第三单元《影长的四季变化》（教学设计）-2026-2027学年教科版六年级科学上册

秋季学期教科版小学六年级 科学上册第三单元《影长的四季变化》精品教学设计 卷首语：光影流转，四季更迭。影子是阳光留给大地最直观的印记，也是古人观测天象、划分节气、指导农耕的重要依据。同学们在之前的学习中，已经掌握了一天之内影子长短的变化规律，知晓正午影子最短、早晚影子最长。但四季轮回中，同一地点、同一时刻的影子，也在悄悄发生规律性变化。古人发明圭表，长年观测正午日影，精准总结四季规律、划分二十四节气，凝聚着古老的天文智慧。本节课，我们将复刻古人的观测方法，制作简易圭表，通过模拟实验、数据测量、分析归纳，解锁影长的四季变化规律，建立太阳高度角与影长、季节的科学关联，为后续学习地球公转、四季形成奠定基础。让我们以科学探究为钥匙，读懂光影变化，探索地球运动的奥秘。 一、教学设计意图 本课是教科版六年级上册第三单元《地球的运动》第5课，承接地球自转、昼夜交替、黎明先后顺序等知识点，是从自转现象过渡到公转四季成因的关键衔接课，在单元知识体系中起到承上启下的核心作用。 1. 学情适配设计：学生熟知一天内影长变化，但普遍存在认知误区，认为一年四季正午影长固定不变，无法区分“日影变化”与“四季影长变化”的本质区别。本课通过定量模拟实验，用数据说话，破除学生固有思维，贴合六年级学生具象思维向逻辑思维过渡的认知特点。 2. 素养落地设计：聚焦新课标四大核心素养，以控制变量、定量观测、数据分析为核心探究方法。引导学生固定观测地点、观测时间（正午），只改变太阳高度，通过测量影长数据归纳规律，培养严谨的科学思维与实证意识。 3. 文化育人设计：融入中国古代天文文化，讲解圭表的历史用途与节气观测原理，让学生感受古人持之以恒的观测精神与劳动智慧，增强文化自信，落实科学态度与责任素养。 4. 分层梯度设计：全程采用三层梯度教学模式，基础层夯实核心概念，提升层辨析易混知识点、分析实验原理，拓展层结合生活实践与长期观测探究，适配不同层次学生学习需求，实现全员提升、优生拔高。 二、教材分析 本课教材分为聚焦、探索、研讨、拓展四大板块，逻辑清晰、层层递进。 聚焦板块：抛出核心问题，同一地点正午的物体影子，四季长短是否相同？引发学生猜想探究。 探索板块：包含两大核心活动，一是认识古代天文仪器圭表的结构与用途，二是制作简易圭表，模拟春夏秋冬四季太阳高度变化，测量、记录四季正午影长数据。 研讨板块：汇总实验数据，归纳影长四季变化规律，探究太阳高度角与影长的反比关系。 拓展板块：关联自然现象，解释影长变化与季节冷暖、地球公转的内在联系，为下一课四季形成铺垫知识。 教材弱化复杂天文公式，侧重实验操作、数据记录、规律归纳，重点让学生掌握：夏季太阳高度大、影长短；冬季太阳高度小、影长长；春秋两季影长居中，建立光影与四季、地球运动的关联认知。 三、学情分析 六年级学生具备基础的实验操作和观察能力，已掌握日影变化规律、地球自转等前置知识，对光影现象充满探究兴趣。但存在明显学习短板：一是混淆单日影长变化与四季影长变化的规律，认知模糊；二是无法理解“太阳高度角”的含义，难以建立角度、影长、季节三者的逻辑关系；三是定量数据分析能力薄弱，不会通过实验数据总结科学规律。同时学生好奇心强，动手制作圭表、模拟观测的参与度高，适合通过动手实验突破教学重难点。 四、教学目标 1. 科学观念 知道同一地点、正午时刻，物体影长随四季更替呈规律性变化；掌握四季影长变化规律：夏季最短、冬季最长、春秋居中；了解太阳高度角越大，影子越短，反之越长；认识圭表的结构与古人观测日影的原理。 