资源简介

人教鄂教版四年级下册《阳光下的影子》教学设计
一、教学目标
（一）核心素养目标
科学观念：明确一天中阳光下物体影子的长短、方向变化规律；建立影子形成与太阳位置的关联，知道影子方向始终与太阳方向相反，影长与太阳高度成反比；了解影子规律在古代计时、定方向中的应用。
科学思维：能通过对观测数据的整理、分类、对比与归纳，自主总结出影子的日变化规律，培养逻辑推理、归纳概括的科学思维能力；能建立太阳位置变化与影子变化的因果关联，形成严谨的科学论证逻辑。
探究实践：能独立制定完整的阳光下影子观测计划，规范使用指南针、尺子等工具完成室外定点观测、数据记录；能将原始观测数据整理为规范的统计表、柱状图，提升动手操作、数据处理与系统科学探究的能力。
态度责任：通过了解圭表、日晷等古代发明，感受中国古人利用自然规律的智慧，激发对天文现象与光影科学的探究兴趣；培养严谨求实、尊重数据的科学态度，乐于小组合作探究，能主动将科学知识与生活实际建立联系。
（二）知识与技能目标
能准确说出一天中阳光下物体影子长短、方向的变化规律。
掌握阳光下影子的定点观测方法，能规范完成观测、记录与数据整理。
了解圭表、日晷、正方案的工作原理，知道影子规律在生活与生产中的应用。
（三）过程与方法目标
通过提出问题 — 制定计划 — 实操观测 — 分析数据 — 总结规律 — 拓展应用的完整科学探究流程，自主完成对阳光下影子变化规律的探究，掌握科学观测与数据分析的基本方法。
（四）情感态度与价值观目标
乐于参与小组合作探究，主动观察、思考生活中的光影现象，体会科学探究的乐趣，树立尊重自然规律、严谨求实的科学精神。
三、教学重难点
教学重点：一天中阳光下物体影子的长短、方向变化规律；科学的观测与数据记录方法。
教学难点：通过对观测数据的整理、分析，自主归纳总结影子的日变化规律，理解太阳位置变化与影子变化的因果关系。
四、教学准备
教师准备
《阳光下的影子》PPT 课件、实验操作示范视频、指南针、木质小短杆、橡皮泥、A4 记录纸、板夹、直尺、铅笔、室外开阔观测场地提前规划。
学生准备（分组配备）
木质小短杆 1 根、橡皮泥 1 块、A4 记录纸 1 张、板夹 1 个、直尺 1 把、铅笔 1 支、指南针 1 个。
五、教学过程
（一）情境导入，提出问题（5 分钟）
情境激趣：教师播放 PPT 第 1-2 页，展示阳光下孩子们观察影子的图片、旗杆在阳光下的影子实景图，提问：“同学们，我们每天都能在阳光下看到影子，它就像我们形影不离的好朋友。大家有没有仔细观察过，操场上的旗杆，它的影子在一天里会有什么不一样的变化？”
学生自由发言，分享自己的生活观察。
聚焦核心问题：教师引导学生提出核心探究问题 ——一天中，阳光下物体的影子到底是怎么变化的？
板书课题，正式开启本课探究。
（二）规划探究，制定方案（10 分钟）
任务驱动：教师提问：“要解开这个问题，我们不能只靠猜，要通过科学的观测来找到答案。那要完成一次科学的观测，我们首先要做什么？” 引导学生说出 “制定观测计划”。
小组讨论：教师播放 PPT 第 3 页，引导学生以 4 人小组为单位，讨论：完成本次观测，需要准备哪些材料？要在什么样的场地进行？观测的步骤是什么？需要记录哪些内容？
全班交流，教师梳理补充，结合 PPT 第 4-10 页，明确完整的观测方案：
观测材料：小短杆、橡皮泥、记录纸、板夹、尺子、铅笔、指南针。
场地要求：开阔、无遮挡、阳光能直射的平整空地。
方向标定：用指南针或太阳方位口诀 “面向太阳，前面是南，后面是北，左面是东，右面是西” 标定方向，在记录纸上标注 “上北下南，左东右西”，绘制同心圆辅助记录。
装置搭建：将小短杆垂直固定在记录纸圆心，用橡皮泥加固，避免倒伏。
观测频次：每个课间 / 每隔 1 小时观测 1 次，持续至放学 / 太阳落山。
记录要求：每次观测需标注时间，准确画出影子的位置、长度，记录影子的方向。
教师播放 PPT 第 5 页的实验操作示范视频，完整演示观测全流程，强调操作规范与记录要点。
（三）动手实践，观测记录（15 分钟）
教师带领学生前往提前规划的室外观测场地，强调安全注意事项与操作纪律。
