3.3《变化的影长》教学设计

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第3课《变化的影长》教案
一、教学核心素养目标
1.科学观念目标：学生能够知道一天中物体影长和气温的变化规律，理解阳光照射角度与影长、气温之间的内在联系，建立“阳光照射角度影响能量分布”的科学认知。
2.科学思维目标：通过分析实验数据、推理影长与气温的关联，培养逻辑推理、数据分析和归纳总结的能力，能运用所学知识解释生活中的相关现象。
3.探究实践目标：能独立设计“光线照射角度与温度变化”的探究实验，正确操作实验器材，规范记录实验数据，学会绘制折线图，并能根据实验结果得出科学结论。
4.态度责任目标：激发对自然现象的探究兴趣，培养严谨的科学态度和合作探究意识，遵守实验安全规则，体会科学与生活的密切联系，树立运用科学知识解决实际问题的意识。
二、教学重难点
1.教学重点：探究阳光照射角度与物体影长、气温的关系，掌握一天中影长和气温的变化规律，能通过实验数据推理得出科学结论。
2.教学难点：理解“阳光照射角度不同，光线集中程度不同，导致物体接收的热能不同”的原理，能运用该原理解释一天中气温变化的原因，突破“抽象原理具象化”的认知难点。
三、教学准备
1.教师准备：多媒体课件（包含早上、中午、傍晚物体影长图片、实验装置图、实验数据表格）、白炽灯泡、黑色纸袋（5厘米×5厘米）、酒精温度计、计时器、直尺、实验记录表、折线图模板、安全提示卡片、板书提纲。
2.学生准备：每组1套实验器材（手电筒、白炽灯泡、黑色纸袋、酒精温度计、计时器）、笔记本、铅笔、橡皮、绘图纸，提前观察一天中不同时段的物体影长，记录简单发现。
四、教学过程（40分钟）
（一）问题与猜想（5分钟）
1.情境导入：教师播放多媒体课件，展示早上、中午、傍晚校园里同一棵树的影长图片，提问：“同学们，仔细观察这三张图片，你们发现了什么不同？”引导学生发现“早上和傍晚树的影子长，中午影子短”。
2.提出问题：结合学生的发现，进一步追问：“我们每天都能看到物体的影子，影子的长短会变化，那一天中气温也会变化，它们之间有联系吗？一天中气温的变化跟物体影长有关系吗？”
3.猜想假设：引导学生结合生活经验和已有知识，大胆猜想，教师板书学生的核心猜想（如：影子短的时候气温高，影子长的时候气温低）。接着追问：“为什么影子短的时候气温可能高？”引导学生说出“影子短的时候，阳光好像是直射的，光线更集中”，教师补充：“早上和傍晚阳光斜射过来，所以影子长；中午阳光几乎从头顶直射过来，所以影子很短，那光线照射角度和温度之间到底有什么关系呢？我们今天就通过实验来验证我们的猜想。”
（设计意图：从生活现象入手，激发学生探究兴趣，引导学生主动提出问题、大胆猜想，为后续探究实验奠定基础，贴合五年级学生“从具象到抽象”的认知特点。）
（二）探究与结论（20分钟）
1.实验设计（5分钟）：教师引导学生分组讨论，设计“探究光线照射角度与温度变化之间的关系”的实验。提问：“我们要验证光线照射角度和温度的关系，需要控制哪些条件？改变什么条件？”
师生共同明确实验变量：改变的条件是“光线照射角度”（设定90°、45°、20°三个角度）；控制的条件是“室温（25℃）、灯泡距测试袋的距离（10厘米）、测试袋的大小和颜色（5厘米×5厘米黑色纸袋）、温度计类型（酒精温度计）、实验时间（8分钟）”，强调控制变量的重要性，避免实验误差。
教师展示实验装置图，讲解实验步骤：①将黑色纸袋固定好，灯泡距纸袋10厘米；②分别调整灯泡角度为90°、45°、20°；③每过1分钟，记录一次温度计的示数，连续记录8分钟；④每组分工合作，一人负责调整角度，一人负责计时，一人负责记录数据，一人负责观察温度计。
2.安全提示（1分钟）：教师出示安全提示卡片，强调：“实验过程中，注意用电安全，不要触摸电源和电线；灯泡长时间工作会发热，严禁触摸灯泡，以免烫伤；使用温度计时轻拿轻放，避免打碎，防止酒精泄漏。”
3.分组实验（8分钟）：学生分组进行实验，教师巡视指导，及时纠正不规范的操作（如：角度调整不准确、温度计放置位置不当、数据记录不及时等），提醒学生规范填写实验记录表，确保实验数据真实、准确。
4.处理信息（4分钟）：实验结束后，每组展示自己的实验数据，教师引导学生将数据汇总到班级实验记录表中。接着，指导学生根据实验数据绘制折线图（横轴为时间/分，纵轴为温度/℃，三条折线分别代表90°、45°、20°照射角度），提醒学生规范标注、连线。
5.得出结论（2分钟）：引导学生分析折线图和实验数据，提问：“从数据中，我们能发现什么规律？照射角度不同，温度变化有什么不同？”
