5.19 太阳与影子 教案（2课时）

第十九课太阳与影子
教学目标
科学知识
1. 能描述形成影子的原因和条件。
2. 能归纳出一天中阳光下物体影子的变化规律;能简单描述用日晷观测时的方法。
科学探究
1. 能根据影子的变化提出探究性问题。
2. 能通过实验发现影子形成的条件。
3. 能利用比较科学的词汇、图示符号、记录表等方式记录、整理信息。
4. 能运用分析、比较、归纳等方法分析结果,得出结论。
5. 能按要求制作简易日晷并用日晷观测时间。
科学态度
1. 能对影子的产生和日影的变化规律表现出探究兴趣。
2. 能利用多种材料、多种思路、多种方法探究阳光下物体影子的变化规律。
3. 能与他人分工合作进行探究学习;乐于为完成活动分享彼此的想法贡献自己的力量。
科学、技术、社会与环境(SEST)
能说出人类为满足对天文观测的需求发明了日晷,并不断对其进行改进。
教学准备
教师准备
素描纸、笔杆、手电筒、硬纸板、长吸管、记录表、课件等。
学生准备
直尺、直角三角尺、量角器、圆规、《科学学生活动手册》、笔等
教学建议
课时安排:建议安排 2 课时。第一课时完成活动1 和活动 2。第二课时完成活动 3 及“应用与拓展”。
第一课时
(一) 创设情境,提出问题
1. 引导:阳光下我们会看到物体的影子。(出示小华上学和放学时的图片)请你观察图中小华的影子有什么不同点
2. 提问:影子是怎样产生的?它又是如何变化的?
(二) 观察探究,形成知识
1. 探究影子形成的条件。
(1) 引导:请同学们参考下面的方法进行实验,观察是否有影子形成，想一想,影子的变化与什么有关?
(2) 讲解实验方法:①打开手电筒,观察没有挡光的手时是否有影子。②打开手电筒,用手挡住光,观察是否有影子。③变换各种手势,观察手影怎样变化。
(3) 实验:学生分组进行实验,将实验结果记录下来。
(4) 汇报:指定学生汇报实验结果,其他学生进行补充与评价
(5) 讨论:影子的形成与什么有关?
(6) 小结:行进中的光被阻挡时,就形成了阻挡物的影子。太阳是一颗能够发光发热的恒星,在太阳光的照射下,人和物都会产生影子。
2. 探究日影变化规律。
(1) 引导:在不同的时间,同一物体在阳光下的影子是不一样的。让我们先制作一个观察影子的模型,再用模型观察阳光下物体的影子是如何变化的。
(2) 讲解制作模型的方法:，①在素描纸上用直尺和直角三角板画两条垂直相交的线。
②在图上标出东、西、南、北四个方位。
③将水笔笔杆用胶水固定在交点的位置上。
(3) 制作:学生分组制作观察影子的模型。
(4)出示实验方法:
①将做好的模型放在太阳光可以照射到的平面上。
②按照方位摆放模型。
③分别在 10 点、11 点、12 点、13 点、14 点和 15 点时,描绘出笔杆影子的位置和长度。
(5) 实验:学生分组进行实验,将实验现象记录和绘制在《科学学生活动手册》第23 页中。(该实验可以利用手电筒模拟太阳进行。)
(6) 汇报:指定小组代表汇报实验结果。
(7) 讨论:影子的长短和方向跟太阳在天空中的位置有什么关系?
(8) 总结:一天中,阳光下同一物体的影子的变化跟太阳在天空中的位置有关。
(三) 联系生活,拓展应用
1. 引导:在阳光下观察自己的影子,动动身体,观察并描述影子的变化。想一想,太阳位置的变化引起的影子的变化与我们的生活有什么关系?
2. 出示:表现一天中阳光下物体影子变化的课件,学生观看并思考
3. 讲解:古代人们就是利用这一规律发明了一种计时工具—日晷。(教师出示日晷图片)课下请大家查阅资料,了解日晷的用途、原理和类型。
第二课时
(一) 提出任务
1. 出示:日晷的图片。
2. 讲解:日晷是我国古代重要的计时工具,也是人类在天文计时领域的重大发明。日晷中的“日”指“太阳”,“晷”表示“影子”,日晷的意思为“太阳的影子”。利用太阳投射的影子来测定时刻的装置,被称为日晷。日晷由晷针和晷盘组成,晷盘上有时间刻度,晷针安装在晷盘中央与盘面垂直,通过晷针投影在盘面上的方向就能测定时间。
3. 布置任务:今天我们就一起来做一个简易的赤道日晷。
(二) 掌握方法
1. 讲解:(出示赤道式日晷图片)日晷包括底座、晷面、晷针。
2 观察:晷面上的刻度是如何刻画的?晷面和晷针的方向如何?(晷面上的刻度是均匀的,且圆周被平均分为 24 份。晷面与地面成一定角度,晷面与竖直面的夹角与本地的纬度相同。晷针穿过晷面,与晷面垂直。)
3.讨论:(1)如何将晷面上的圆分为 24 等份呢?(利用量角器,从 0 刻度开始,每15 度画一个刻度。该环节应让学生充分思考,选择自己认为简单的方法。)
(2) 如何使晷面与竖直面的夹角与本地的地球纬度相同?(用 90 度减去，当地的纬度数即为晷面与水平面的夹角度数。利用量角器,让晷面与水平面的夹角等于该度数即可。)
4. 讲解:制作简易日晷的方法
(1) 在硬纸板上用圆规画大小适当的圆,标出圆心。
(2) 选择自己喜欢的方法将圆平均分为24 等份,标上刻度。
(3) 将晷面固定在水平底座上,调整晷面角度,使其与水平面的夹角等于本地纬度。
(4) 将晷针(长吸管或筷子等)插入晷面中心即圆心位置。
(5) 将日晷摆放好调整晷针方向指向北方。
(三) 制作展示
1. 制作:学生以小组为单位分工制作,教师巡回指导。
2. 展示:组织学生进行展示,并互相评价。(评价标准:(1)晷面刻度清晰,分布平均;晷面安放角度精确,晷针穿过晷面中心,与晷面垂直;底座牢固,稳定。(2)精美,有创意。(3)选材环保。)
(四) 实地观察
1. 观察:学生将制作的日晷放到室外阳光下,读出影子指示的时间,并与现代钟表读出的时间进行对比。
2. 思考:利用日晷判断时间的原理是什么?
(五) 应用拓展
1. 讲解:利用影子我们发明了很多东西，如古代计时工具日晷、皮影，、手影游戏等,给人类带来了便利和快乐。但是,影子有时候也会给人类带来不便。比如 ,医生在做手术的时候,灯下形成的影子就会覆盖手术部位,给医生的操作带来困难。为了解决这一问题,人们发明了一种灯,叫做无影灯。根据自己课前查阅的资料,小组内互相说一说你对无影灯的认识。
2. 交流:学生分组交流自己搜集到的资料。
3. 讨论:无影灯下,影子真的消失了吗?(无影灯设计的原理是利用多点光源效应,当一个物体被多个光源照射，时,其中有些光源的光线被物体遮挡而产生阴影,但其他光源的光线能够从另个角度照射到这个阴影区域,这个区域的阴影就能够被减弱或消除,最终形成无影区。)
4.作业:请同学们自己制作一个无影灯,并试一试效果。