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影长的四季变化规律及与正午太阳高度的关系，从学生上学时影长的季节差异切入，通过问题唤醒生活经验，聚焦“影长变化规律及与太阳高度关系”，结合古人圭表观测方法，为自制圭表和模拟实验搭建学习支架。 特色亮点在于融合科学史与探究实践，通过制作简易圭表（纸带画刻度、纸板作表并打孔，强调表与圭面垂直）、模拟实验（手电筒模拟四季太阳高度，记录影长），培养学生模型建构和推理论证能力。实际观测环节引导长期记录，落实态度责任。对学生提升动手与科学思维，对教师提供可操作的教学流程与重难点突破策略。

影长的四季变化 一、基本信息 课题 影长的四季变化 课型 新授课 课时 1课时 教材 教科版《科学》六年级上册 第三单元地球的运动 第5课 年级 六年级 学科 科学 教法 讲授法、演示法、小组讨论法、实验法 教具 北京古观象台圭表图片、纸带、纸板、剪刀、手电筒、四季正午太阳高度与影长对照图、记录单 【教学目标】 1. 知识目标：知道一年四季正午影长有规律地变化，知道影长变化与正午太阳高度有关。 2. 能力目标：能通过查阅资料了解古人观测方法，能制作简易圭表并模拟不同太阳高度下的影长变化。 3. 情感态度价值观目标：感受古人的智慧，培养长期观察和记录的科学态度。 【教学重难点】 重点：通过模拟实验发现正午太阳高度与影长的关系，认识影长四季变化的规律。 难点：建立“太阳高度大→影长短，太阳高度小→影长长”的因果关系，理解圭表测影的原理。 二、教学过程 环节一 解读目标，检查预习 (2~3分钟) 问题导入：在同样的上学时间，季节不同，影子的长度也不同。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？学生自由发言。 检查预习：请学生分享预习中观察的影长变化。 明确任务：本节课将探究影长四季变化规律。 【预设回答】生1：冬天影子长，夏天影子短。生2：中午影子短，早晚影子长。 思考影长变化的规律，自由发言。 生1：不同季节影子长短不同。生2：夏天树下的影子比较短。 分享预习中观察的影长变化。 明确本课探究任务。 从上学路上影子长短的季节差异切入，唤醒生活经验，聚焦“影长变化有无规律、与太阳高度什么关系”两个核心问题，直接指向本课重点。 【知识点】四季变化，影子的长度也随之变化；影长变化与太阳高度有关。 环节二 了解古人观测日影四季变化的方法 (7~8分钟) 教师出示北京古观象台圭表图片，组织学生阅读教材资料，了解圭表的结构和用途。 提问：圭表由哪几部分组成？表顶端小孔的作用是什么？ 【预设回答】圭表由圭面和表组成，圭面有刻度，表是立杆，表顶端小孔用于透光测量。 教师出示四季正午太阳高度与影长对照图，引导学生观察。 【预设回答】春季影长中等、夏季影长最短、秋季影长中等、冬季影长最长。 小结：冬季太阳低、影长最长；夏季太阳高、影长最短；春秋季居中。 【关键追问】“古人为什么要坚持不懈地记录影长？”引导学生体会规律需要长期观测才能发现。 【易错点】学生容易混淆圭与表的作用，强调圭是水平放着的带刻度板面，表是竖直立着的杆。 小结：圭表是我国古代测量正午日影长度的仪器。 阅读教材资料，观察北京古观象台圭表图片。 生：圭表由圭面和表组成。 观察四季正午太阳高度与影长对照图。 生：冬季影长最长，夏季影长最短，春秋居中。 体会古人长期观测的智慧。 圭表是古人智慧结晶，学生了解其结构与观测发现，为自制圭表提供原型参考；对照图先给出结论框架，使后续模拟实验有预期可对照，落实重点并渗透科学史教育。 【知识点】圭表由圭面（带刻度）和表（立杆）组成；古人观测发现：冬季正午影长最长，夏季正午影长最短，春秋居中。 环节三 制作简易圭表 (8~9分钟) 教师出示材料，讲解制作方法：用纸带作圭面，在上面画刻度；再用一块纸板作表，并在表的顶端打一个小孔。 提问：我们怎样确定圭面的长度呢？ 【预设回答】圭面的长度要能容纳一年中最长的影子。 提问：表顶端小孔的作用是什么？ 【预设回答】让光透过小孔，便于对准和观察。 组织学生分组制作简易圭表，提醒注意表的顶端与圭面垂直。 巡视指导，检查刻度是否均匀、表是否立正。 【关键追问】“为什么表要和圭面垂直？”引导理解表倾斜会导致影长测量不准。 【易错点】学生画的刻度容易不均匀、表立得不垂直，提醒对照直尺画刻度，用直角检查垂直。 小结：圭面有刻度、表与圭面垂直，才能准确测量影长。 用纸带作圭面，画上均匀刻度。 用纸板作表，在顶端打一个小孔。 讨论圭面长度的确定依据。 生：要能容纳一年中最长的影子。 分组制作简易圭表，保证表与圭面垂直。 互相检查制作质量。 制作过程渗透工程要求：圭面长度要容纳最长影子、表要垂直，每一处细节都对应测量原理，学生做中学，理解圭表测影的原理，为突破难点做铺垫。 【知识点】制作简易圭表：纸带作圭面画刻度，纸板作表顶端打小孔；圭面长度要容纳一年中最长的影子，表要与圭面垂直。 环节四 模拟物体影长的四季变化 (10~11分钟) 讲解：太阳在同一地点正午时分的位置随四季而变化，根据这个特点，模拟物体影子长度的变化。 