资源简介

Lesson 9 春夏秋冬
教学内容
地球在围绕太阳公转的同时，也在绕自身的地轴自转，由于地轴并不垂直于公转轨道面，而是有一个23度27角分的倾角，太阳在地球表面的直射点在南、北回归线之间移动，形成了春夏秋冬四个季节。本节课以“北半球的季节变化是如何发生的”为问题，通过小组协作共同运用地球仪和太阳直射卡纸，模拟地球围绕太阳公转一周，观察太阳直射点的变化，了解地球围绕太阳公转与北半球四季形成之间的关系，培养学生利用简化模型分析抽象问题的能力。
教学目标
科学知识：地球在围绕太阳公转的同时，也在绕自身的地轴自转，由于地轴并不垂直于公转轨道面，而是有一个23度27角分的倾角，太阳在地球表面的直射点在南、北回归线之间移动，形成了春夏秋冬四个季节。
科学探究：以“北半球的季节变化是如何发生的”为问题，通过小组协作共同运用地球仪和太阳直射
卡纸，模拟地球与太阳直射点的变化关系，培养学生利用简化模型分析抽象问题的能力。科学应用：通过对地球春夏秋冬的季节变化规律的掌握，可以给粮食作物的耕种提供时间依据。
跨学科内容：数学（M）：统计太阳直射点的位置变化与季节变化的关系。
教学重点
了解地球四季的形成与地球自转角度和太阳直射点的变化有关。
教学难点
利用模型统计地球上太阳直射点变化与四季形成之间的对应关系。
教学活动流程
解决问题所需要的材料：地球仪、太阳直射卡纸。工具包：双面胶、透明胶带。
教学活动流程
一、引入（5min）
师：STEAM科学大课堂开始啦！
让我们看一段爆眼球的视频。
教师根据爆眼球视频内容，引导学生展开讨论。
主题引入
师：从视频中看到了什么现象（提示：看到春夏秋冬四季的更替。）
师：我们来看看，北京作为四季明显的北方城市，它的四季分别有什么特点？（提示：学生根据ppt当中的图片，春暖和、夏天热、秋天凉、冬天冷）。
实验引入
师：请说一说导致地球上冷热变化的热源来自于哪里？（提示：四季变化中会气温冷热不同。太阳为地球上提供热源。）
师：假设有一个热源（见ppt，如加热器），它的温度恒定不变，你会在什么情况下感受到暖和，什么情况下感受到温度不高？（提示：离我们近的时候感受到暖和，远离我们时感受不到暖和，这是孩子们常见的误解）
师：四季变化真的是因为地球距离我们的远近发生变化导致的吗？（提示：这是大家通常的一种常识，实际上是有误的），它与太阳直射地球的位置究竟有什么关系呢？
今天，我们就一起利用地球仪和太阳直射板，研究一下四季变化的原因吧。
二、实验过程（30min）
认识材料
师：请取出袋子中的材料，看看它们如何帮助你解决实验问题？
教师带领学生从袋子中取出材料，根据学生水平及实验需要，引导学生初步观察，并了解不同实验材料特征及使用方法。
开始实验
教师引导学生开展探究实验，（注意：探究过程中，应以学生自主探究为主，如果学生遇到操作问题，教师可根据情况选择为学生展示相应的，帮助学生了解操作方法。）
1．建立假设，制作模型
师：尝试用二极管、纽扣电池（带盒）、鳄鱼夹连接电路，让单色的二极管发光，观察电路连接。学生尝试让其中一个二极管发光，并观察电路连接。
师：如果在电路连接中二极管的一极与鳄鱼夹之间加入一根螺丝钉，请试一试，联通后的电路二极管是否可以亮起（提示：是可以的，螺丝钉是导体）如果换成一段白纸呢？请试一试。
学生将二极管的一极与电源之间依次加入螺丝钉和白纸，测试，电路联通后是否二极管依然发光。（提示：教师讲解因为金属是导体而干燥的纸以及木头是非导体。导体可以代替导线在电路中发挥传递电流的作用）
师：播放，看一看老师的实验结果是如何的。
师：如果现在要让3个二极管交替发光（像我们平时看到的交通指示灯那样），你要如何去做？拿出实验记录单，根据你的推测，它可能是哪种方式？说一说你的原因。
学生2人一组建立推测，并说一说自己推测的原因。
2．验证推测，确定最优模型
