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教科版六年级科学上册核心素养教学设计
教材分析
《影长的四季变化》是六年级上册“地球的运动”单元的拓展探究课，聚焦“四季影长变化与地球公转的关联”。教材通过“查阅资料制作圭表模拟实验实际观测”流程，引导学生理解“地球公转导致太阳高度角变化，进而引起影长四季规律变化（夏季短、冬季长 ）”，是衔接“地球自转（昼夜 ）”到“地球公转（四季 ）”的关键课例，培养“长期观测证据归纳”的科学探究能力。
学情分析
六年级学生对“四季影长变化”有生活感知（如夏季影子短、冬季影子长 ），但对“成因（地球公转、太阳高度角 ）”的科学解释模糊。已具备初步资料查阅与动手实践能力，不过在“设计圭表观测影长”“理解太阳高度角与影长的关联”上需指导。学生好奇四季现象的成因，需通过“模拟实验长期观测数据分析”突破“直观现象→ 科学规律”的转化难点，构建地球公转的科学观念。
核心素养分析
（一）科学观念 通过模拟实验与实际观测，理解影长四季变化的成因（地球公转导致太阳高度角变化 ）；认识地球公转周期（一年 ）与四季影长规律（夏季短、冬季长 ），构建“地球公转与四季现象”的科学观念。 （二）科学思维 分析“太阳高度角影长季节”的关联，推理地球公转对影长变化的影响，锻炼“现象→ 规律”的逻辑推理；对比四季影长数据，归纳影长变化的周期性规律，提升归纳与论证能力。 （三）探究实践 经历“查阅资料制作圭表模拟实验实际观测”完整流程，提升动手实践、长期观测与实证记录素养；学会用圭表等工具探究地球公转规律，养成严谨科学态度。 （四）态度责任 感受四季影长变化的规律性与科学探究的长期性，激发对地球公转的探究兴趣；理解科学规律需长期观测与证据支持，增强“尊重证据、持之以恒”的科学责任感。
教学重点
1. 制作简易圭表，通过模拟实验（手电筒模拟太阳 ）与实际观测，探究影长四季变化的规律。 2. 理解影长四季变化的成因（地球公转导致太阳高度角变化 ），构建地球公转与四季现象的关联。
教学难点
1. 设计科学有效的圭表观测方案（体现“长期观测、太阳高度角变化” ），突破“短期模拟→ 长期规律”的观测难点。 2. 深度理解“太阳高度角与影长、季节的关联”，实现“模拟实验现象→ 地球公转科学规律”的推理跨越。
教具准备
圭表制作材料（硬纸板、木棍、量角器 ）、手电筒（模拟太阳 ）、四季太阳高度角示意图、实验记录单、北京地区四季日出日落与太阳高度角资料
教学过程
教学环节 教师活动、学生活动以及设计意图
一、导入新课 教师活动：展示“同一地点四季正午影子对比图（夏季短、冬季长 ）”，提问：“为啥四季影子长度不同？和地球运动（公转 ）有啥关系？今天用圭表探究‘影长的四季变化’！” 学生活动：观察影子差异，联系四季变化经验，猜想“太阳高度角变化导致影长不同”，激发探究兴趣。 设计意图：以真实四季影子差异导入，制造认知冲突（影长不同 ），聚焦“地球公转与影长变化”任务，唤醒前认知（太阳高度角 ）。
二、讲授新课 （1）聚焦（5分钟） 教师活动：呈现教材“古人观察影长四季变化图”，提问：“古人如何发现影长四季规律？我们能制作圭表，模拟观测影长变化吗？” 引导明确“用圭表探究影长四季变化”的核心。 学生活动：观察古人观测图，猜想“圭表是测量影长的工具”，初步梳理探究方向（制作圭表，模拟+实际观测影长 ）。 设计意图：依托教材科学史场景，引发对“圭表观测”的好奇与需求，聚焦“圭表制作与观测”关键环节。 （2）探索（20分钟） 教师活动： 分组发放圭表制作材料，分步指导探究流程： ① 制作简易圭表： 按教材步骤，用硬纸板制作圭面（刻度线 ），木棍制作表（垂直圭面 ），组装圭表（表与圭面垂直 ）。 标注“正午影长观测区”，确保表的位置居中。 ② 模拟实验（四季影长变化 ）： 用手电筒模拟“太阳”，分别从“低角度（冬季 ）、中角度（春秋 ）、高角度（夏季 ）”照射圭表，观察“影长变化”，记录“太阳高度角影长模拟季节”的关联。 ③ 实际观测规划： 讨论“实际观测方案”（选择固定观测点、正午时分测量、记录四季影长 ），填写“观测计划单”（时间、地点、工具 ）。 巡视指导，纠正“圭表制作不规范（表与圭面不垂直 ）”“模拟实验角度偏差（如夏季角度过低 ）”；鼓励小组预测实际观测结果（夏季影短、冬季影长 ），关联模拟实验与长期观测。 学生活动： 小组实践：制作圭表（确保表垂直圭面 ）→ 模拟实验（发现“太阳高度角越高，影长越短；夏季模拟高角度，影长最短” ）→ 规划实际观测（选择操场固定点，正午测量四季影长 ）。 设计意图：通过“制作模拟规划”实践，让学生亲历“工具制作现象模拟长期观测准备”的过程，突破“圭表制作与模拟实验”的难点，落实探究实践与科学思维素养。 （3）研讨（12分钟） 教师活动： 组织小组展示圭表制作与模拟实验记录，围绕以下问题深化研讨： ① 现象推理：“模拟实验中，太阳高度角与影长、季节的关系是怎样的（夏季高角度→ 影短；冬季低角度→ 影长 ）？” ② 规律归纳：“结合模拟实验，地球公转如何导致影长四季变化（公转使太阳高度角四季规律变化 ）？” ③ 观测验证：“实际观测需注意啥（固定时间、地点，长期坚持 ）？如何用数据证明影长四季规律？” 补充“北京地区四季太阳高度角数据”，强化“夏季高、冬季低”的科学证据。 学生活动： 小组代表分享：“模拟实验中，太阳高度角越高，影长越短；夏季模拟高角度，对应影短。推测地球公转使太阳高度角四季变化，导致影长规律变化”；理解“实际观测需长期坚持，用数据验证规律”。 设计意图：通过研讨，梳理模拟实验现象与地球公转的关联，归纳影长四季变化规律（夏季短、冬季长 ），实现“模拟现象→ 科学结论”的跨越，突破“规律理解”的难点。 （4）拓展（5分钟） 教师活动：布置“长期观测任务”，提供“四季影长观测记录表”，要求：“每周正午测量圭表影长，记录数据，学期末分析四季规律”；同时展示“北京地区日出日落与太阳高度角资料”，鼓励分析“影长与太阳高度角、昼夜长短的关联”。 学生活动： 课后执行观测任务，记录四季影长数据；分析资料，深化对地球公转与四季现象的理解。 设计意图：通过长期观测任务，延伸探究的实践性与长期性，强化“地球公转与影长、四季关联”的科学观念，延续探究兴趣。
三、课堂练习 选择题 1. 圭表的主要作用是（ ） A. 测量影长，探究四季变化 B. 装饰房间 C. 测量时间（小时 ） 答案：A（解析：圭表是古代测量影长、确定季节的工具，选A ；B、C非主要科学价值 ） 2. 模拟实验中，夏季影长较短的原因是（ ） A. 太阳高度角高 B. 太阳高度角低 C. 地球自转快 答案：A（解析：夏季太阳高度角高，光线更垂直，影长更短；B对应冬季，C与影长无关，选A ） 3. 影长四季变化的根本原因是（ ） A. 地球自转 B. 地球公转 C. 月球绕地球转 答案：B（解析：地球公转导致太阳高度角四季变化，进而影长变化；A导致昼夜，C与四季影长无关，选B ） 判断题 1. 只要制作圭表，就能准确测量影长四季变化，无需长期观测。（× ）（解析：影长四季变化是长期规律，需四季正午测量，短期模拟不能替代长期观测，表述绝对 ） 2. 模拟实验中，太阳高度角越高，圭表影长越短。（√ ）（解析：光线越垂直，影子越短，符合光学原理与实验现象 ） 3. 地球公转一周的时间是一年，所以影长四季变化周期为一年。（√ ）（解析：地球公转周期（一年 ）决定了四季与影长变化的周期性，符合科学事实 ）
四、课堂小结 教师引导：“今天我们制作了圭表，探究了影长四季变化，谁能说说影长变化的规律和成因？” 学生总结：“影长夏季短、冬季长，因为地球公转使太阳高度角四季变化，公转周期一年！” 设计意图：简洁回顾核心结论（影长规律、公转成因 ），强化科学观念，呼应单元“地球运动探究”主题。
板书设计