演示：教师用手电筒模拟不同高度的太阳，照射立起的表，观察影长变化。 提示观察：光斑大，影子长；光斑小，影子短。 组织学生分组实验，用手电筒模拟春分、夏至、秋分、冬至四个季节正午的太阳高度。 组织学生完成记录单，记录不同“季节”的影长。 组织学生汇报。 【预设回答】夏至影长最短，冬至影长最长，春分秋分影长居中。 小结：影子长度的变化与正午太阳高度有关，太阳高度大影长短，太阳高度小影长长。 【关键追问】“手电筒举得越高，影子怎样变化？”引导发现高度与影长的反向关系。 【易错点】学生容易移动手电筒的位置而不是只改变高度，提醒每次只改变太阳高度这一个条件。 小结：同一地点，一年四季正午时分太阳的位置不同，太阳照射地面的角度也不同。 理解模拟方法：手电筒模拟不同高度的太阳。 分组实验：分别模拟春分、夏至、秋分、冬至的正午太阳高度。 观察影长变化，发现光斑大小与影子长短的关系。 完成记录单，记录不同季节的影长。 生1：夏至影长最短。生2：冬至影长最长。 归纳：太阳高度大影长短，太阳高度小影长长。 模拟实验把一年四季压缩到几分钟内完成，学生控制“太阳高度”变量、测量影长，直接建立“太阳高度大影长短、太阳高度小影长长”的因果关系，突破难点并落实重点。 【知识点】太阳高度大影长短，太阳高度小影长长；夏至影长最短，冬至影长最长，春分秋分影长居中。 记录单：同一地点正午时分物体影长的变化（环节四用，仿课本记录单） 时间 影长（圭面读数结果） 春分 夏至 秋分 冬至 环节五 实际观察 (4~5分钟) 教师引导学生思考：我们也可以在实际生活中观察和测量。 讲解方法：正午时分，把自制的圭表放在太阳可以照射到的地方，记录影子的实际长度。 提示：在其他季节，也进行测量和记录，坚持长期观测。 组织学生讨论观测的注意事项。 【预设回答】要在正午同一时刻观测，圭表摆放方向和位置要固定，读数要准确。 【关键追问】“为什么要坚持在不同季节都测量？”引导体会四季变化需要长期数据才能发现。 【易错点】学生容易在不同时刻随意测量，提醒固定时刻、固定位置才能比较。 小结：实际观测要控制条件、长期坚持，才能发现影长的四季变化规律。 思考实际观测的可行性。 了解观测方法：正午把圭表放在阳光下记录影长。 讨论并明确观测注意事项。 生：同一时刻、同一位置、方向固定。 制定长期的观测计划。 从模拟走向真实观测，学生制定控制条件的观测计划，培养长期观察和记录的科学态度，呼应教材“在其他季节也进行测量和记录”的要求。 【知识点】实际观测影长要在正午时分进行，圭表摆放位置和方向要固定，坚持在不同季节测量记录。 环节六 研讨交流 (5~6分钟) 组织研讨问题1：四季交替，正午时分物体的影长会怎样有规律地变化？ 【预设回答】在北半球，春分到夏至影子由长变短，到夏至时，影子达到最短，太阳直射北回归线。过了夏至，影子由短变长，到冬至时，影子达到最长，太阳直射南回归线。 组织研讨问题2：如果不在正午时分进行观察可以吗？应该注意什么？ 【预设回答】可以不在正午时分观察，但要严格控制变量。每次观测要固定同一时刻、同一摆放位置、同一圭表角度，对比不同季节相同时刻的影长变化。 结合拓展表格讲解：北京地区春分正午太阳高度角约50°，夏至约73.5°，秋分约50°，冬至约26.5°。 【关键追问】“影长的变化曲线和太阳高度的变化曲线有什么联系？”引导学生发现两者此消彼长。 【易错点】学生容易认为影长变化是影子自己“伸缩”，强调变化的根本原因是正午太阳高度随季节改变。 小结：正午影长随季节有规律地变化，与太阳高度密切相关。 完整表述影长四季变化的规律。 生：夏至最短、冬至最长，太阳直射点随季节移动。 研讨非正午观测的条件。 生：固定同一时刻、同一位置、同一角度。 分析北京地区太阳高度角数据。 发现影长与太阳高度反向变化。 研讨问题1让学生完整表述规律，检验重点落实；问题2聚焦控制变量，深化对观测方法的理解；结合北京太阳高度数据，用真实数据支撑因果关系，突破难点。 【知识点】北半球春分到夏至影长由长变短，夏至最短；夏至到冬至影长由短变长，冬至最长；非正午观测要固定同一时刻、同一位置、同一圭表角度。 环节七 归纳总结 (2~3分钟) 结合板书带领学生梳理：圭表由什么组成？影长四季变化的规律是什么？ 请学生看着板书回答，再指名2~3名学生按四季顺序说出影长变化。 布置任务：课后坚持用自制的圭表在正午测量影长，把数据记在记录单上。 看着板书回答：圭表由圭面和表组成。 生：夏至影最短，冬至影最长，春秋分影中等。 按四季顺序复述影长变化。 课后坚持正午观测并记录。 以板书为线索收束全课，让每个学生都能说出“圭表结构＋影长规律”，长期观测任务让课堂学习延伸为持续的实践，培养耐心与坚持的科学品质。 【知识点】影长的四季变化：圭面（刻度）加表（立杆）构成圭表；夏至影最短，冬至影最长，春、秋分影中等。 三、板书设计 影长的四季变化 圭表：圭面（刻度）＋表（立杆） 规律：夏至→影最短，冬至→影最长，春、秋分→影中等 太阳高度大→影长短，太阳高度小→影长长 学科网（北京）股份有限公司 $