师：现在请尝试使用二极管，纽扣电池（带盒）、鳄鱼夹连接电路，验证你的推测。
学生尝试连接，并将三个二极管可以交替发光的电路连接方式记录在实验记录单上。（勾选即可）师：播放，看老师是如何测试这两种方案的，结果又是如何的。
学生根据，调整实验操作，再次测试，确定实验结论。
师：现在请2人一组，思考：如果用手边材料尝试让第一种方案中三个二极管亮起来，你要如何去做？学生讨论并尝试自己的思路。
师：根据，老师的演示过程与你预想有什么不同，请比较这两种方案的电路连接方式有什么不同？
学生观看，讨论并总结两种方案下电路连接的不同点。
师：思考：接下来如何让红绿灯组装成一个可以发挥交通指示灯的作用装置呢？观看，完成交通指示灯的安装。
学生将已经确定的电路安装到红绿灯的瓦楞纸板上，组装交通指示装置。
师：观察组装好后的电路中三个二极管是否可以分别亮起？如果我们将螺丝钉替换成纸或者木头的是否可以？
学生根据第一步测试结果回答此问题。
3．优化方案，再次测试
师：在有的路口，红绿灯中黄灯或者红灯坏了，会影响绿灯亮吗？根据你的推测，这是怎么发生的呢？
师：如果将其中一个用电器取下，请观察是否影响其他两个用电器的使用？学生根据实验进行测试。
4．分析数据，得出结论
师：分析实验数据，从设计交通指示灯的角度，说出哪种方式连接电路更好，为什么？学生4人一组讨论，并最终确定结论。
学生分析已有实验结果，将实验结论记录在实验记录单上。
5．拓展活动
师：同学们街道一定要有红绿灯吗？在什么情况需要有红绿灯，假设街道没有红绿灯和有红绿灯，会给交通带来什么差别？
学生4人一组讨论并说出自己的想法。
三、讨论与分享（5min）
教师引导学生对以下问题展开讨论，分享自己的观点。
1．地球上四季的变化主要形成原因是什么？
2．南北半球的四季变化有什么关系？
3．地球的公转除了导致四季变化，还可能导致什么情况？四、实验结论（2min）
师：通过这个实验，请陈述一下你所看到的现象，并解释这个实验现象背后的科学原理。（教师可根据学生分享与讨论的内容，结合以下信息做简要总结。）
总结：
师：由于地球自转地轴与地球围绕太阳公转平面是呈一定角度的，且角度方向大小始终不变，并且地球在公转过程中太阳直射点在北回归线和南回归线之间移动，所以地球在公转过程中会形成春夏秋冬四季。当太阳直射点在北回归线时，北半球为夏天，此时南半球则为冬天，所以季节是不同的。但是赤道上春夏秋冬季节特征不明显，这是因为，不论太阳直射点在北回归线还是南回归线，赤道都是会被照射到的。极昼极夜的出现也是由于地球公转过程中，当太阳直射点在北回归线时，南极是不会被照射到的，所以会出现极夜现象，北极则为极昼现象。
（提示：根据师训视频中的实验总结部分，了解本次实验的原理。）
五、拓展与迁移（2min）
科学大讲堂
教师可利用“科学大讲堂”视频帮助学生拓展本节课相关知识。
师：科学大讲堂中发生了哪些有意思的事情和有趣的实验呢？让我们一起去看看吧。播放科学大讲堂视频。
六、回顾与总结（1min）
教师请学生拿出活动单页，引导学生完成自我反思与评价。
师：经过本节课的学习，你得到哪些收获和成长？请将你本节课的实验收获和心得以及还需提高和优化的部分记录在《回顾与总结》表中，并对自己本堂课在科学兴趣、科学实践、科学思维方面的成长给予评价。(共35张PPT)
春夏秋冬
1. 从视频中看到了什么现象
2.我们来看看，北京作为四季明显的北方城市，它的四季分别有什么特点？
1.说一说导致地球上冷热变化的热源来自于哪里？
2. 假设有一个热源，它的温度恒定不变，你会在什么情况下感受到暖和，什么情况下感受到温度不高？
3. 四季变化真的是因为地球距离我们的远近发生变化导致的吗？它与太阳直射地球的位置究竟有什么关系呢？
今天，我们就一起利用地球仪和太阳直射板，研究一下四季变化的原因吧。
地球仪
太阳直射卡板
双面胶
提示：其中双面胶来自工具包，使用后请将其放回工具包中。
