支架。 该资料特色在于融合古代科技与现代探究，制作简易圭表让学生感受古人智慧（态度责任），模拟实验建立太阳高度角与影长模型（科学思维），实际测量与数据分析培养探究实践能力。这种“做中学”方法助学生形成科学观念，为教师提供可操作的跨学科教学方案。

小学科学教科版（2026版）六年级上册第三单元《地球的运动》 第5课《影长的四季变化》教学设计（2026新教材·六年级） 一、核心概念、内容与要求 核心概念：宇宙中的地球——同一地点正午时分，物体影长随季节变化呈有规律的变化：夏季影子最短，冬季影子最长，春秋两季影子适中。太阳高度角的变化是影长变化的根本原因。圭表是中国古代测量正午日影的重要天文仪器。 内容与要求： 1． 查阅资料，了解古人是怎样观察日影的四季变化规律的（圭表的使用）。 2． 学习制作简易圭表，并用它来模拟测量四季的影长。 3． 通过模拟实验（用手电筒模拟不同高度的太阳），观察影子长度的变化。 4． 实际观察：正午时分用圭表测量影长，记录数据。 5． 分析北京地区日出日落时间和正午太阳高度角的变化表，发现规律。 二、教材分析 本课是《科学》六年级“地球的运动”单元的第5课。教材在第4课《哪里先迎来黎明》认识了地球自转方向和周期的基础上，进一步探究地球公转带来的重要现象——影长的四季变化。教材从“在同样的上学时间，季节不同，影子的长度也不同”的生活现象切入，聚焦核心问题：“四季变化，年复一年，影子长度的变化有规律吗？它和太阳高度的变化有什么关系呢？” 探索活动分为四个层次：一是查阅资料了解古人利用圭表观测日影的智慧；二是学习制作简易圭表，并在圭面上画刻度；三是用手电筒模拟不同高度的太阳，观察影子长度的变化，建立“太阳高度角与影子长度”的对应关系；四是实际观察，正午时分用圭表记录影长。教材还提供了北京地区日出日落时间和正午太阳高度角的变化表作为拓展材料。 本课强调通过模型建构的方式认识影长的四季变化规律，培养“太阳高度角—影子长度”的对应关系模型，并渗透中国古代科技成就的教育。 三、学情分析 六年级学生在之前的学习中，已经观察过一天中物体影子长度的变化规律——早晨和傍晚影子长，正午影子短。他们也初步了解了地球自转的相关知识。但对于“影子长度在一年四季中是否有规律变化”以及“这种变化与地球公转的关系”，学生缺少相关经验。圭表作为中国古代天文仪器，学生比较陌生。本课通过制作简易圭表和模拟实验，帮助学生从“一日之影长变化”拓展到“一年之影长变化”，建立太阳高度角与影长之间的因果关系。 四、教学目标（四维表格） 维度 教学目标（用可观测行为动词表述） 科学观念 1. 能说出同一地点正午时分，物体影长随季节呈有规律的变化：夏季最短、冬季最长、春秋适中。 2. 能说出圭表是中国古代测量正午日影的天文仪器，影长变化与太阳高度角有关。 科学思维 1. 能通过模拟实验，建立“太阳高度角—影子长度”的对应关系模型。 2. 能分析实验数据和真实数据，归纳影长的四季变化规律。 探究实践 1. 能阅读资料了解圭表的工作原理，并用简单材料制作简易圭表。 2. 能用手电筒模拟不同季节的太阳高度，测量并记录影长变化。 3. 能分析北京地区正午太阳高度角数据，发现影长与太阳高度的关系。 态度责任 1. 通过复制古人仪器，感受古人的智慧和中国古代科学技术的先进。 2. 在实验中认真测量、准确记录，培养严谨的科学态度。 五、教学重点与难点 教学重点：通过模拟实验，发现同一地点正午影长随四季变化的规律——夏短冬长，春秋居中。 教学难点：理解太阳高度角与影子长度的关系——太阳高度越大（越接近直射），影子越短；太阳高度越小（越接近斜射），影子越长。 六、教学准备 教具：多媒体课件（含圭表图片、北京古观象台图片、四季太阳高度示意图、北京地区正午太阳高度角变化表）、大号量角器、强光手电筒 学具（每组）：纸带（作圭面，长约30cm）1条、硬纸板（作表，高约10cm）1块、直尺1把、量角器1个、铅笔、彩笔、记录单、橡皮泥（固定圭表用） 教室布置：4人一组，桌面平整。