2. 科学思维 学会控制变量开展模拟实验，能通过测量数据对比、分析、归纳影长四季变化规律；能区分日影日变化与四季变化的不同成因，建立逻辑推理思维。 3. 探究实践 能独立制作简易圭表，规范完成四季太阳高度模拟实验，精准测量、如实记录影长数据；能小组合作汇总数据，完成规律总结与实验汇报。 4. 态度责任 感受中国古代天文科学的博大精深，敬佩古人长期观测、持之以恒的科学精神；养成严谨细致、尊重数据、实事求是的实验态度，乐于观察生活中的光影自然现象。 五、教学重难点 教学重点：掌握正午影长的四季变化规律，理解太阳高度与影长的反比关系。 教学难点：通过模拟实验数据分析归纳规律，区分日影日变化与四季变化的不同成因。 六、教学准备 教师准备：全套圭表教具、四季太阳高度示意图、实验记录表、课件、数据汇总表 学生分组准备：卡纸、直尺、立柱小棒、手电筒、胶带、记录单、铅笔 七、课时安排 1课时（40分钟） 八、配套课件张数（共26张） 1.封面 2.卷首语 3.复习旧知：日影变化规律 4.情境导入：四季光影对比 5.核心探究问题 6.古人智慧：圭表介绍 7.圭表结构与用途 8.本课学习目标 9.实验材料展示 10.简易圭表制作步骤 11.实验变量控制要求 12.四季太阳高度模拟示意图 13.夏季模拟实验操作 14.冬季模拟实验操作 15.春秋季模拟实验操作 16.实验记录表格 17.小组实验分工 18.实验数据汇总 19.影长四季规律总结 20.太阳高度与影长关系辨析 21.易混知识点对比（日变化VS四季变化）22.生活现象拓展 23.分层作业布置 24.课堂思维导图小结 25.板书展示 26.教学拓展与课后任务 九、教学过程 （一）复习导入，聚焦问题（5分钟） 教师提问复习旧知：一天中，阳光下物体的影子有什么变化规律？ 学生回顾：早晚影子长，正午影子最短。 教师追问拓展：每天正午的影子长度，一年四季都一样吗？春天、夏天、秋天、冬天的正午影子，长短是否存在差异？ 学生自由猜想，引发认知冲突。顺势引出课题：影长的四季变化，开启本节课探究。 （二）认识圭表，感悟古智（6分钟） 课件展示古代天文仪器圭表，详细讲解结构与用途：圭表由“圭”和“表”组成，直立的立柱为表，平放的刻度板为圭。古人常年观测正午表的影子长度，根据影长长短变化划分四季、制定节气、指导农耕。 简单科普：古人发现一年中，冬至正午影长最长，夏至正午影长最短，凭借精准的长期观测，总结出四季轮回的自然规律，彰显古代劳动人民的科学智慧。 （三）动手制作，搭建实验装置（7分钟） 学生小组合作制作简易圭表：用卡纸做刻度圭板，竖直固定小棒作为表，标注刻度，保证装置平稳竖直。 教师强调实验核心：控制变量，固定圭表位置、固定正午观测场景，只改变手电筒照射角度，模拟四季不同的太阳高度。 （四）模拟实验，探究四季影长规律（15分钟） 1. 实验原理：手电筒模拟太阳，通过改变照射高度，模拟四季正午太阳高度变化。高角度模拟夏季太阳，低角度模拟冬季太阳，中等角度模拟春秋季太阳。 2. 实验步骤 ①固定简易圭表位置不变； ②分别用高、中、低三种角度照射立柱，模拟夏、春秋、冬四季正午阳光； ③待光影稳定后，精准测量影子长度，如实填写实验记录表； ④重复实验三次，减小实验误差。 3. 小组探究与汇总 各小组完成实验后对比数据，全班汇总得出核心规律： 夏季：太阳高度大 → 影子最短 冬季：太阳高度小 → 影子最长 春季、秋季：太阳高度适中 → 影子长度居中 4. 核心知识点总结 太阳高度角与影长成反比关系：太阳越高，影子越短；太阳越低，影子越长。 （五）辨析对比，突破难点（4分钟） 重点区分两组易混知识点： 1. 日影日变化：地球自转导致，一天之内影子长短、方向改变； 2. 影长四季变化：地球公转、地轴倾斜导致，一年四季正午影长规律性变化。 （六）课堂小结（3分钟） 师生共同梳理本节课核心内容：认识圭表、掌握四季影长变化规律、理解太阳高度与影长的关系、区分光影两种变化形式，构建完整知识框架。 十、板书设计 影长的四季变化 1. 观测仪器：圭表（表+圭） 2. 四季影长规律（正午） 夏季→太阳高→影最短 冬季→太阳低→影最长 春秋→高度适中→影居中 3. 核心关系：太阳高度越大，影子越短 4. 成因：地球公转+地轴倾斜 十一、分层梯度作业（基础+提升+拓展） 基础巩固（全员必做） 一、填空题 1. 古人用来观测正午日影、划分四季的仪器是______。 2. 正午时分，一年中______季物体影子最短，______季影子最长。 3. 太阳高度角越______，物体影子越短，二者成反比关系。 二、判断题 1. 一年四季，正午物体的影子长度不会发生变化。（ ） 2. 春秋季节正午物体的影长处于中间状态。（ ） 3. 影长四季变化是地球自转造成的。（ ） 能力提升（中等拔高） 三、选择题 1. 下列关于太阳高度与影长的说法正确的是（ ） A.太阳越高影子越长 B.太阳越低影子越短 C.太阳越高影子越短 2. 一年中正午影长最长的节气是（ ） A.夏至 B.冬至 C.春分 四、简答题 简单说一说同一地点，正午影子四季变化的规律。 拓展拔高（探究实践） 五、探究题 结合本节课知识，思考：为什么夏季气温高、冬季气温低？尝试从太阳高度、影长的角度简单分析原因。 十二、参考答案与详细解析 基础巩固 一、填空题 1. 圭表 解析：圭表是中国古代观测正午日影变化的专用天文仪器。 2. 夏；冬 解析：本课核心规律，夏季太阳高度最大，影长最短；冬季太阳高度最小，影长最长。 3. 大 解析：太阳高度与影长成反比，高度越大，遮挡形成的影子越短。 二、判断题 1. × 解析：正午影长随四季更替发生规律性变化，并非固定不变。 2. √ 解析：春秋两季太阳高度适中，影长介于夏冬之间。 3. × 解析：影长四季变化由地球公转和地轴倾斜导致，日影日变化由自转导致。 能力提升 三、选择题 1.C 解析：太阳高度越大，光照越直射，物体影子越短。 2.B 解析：冬至北半球太阳高度最低，正午影长一年最长。 四、简答题 答：同一地点的正午时刻，夏季太阳高度大，物体影子最短；冬季太阳高度小，物体影子最长；春季和秋季太阳高度适中，影子长度居中。 拓展拔高 五、探究题参考答案 夏季太阳高度大，阳光接近直射地面，影子短，地面接收的热量多，气温高；冬季太阳高度小，阳光斜射地面，影子长，地面接收的热量少，气温低。四季气温变化与太阳高度、影长的四季变化密切相关。 十三、教学反思 本节课以古法探究为线索，以动手实验为核心，有效调动了学生的探究积极性，大部分学生能够熟练掌握四季影长变化规律，理解太阳高度与影长的关系。通过制作圭表、模拟观测，有效突破了学生的认知误区，区分了日影日变化与四季变化的差异。 课堂存在的不足：部分学生实验操作不够规范，手电筒角度控制不准确，导致测量数据存在微小误差；少数学生对“太阳高度角”的抽象概念理解不透彻。后续教学中，可提前示范实验操作标准，结合动态动画演示太阳高度变化，帮助学生深化理解。同时可布置长期观测任务，让学生真实记录不同季节影长，将课堂科学探究延伸到生活中，持续培养学生的实证精神与探究能力。 学科网（北京）股份有限公司 $