1. 认识地球仪
你在地球仪上观察到哪些重要的标注？
地球仪上南北回归线、赤道以及北京所在的位置在哪里？
说一说：地球自转有哪些特点？
2. 观察北半球的北京四季规律
冬至
从这几个时间来看，你观察到什么规律？
秋分
3. 观察同一时间段，北半球的北京和南半球的澳大利亚悉尼的季节差异。
判断：此时的北京和悉尼都是什么季节？
北京
悉尼
4. 太阳为地球提供热源，太阳光照射地球。你认为这个规律是如何发生的？
现在你在北半球点A，另一个人在南半球点B，如果要让A和B在同一个时间点，在不同气温，你有什么办法？只是让太阳直射距离我们的位置远近发生变化，是否可行？为什么？
有实验指出，调整太阳照射角度同样可以带来两个地点同一时间气温的不同。寻找两个点，A点直射，B点斜射，你认为哪个点气温更高？为什么？
A
B
说一说：
在北京的冬天，此时温度如何？
此时太阳的直射北回归线还是斜射北回归线？
直射位置可能在哪儿？为什么？
如果太阳直射位置在北回归线，此时是北京的什么季节？
5. 让太阳直射点照射南回归线
现在给你一张太阳直射卡与地球。
思考：你有什么办法让太阳直射点照射到南回归线？请尝试使用两者演示实验过程。并陈述观察到的现象。
6. 太阳直射点分别照射南北回归线时，北京和悉尼分别是什么季节
根据上一步实验，我们确定了，地球的倾斜一定角度自转可以照射南回归线，那么如何让它直射北回归线呢？
说一说
当太阳直射点分别照射南北回归线时，北京和悉尼分别是什么季节？它是如何实现的？
学生2人一组， 2张太阳直射卡180°相向放置，观察太阳直射点照射地球的位置。
观察并描述太阳是如何实现照射南北回归线的？太阳和地球的关系是如何的？你发现什么规律？
7.地球的自转轴有哪些特点
请观察在“相背”放置的太阳卡两端的地球，他们的自转轴的方向有什么特点。现在我们改变其中一个地球仪自转轴的方向，观察此时太阳直射点位置发生了什么变化？说一说地球公转的要求是什么？为什么？
8. 地球的公转有哪些特点？
回想我们之前实验中四个重要的季节变化点，如何才能让太阳直射点往复南北回归线同时2次经过赤道呢？
四人一组，组内讨论，得出实验方案并进行尝试。
取出四个地球仪和四个太阳直射板，用胶带将四个太阳直射板用透明胶带粘贴，使太阳分别直射前后左右的方向。并将四个地球仪分别放在四个太阳直射板的直射处，仔细观察，每一个方向中太阳的直射点所对应的位置，并将其记录下来，看一看四个太阳能直射点的位置有什么样的特点？
优化自己的实验。
说一说，在这四个直射点时，对应北半球的季节分别是什么？
将实验结果填写在实验记录单上。
9. 说一说：地球上的四季变化与太阳直射点变化的关系。
根据已有的实验数据，通过实验记录分析，得出当太阳直射的区域为南回归线时，北半球的季节北回归线附近是冬季；当太阳直射的区域为北回归线时，北半球的季节北回归线附近是夏季
10. 拓展活动
地球公转除了为地球带来四季变化，还带来哪些变化？
1.地球上四季的变化主要形成原因是什么？
2.南北半球的四季变化有什么关系？
3.地球的公转除了导致四季变化，还可能导致什么情况？
由于地球自转地轴与地球围绕太阳公转平面是呈一定角度的，且角度方向大小始终不变，并且地球在公转过程中太阳直射点在北回归线和南回归线之间移动，所以地球在公转过程中会形成春夏秋冬四季。当太阳直射点在北回归线时，北半球为夏天，此时南半球则为冬天，所以季节是不同的。
但是在赤道上是不分春夏秋冬的，这是因为，不论太阳直射点在北回归线还是南回归线，赤道都是会被照射到的。极昼极夜的出现也是由于地球公转过程中，当太阳直射点在北回归线时，南极是不会被照射到的，所以会出现极夜现象，北极则为极昼现象。
请你回顾本堂课的学习过程
用心记录下自己的成长与收获吧！

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