模拟实验时拉上窗帘，用手电筒模拟太阳照射。 七、教学过程 环节 时间 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 2分钟 展示同一地点、不同季节拍摄的物体影子照片（如学校旗杆在夏至和冬至正午的影子）。提问：“你发现了什么？同一根旗杆的影子在不同季节长短不同，这是为什么？”板书课题《影长的四季变化》。 观察图片，发现同一物体在不同季节影子长度不同，产生探究兴趣。 （从生活现象切入，引发对影长季节变化的思考。） 聚焦 1分钟 出示教材“聚焦”板块问题：“四季变化，年复一年，影子长度的变化有规律吗？它和太阳高度的变化有什么关系呢？”明确本课将通过制作圭表和模拟实验来探究。 明确学习任务。 （聚焦核心问题。） 探索 （活动一） 6分钟 指导学生查阅资料（教材第82页），了解古人用圭表观测日影的方法。 出示北京古观象台圭表图片，讲解圭表的组成：水平的“圭”和垂直的“表”。 提问：“圭表的表顶端为什么有一个小孔？”（让光线通过小孔投射到圭面上，便于精确读取影长）。 介绍古人通过长期观测正午日影长度，划分出二十四节气。 阅读资料，观察圭表图片，理解圭表的工作原理。 （了解古代科技成就，理解圭表的价值。） 探索 （活动二） 8分钟 指导学生制作简易圭表。 步骤： ①用纸带作圭面，在上面画刻度（从0开始，每隔1cm画一条刻度线）； ②用硬纸板剪一个高约10cm的“表”，在顶端打一个小孔； ③将“表”垂直固定在圭面的起始端（可用橡皮泥固定）。 强调：表与圭面要成直角，表顶端的小孔是关键-。 巡视指导，帮助学生完成制作。 小组合作制作简易圭表，在圭面上画刻度，固定“表”。 （通过动手制作，理解圭表的结构和工作原理。） 探索 （活动三） 12分钟 指导“模拟四季影长”实验。 方法： ①用手电筒模拟太阳，从不同高度（角度）照射圭表的“表”，观察影子投射在圭面上的长度； ②分别模拟春分、夏至、秋分、冬至正午的太阳高度（可用量角器确定手电筒角度）；③测量并记录每次的影子长度。 提示：手电筒高度越高（越接近直射），影子越短；高度越低（越斜射），影子越长。学生分组实验，填写记录单（春分、夏至、秋分、冬至的影长）。 分组模拟实验，用手电筒从不同角度照射圭表，测量并记录四季影长。 （通过模拟实验，建立太阳高度角与影长的对应关系。） 探索 （活动四） 4分钟 组织学生分析实验数据，归纳规律。 提问：“哪个季节影子最长？哪个季节影子最短？影子长度是怎样变化的？” 引导学生发现：冬至影子最长，夏至影子最短，春分秋分影子居中。 补充：古人正是根据这个规律确定了二十四节气-。 分析数据，归纳影长四季变化规律。 （从数据中提炼规律，培养数据分析能力。） 研讨 4分钟 组织讨论两个问题（教师给出提示）： ①四季交替，正午时分物体的影长会怎样有规律地变化？ 提示：夏至最短，冬至最长，春分秋分居中——形成“短—长—短”的循环变化。 ②如果不在正午时分进行观察可以吗？应该注意什么？ 提示：不可以。只有正午时太阳在正南（北半球），影长才有可比性。观察时要注意在同一地点、同一时间（正午）进行。 讨论并回答问题，深化对规律的理解。 （巩固核心概念，明确观察条件。） 拓展 2分钟 出示“北京地区日出日落时间和正午太阳高度角的变化表”。提问：“从表中你能发现什么？影长变化与太阳高度角有什么关系？”引导学生发现：正午太阳高度角越大，影长越短；太阳高度角越小，影长越长。 观察数据表，分析太阳高度角与影长的关系。 （联系真实数据，深化理解。） 课堂总结 1分钟 总结：同一地点正午影长随季节有规律变化——夏短冬长，春秋居中；影长变化与太阳高度角有关——太阳越高影越短，太阳越低影越长；圭表是古人观测日影的智慧结晶。 回顾本课收获。 （强化核心概念，渗透传统文化教育。） 