影长的四季变化 1. 探究工具：圭表（制作模拟观测 ） 2. 规律：夏季影短，冬季影长（太阳高度角高→ 影短；低→ 影长 ） 3. 成因：地球公转（周期一年 ）导致太阳高度角四季变化
教学反思
（1）成功之处 以“圭表制作模拟实验长期观测”为主线，让学生亲历“现象观察规律归纳成因推理”的过程，多数小组清晰理解影长四季变化规律；研讨环节关联地球公转与太阳高度角，落实核心素养。 长期观测任务延伸探究的实践性，激发持续兴趣，课堂逻辑完整、实践与思维并重。 （2）不足之处 部分小组因“圭表制作不精准（表倾斜 ）”导致模拟实验误差，需提前示范“圭表垂直校准方法（用量角器确保90° ）”；研讨中对“太阳高度角的地域差异（如赤道与两极 ）”涉及不足，知识广度可拓展。 科学思维培养侧重“四季规律”，对“长期观测数据的统计与分析（如绘制影长变化曲线 ）”指导不足，实证分析能力需强化。 （3）教学建议 下次教学提前示范“圭表垂直校准”（用量角器辅助 ），提高模拟实验准确性；增加“不同纬度地区影长四季变化”的资料分析，深化地球公转对全球四季现象的影响理解。 引入“影长变化曲线图绘制”指导，让学生用数据可视化归纳规律，提升实证分析与科学表达能力。
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2.5 《地球的运动——影长的四季变化》
（教科版）六年级
上
2.5 《地球的运动——影长的四季变化》
为啥四季影子长度不同？和地球运动（公转 ）有啥关系？今天用圭表探究‘影长的四季变化’！
新知导入
聚集
古人如何发现影长四季规律？我们能制作圭表，模拟观测影长变化吗？
探究新知
古人长期观察日影，发现同一地点正午影长随季节变：夏至最短、冬至最长，遂总结规律。
能模拟：用直尺做圭，竖杆做表，每天正午测杆影在直尺上长度，记录数据，即可观察影长四季变化。
我们曾经观察过阳光下
物体影长的变化，知道日影
变化与太阳在天空中的位置
变化有关。四季交替，年年
循环，日影变化会随着季节
有规律地变化吗
1.查阅资料, 了解古人是如何观察日影的四季变化规律的。
2. 学习制作简易圭表来观察日影的四季变化。
用手电筒模拟太阳的不同位置,观察影子的长度变化
同一地点, 一年四季正午时分太阳的位置不同
3.根据太阳在同一地点正午时分随四季而位置变化的特点,模拟影子长度的变化。
4.实际观察。
把自制的圭表放在正午时分太阳可以照射到的窗边。 记录影子的实际长度, 在其他季节, 也进行测量和记录。
观察右边表格中的数据,你有什么发现
四季交替, 正午时分物体的影长会怎样有规律地变化
课堂练习
1. 圭表的主要作用是（ ）
A. 测量影长，探究四季变化 B. 装饰房间 C. 测量时间（小时 ）
2. 模拟实验中，夏季影长较短的原因是（ ）
A. 太阳高度角高 B. 太阳高度角低 C. 地球自转快
3. 影长四季变化的根本原因是（ ）
A. 地球自转 B. 地球公转 C. 月球绕地球转
A
B
A
（二）判断题
1. 只要制作圭表，就能准确测量影长四季变化，无需长期观测。（ ）
2. 模拟实验中，太阳高度角越高，圭表影长越短。（ ）
3. 地球公转一周的时间是一年，所以影长四季变化周期为一年。（ ）
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课堂总结
今天我们探究了谁先迎来黎明，谁能说说地球自转方向和黎明先后的关系？地球自西向东自转，东边地区（如北京 ）比西边地区（如乌鲁木齐 ）先迎来黎明，自转周期约24小时！
板书设计
2.5 影长的四季变化
1. 探究工具：圭表（制作模拟观测 ）
2. 规律：夏季影短，冬季影长
（太阳高度角高→ 影短；低→ 影长 ）
3. 成因：地球公转（周期一年 ）导致太阳高度角四季变化
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