师生共同总结结论：光线照射角度越大（越接近直射），温度上升越快，最终温度越高；光线照射角度越小（越接近斜射），温度上升越慢，最终温度越低。进而推导：阳光照射角度的变化引起了一天中物体影长的变化，也引起了气温的变化——上午，阳光照射角度逐渐变大，影长逐渐变短，气温逐渐上升；一般在午后两小时左右气温达到最高；之后随着阳光照射角度持续变小，影长逐渐变长，气温开始降低；夜里没有阳光照射，气温继续降低。
（设计意图：让学生亲身参与实验设计、操作、数据处理的全过程，培养探究实践能力和数据分析能力，通过具象的实验数据，突破教学难点，理解抽象的科学原理。）
（三）反思与评价（5分钟）
1.小组反思：引导学生分组讨论，反思本次实验过程中存在的问题，如：“实验数据有误差，可能是什么原因导致的？”“操作过程中，哪些地方可以改进？”（如：角度调整不够精准、计时不够及时、温度计没有完全放入纸袋等）。
2.个人评价：学生结合自己在实验中的表现，进行自我评价，说说自己在实验中做得好的地方（如：分工明确、操作规范、数据记录准确）和需要改进的地方。
3.教师评价：教师结合各小组的实验情况和学生的自我评价，进行总结评价，肯定学生的探究热情和合作精神，表扬操作规范、数据真实、善于思考的小组和个人，针对实验中普遍存在的问题，进行针对性指导，强调“严谨、认真”的科学态度的重要性。
（设计意图：通过反思与评价，帮助学生梳理实验过程，发现自身不足，培养自我反思能力和严谨的科学态度，促进学生不断改进探究方法。）
（四）应用与迁移（5分钟）
1.生活应用：教师提问：“结合今天所学的知识，我们能解释生活中的哪些现象？”引导学生举例，如：“夏天中午，我们为什么愿意在树荫下乘凉？”“古代的人们为什么能通过日晷来判断时间？”
师生共同分析：夏天中午，阳光照射角度大，影长较短，光线集中，气温高，树荫能遮挡阳光，降低局部温度，所以适合乘凉；古代日晷利用“一天中影长的变化规律”，通过影子的位置来判断时间，体现了科学知识在生活中的应用。
2.迁移练习：提问：“如果在南半球，一天中物体影长和气温的变化规律和我们北半球一样吗？为什么？”引导学生思考，教师简单补充：南半球的影长和气温变化规律与北半球相反，因为太阳直射点的位置不同，但“阳光照射角度影响影长和气温”的原理是相同的。
（设计意图：将科学知识与生活实际结合，让学生体会科学的实用性，培养学生运用科学知识解决实际问题的能力，实现知识的迁移与应用。）
（五）阅读与新知（5分钟）
1.阅读材料：教师发放阅读材料（内容围绕“阳光照射角度与地球公转、季节变化的关系”），引导学生自主阅读，了解“一年中，随着地球公转，太阳直射点会发生变化，导致不同季节的阳光照射角度不同，进而影响影长和气温，形成四季变化”。
2.新知拓展：阅读结束后，教师简单讲解：“我们今天学习的是一天中影长和气温的变化，而一年中，影长和气温也会随着季节变化，这和地球的公转有关，下节课我们会进一步探究相关知识。”
3.布置作业：①完成实验报告，整理实验数据和结论；②回家后，观察家里阳台的影子，记录早上、中午、傍晚的影长变化，结合今天所学知识，分析影子变化与气温的关系；③查阅资料，了解更多关于“影长变化”的有趣现象。
设计意图：通过阅读拓展学生的知识面，为后续学习埋下伏笔，布置实践性作业，让学生在生活中继续探究，巩固所学知识。）
五、板书设计
3.变化的影长
一、问题与猜想
问题：一天中，物体影长与气温有关系吗？
猜想：影子短→阳光直射→气温高；影子长→阳光斜射→气温低
二、探究与结论
1.实验探究：光线照射角度与温度的关系
实验条件：室温25℃，灯泡距纸袋10cm，黑色纸袋（5cm×5cm）
变量：照射角度（90°、45°、20°）；控制变量：其他条件不变
2.实验结论：
照射角度越大→光线越集中→温度越高→影长越短
照射角度越小→光线越分散→温度越低→影长越长
3.一天中变化规律：
上午：照射角度↑→影长↓→气温↑
中午：照射角度最大→影长最短→气温最高（午后2小时左右）
下午：照射角度↓→影长↑→气温↓
夜里：无阳光→气温继续降低
三、反思与评价
优点：分工明确、操作规范、数据真实
改进：角度调整、计时精准度、操作细节
四、应用与迁移
生活应用：树荫乘凉、日晷计时
五、阅读与新知
拓展：地球公转→季节变化→影长、气温的季节变化
作业：1.完成实验报告2.观察家里影子变化3.查阅相关资料
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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