布置作业 1分钟 必做作业： ①将自制的圭表带回家，在正午时分（或周末天气晴朗时）测量影长，记录数据，并与模拟实验结果比较。 ②查阅资料，了解二十四节气中“夏至”和“冬至”的名称含义。 选做作业：用圭表连续测量一周正午影长，记录数据并绘制折线图。 记录作业要求。 （延伸到课外，培养持续观察和记录习惯。） 八、板书设计 3.5影长的四季变化 一、圭表 圭（水平尺）→ 测量影长：表（垂直标杆）→ 产生影子 用途：古代测量正午日影的天文仪器 二、模拟实验：四季影长 春分：影长中等——夏至：影长最短——秋分：影长中等——冬至：影长最长 三、规律 太阳高度角越大 → 影子越短 太阳高度角越小 → 影子越长 夏至太阳最高 → 影子最短 冬至太阳最低 → 影子最长 四、古人智慧 圭表观测 → 二十四节气 九、教学反思 本课通过制作圭表和模拟实验，让学生亲身体验古人观测日影的方法，既学习了科学知识，又感受了古代科技智慧。制作圭表环节，学生对“表顶端打一个小孔”的作用产生了浓厚兴趣，理解了精确测量的重要性。模拟实验中，学生通过改变手电筒角度，直观观察到影子长度的变化，建立了“太阳高度角—影长”的对应关系。数据记录和分析帮助学生从具体现象中抽象出规律。研讨环节，学生能主动说出“正午测量才能比较”，体现了对控制变量的理解。拓展部分的正午太阳高度角数据表，让学生将实验结论与真实数据相互印证。时间分配合理，动手操作充分。不足之处是部分学生手电筒角度控制不够精确，教师可提前准备角度支架辅助。整体上，本课成功帮助学生建立了影长四季变化规律的科学认识，并渗透了传统文化教育。 十、课堂巩固练习 （一）填空题 1、同一地点正午时分，物体影子在________（季节）最短，在________（季节）最长。 参考答案： 夏季；冬季 2、圭表是中国古代测量正午时刻________长度的天文仪器，由水平的________和垂直的________两部分组成。 参考答案： 日影；圭；表 3、太阳高度角越大，物体的影子越________；太阳高度角越小，物体的影子越________。 参考答案： 短；长 4、古人通过长期观测正午日影长度，划分出了________。 参考答案： 二十四节气 （二）选择题 1、下列季节中，正午时分物体影子最长的是（ ） A. 春分 B. 夏至 C. 秋分 D. 冬至 参考答案： D 2、制作简易圭表时，表与圭面应该（ ） A. 平行 B. 成45°角 C. 成直角 D. 任意角度 参考答案： C 3、用手电筒模拟太阳照射圭表时，手电筒越高（角度越大），圭面上的影子（ ） A. 越长 B. 越短 C. 不变 D. 先变长再变短 参考答案： B （三）判断题（正确打“√”，错误打“×”） 1、一年四季中，同一地点正午的影子长度是固定不变的。（ ） 参考答案： × 2、圭表是中国古代的重要天文仪器，体现了古人的智慧。（ ） 参考答案： √ 3、太阳高度角越大，物体的影子越长。（ ） 参考答案： × 4、测量影长时，必须在正午时分进行，才能比较不同季节的数据。（ ） 参考答案： √ （四）课堂实验探究题 题目：小明用自制圭表模拟测量四季正午影长，记录了以下数据： 季节 春分 夏至 秋分 冬至 影长（cm） 6.0 2.5 5.8 9.5 （1）哪个季节影子最长？哪个季节影子最短？ （2）影长的变化与太阳高度角有什么关系？ （3）如果小明在冬至日正午实际测量影长，发现比模拟实验的数据更长，可能是什么原因？ 参考答案： （1）冬至影子最长（9.5cm），夏至影子最短（2.5cm）。 （2）太阳高度角越大（夏至），影子越短；太阳高度角越小（冬至），影子越长。影长与太阳高度角成反比关系。 （3）可能原因：①实际测量时圭表放置不够水平或表不够垂直；②测量地点不同导致太阳高度角不同；③天气原因（阴天）影响观察精度；④模拟实验的手电筒角度与实际太阳高度有差异。 学科网（北京）股份有限公司 $