《四季的变化》教学设计

【教学分析】

上节课中，学生通过探究一天中阳光照射的角度和气温变化之间的关系，理解了一天中气温变化的原因。本节课将一天拓宽到一年，对于一年来说，其实气温也存在着规律性的变化，夏季气温高，冬季气温低，春秋气温适宜，一年一年循环往复。一年中，气温会有规律地发生变化肯定也有其原因，首先让学生进行猜想假设，根据上节课学过的知识及生活常识，学生很可能会想到阳光照射角度和每日日照时长这两个原因，接下来就分别验证这两种假设。对于阳光照射的角度，引入圭表这种测量工具，通过引导学生制作简易圭表并进行测量，以及查阅资料等方式，探究不同季节正午时阳光照射角度的变化与四季的关系，再收集当地不同季节日出和日落的时间，计算比较每天日照时长的变化，分析日照时长与四季气温变化之间的关系。

【教学目标】

一、科学概念目标

1.知道正午时物体影长在不同季节发生着有规律的变化。

2.知道随着季节的变化，每天正午时阳光的照射角度和每天的日照时间也在不断变化。
3.知道圭表是我国古代科学家发明的一种度量正午日影长度的天文仪器，了解圭表的工作原理。

二、科学探究目标

1.通过制作、使用圭表，培养学生的制作能力、实验能力和观察能力。
2.基于所学知识，通过观察、实验、查阅资料等方式获取事物的信息。

三、科学态度目标

培养学生尊重事实、实事求是，认真严谨的科学态度。

四、科学、技术、社会与环境目标

了解科学史，感受古人的智慧。

【教学重点、难点】

1.知道随着季节的变化，每天正午时阳光的照射角度和每天的日照时间也在不断变化。

2.通过制作、使用圭表，培养学生的制作能力、实验能力和观察能力。

【教学准备】

分组实验材料：水平尺、木板、铅笔、铅锤等。
教师准备：搜集一周内每天的日出时刻和日落时刻。

【教学过程】

一、提出问题，作出猜想假设

1.提问：上节课我们介绍了一天当中影长的变化和温度的变化。一天中一般是早晚凉，中午热。一年当中，温度也会有规律的变化，冬天寒冷，夏天炎热，是什么造成了一年四季的气温变化？

预设1：四季的气温变化会不会也和阳光照射的角度有关？

预设2：我认为和每天日照时间的长短应该也有关系。

 （如果学生不能作出合理的假设，可以进行适当的引导。）

【设计意图】引导学生提出猜想假设，并逐步完成科学探究的步骤。

2.谈话：同学们提到的第一个假设是每天阳光照射的最大角度和四季气温有关系。一天当中光照射角度最大的时刻也叫正午，中午12点整不一定是正午。我们国家统一使用的是北京时间，但是每个地方阳光照射角度到达最大的时刻是不一样的，那么我们怎样知道当地的正午时刻呢?怎样测量正午时刻物体的影长呢?我国古代就有一种专门的天文仪器，可以用来测量正午时刻的日影长度，我们来了解一下。

二、搜集证据：认识圭表

1.阅读关于圭表的资料（教材35页）。

2.组织学生分组交流：说一说圭表的组成和工作原理。

预设：圭表是我国古代科学家发明的一种度量正午日影长度的天文仪器，由水平且处于南北方向的圭尺（圭）和直立的标杆（表）两部分组成，表与圭垂直。

3.总结学生的交流结果。

三、设计制作：简易圭表
1.引导：大家都了解的圭表的结构和工作原理了，那让我们来亲手制作一个简易圭表，并用它来进行正午表影长变化的测量吧。老师给大家准备了水平尺、木板、铅笔、铅锤等实验器材，怎么样设计并制作圭表呢？

【学生活动】学生思考提出方案，学生代表上讲台介绍简易圭表的制作和使用方法。

预设：可以用铅笔立起来做圭，水平木板做表。

【教学意图】引导学生自己根据已有知识设计仪器，培养学生的动手动脑的能力。

2.提出需要注意的问题，师生共同补充、完善简易圭表的制作和实验方法。
3.发放实验材料，学生分组制作。

4.提出课后观察要求：利用自制的圭表，每周一测量并记录正午时刻铅笔的影长，连续观测一个月，看看是否有变化。因为课堂时间有限，老师帮大家找到了古代圭表的测量数据，我们一起来看一看。请大家根据古人圭表四季的观测结果来总结每天正午影长的变化规律。

【学生活动】学生讨论，并汇报讨论结果。

生1：冬季正午时物体的影子最长，夏季正午时物体的影子最短。

生2:春秋两季正午时物体的影长差不多长中等长度。

生3:也就是从春天开始到夏天正午时物体的影长越来越短,夏天到秋天逐渐变长,秋天到冬天继续变长，冬天到春天又开始变短。

生4:或者简单地说冬天到夏天物体的影长越来越短夏天到冬天物体的影长越来越长。

生5:影子越短，阳光照射角度越大，气温应该越高，而夏天每天正午时刻的太阳照射角度比较大，所以气温会偏高；冬天每天正午时刻的太阳照射角度比较小,所以气温偏低；春秋两季就是夏冬两季之间的过渡。

5.积极评价学生的讨论结果。

师:能够利用学过的知识来解释新的现象同学们真了不起!正午时的太阳照射角度是一天当中最大的，冬季正午时的太阳照射角度和夏季正午时的太阳照射角度存在很大的差异，这才是造成四季气温变化的原因。说了这么多，你能用简易圭表和手电筒来模拟一下一年四季正午物体的影长变化吗?

学生上台演示一年四季正午圭表上物体的影长变化。

6.总结：四季正午表的影长是变化的，夏季最短，春秋稍长，冬季最长。正午时的太阳照射角度是一天当中最大的，冬季正午时的太阳照射角度和夏季正午时的太阳照射角度存在很大的差异，这才是造成四季气温变化的原因。

四、搜集证据
1.提问：刚才还有一位同学提到另外一个假设，他认为每天的日照时长也会影响气温。你能猜测一下是怎样影响的吗?

生：刚才已经证明了夏天正午时阳光照射角度本来就高，再加上太阳出得早，落得晚，日照时间还长，所以就更热了；冬天正午时阳光照射角度比夏天低，每天的日照时间还更短，所以更冷。

师:这是你的假设，听上去很有道理。事实上是不是这样呢?我们查查资料就知道了。

2.  教师PPT出示我们所在城市上周每天的日出时刻和日落时刻，引导学生计算出每天的日照时间，看看是否有变化。

师：这是从网上查到的我们所在城市上周每天的日出时刻和日落时刻，怎样看日照时长有没有变化呢？

生:用日落时间减去日出时间就是日照时长。

师:是的，我们需要处理一下收集到的信息。接下来小组合作一起算出日照时长，可以把结果记录在记录单上。

学生合作完成信息处理。

3.汇报计算结果、分析结果。

师:有什么发现吗?

生:现在是4月份，属于从春季到夏季之间的时间段，每天的日照时长果然和记录结果一样在逐渐增长，这说明我们的假设是正确的。

师:那我们再来看看去年春分、夏至、秋分和冬至的日照时长，是不是也在变化?(展示资料图片)

生:春天和秋天的日照时间基本都是12小时，冬天只有10个小时不到，夏天有14个半小时那么长，这说明日照时长也会影响着四季的气温变化。

五、得出结论

师:综合两个因素的研究你能总结出四季气温变化的规律吗?

生：随着季节的变化，每天正午时阳光的照射角度和每天的日照时间也在不断变化。冬季，正午时阳光的照射角度小，每天总的日照时间短，因此气温低；夏季，正午时阳光的照射角度大，每天总的日照时间长，因此气温高。春秋两季正午时阳光的照射角度和每天的日照时长都居中,所以气温适中。

六、课堂总结

师：说得真棒!这节课我们不仅明白了四季的气温变化规律，还证实了每天正午阳光照射角度和每天的日照时长是造成不同季节气温变化的两个因素。可是为什么一年之中每天正午时刻太阳的照射角度会不断变化呢?这将是造成四季变化的真正原因，我们将在下节课继续研究。

【板书】

4.四季的变化

【教学反思】

本课借助上节课的结论，继续研究一年之中影响气温变化的因素，用简易圭表来测量正午时物体影长的变化。但是由于客观原因，我们没办法让学生测试一整年，所以教师使用简易圭表的模型用作研究之后的展示，在查阅资料找到正午时物体影长的变化规律后，用简易圭表来演示这种变化并解释这种变化对不同季节气温的影响，将测量活动留至课后让学生慢慢进行体验。