学生分组完成观测装置搭建，标定方向，固定小短杆，完成首次观测与记录。
教师巡回指导，针对学生的方向标定、装置固定、记录规范等问题进行一对一纠正，确保所有小组都能完成规范的观测与记录。
学生完成首次观测后，教师引导学生明确后续观测的时间节点与记录要求，为后续持续观测做好铺垫。
（四）分析数据，总结规律（10 分钟）
学生回到教室，教师引导学生以小组为单位，整理本组的观测记录，检查数据的完整性，对应 PPT 第 11 页。
教师播放 PPT 第 12-14 页，引导学生将观测数据整理到规范的统计表中，同时学习用柱状图直观展示影长的变化，明确横轴为观测时间、纵轴为影长的绘制规范。
小组合作探究：结合统计表与柱状图，小组内讨论分析 2 个核心问题：① 一天中，阳光下物体影子的长短有什么变化规律？什么时候最长？什么时候最短？② 一天中，影子的方向有什么变化规律？和太阳的方向有什么关系？
全班交流分享，教师结合 PPT 第 15-17 页，梳理并板书核心规律：
影长变化规律：一天中，阳光下物体的影子长短变化为 “长 — 短 — 长”。清晨和傍晚太阳位置低，影子最长；正午太阳位置最高，影子最短。
影向变化规律：影子的方向始终与太阳的方向相反。太阳东升西落，影子的方向从西向东变化，正午太阳在正南，影子指向正北。
（五）拓展延伸，联系生活（5 分钟）
教师播放 PPT 第 18-20 页，提问：“我们今天通过探究发现了影子的变化规律，其实我们的古人在几千年前就发现了这个规律，还利用这个规律发明了很多了不起的工具，大家想知道是什么吗？”
教师依次介绍圭表、日晷、正方案的结构与工作原理：
圭表：利用正午表影的长短变化，推算节气与一年的时间，是古代的天文历法工具。
日晷：利用晷针影子的位置变化计量时间，是古代的 “时钟”。
正方案：利用影子的方向变化测定准确的南北方向，是古代的定向工具。
引导学生感受中国古人的智慧，体会科学规律与生活、生产的紧密联系，拓展学生的科学视野。
（六）课堂总结，布置作业（5 分钟）
课堂回顾：教师结合板书，引导学生共同回顾本课核心内容 —— 影子的日变化规律、科学的观测方法、影子规律的古代应用。
教师播放 PPT 第 21-22 页，梳理本课核心知识点，强化学生的科学认知。
布置分层作业：
基础作业：完成本课观测数据的统计表与柱状图，标注出影子变化的核心规律。
拓展作业：搜集并阅读日晷的相关资料，了解日晷的分类、使用方法，尝试制作一个简易的日晷模型。
实践作业：持续完成一天的影子观测，完善观测记录，验证本课总结的影子变化规律。
六、板书设计
阳光下的影子
一、影子的日变化规律
长短变化：长 — 短 — 长清晨 / 傍晚最长 → 正午最短
方向变化：与太阳方向始终相反西 → 北 → 东
二、科学观测方法
定方向：上北下南，左东右西
定装置：短杆垂直固定在圆心
定记录：标注时间、影长、方向
三、古代应用
圭表（定节气）、日晷（计时）、正方案（定方向）《阳光下的影子》教学讲稿
一、 导入：发现问题
(教师播放 PPT 第 1 页，展示阳光下孩子们观察影子的图片)
师： 同学们好！大家看，阳光下，这两个小朋友在做什么呢？
(引导学生回答：他们在观察自己的影子)
师： 说得真好！我们每天都能看到影子，它就像我们形影不离的好朋友。那大家有没有仔细观察过，比如操场上的旗杆，它的影子在一天中会有什么样的变化呢？
(点击 PPT 第 1 页)
师： 大家看，这是旗杆在阳光下的影子。谁能告诉我，旗杆在什么条件下才会产生影子呢？
(引导学生回答：有阳光的时候)
师： 没错！有光才会有影子。那这节课，我们就一起来当一回小小科学家，通过亲手观测，揭开 “阳光下的影子” 在一天中的变化秘密！
二、 探究一：制定观测计划
(点击 PPT 第 3 页)
师： 要进行科学的观测，我们不能盲目行动，首先要做什么呢？对啦，要制定一个详细的计划！那么，要观测和记录阳光下物体影子的变化，我们需要准备哪些材料和工具呢？大家看屏幕。
(指着 PPT 上的图片)
师： 我们需要 A4 记录纸、板夹、尺子、笔，还有一个作为遮挡物的小短杆。同时，我们还要选择一个开阔、没有遮挡的空地，确保阳光能照到我们的遮挡物上。最重要的是，我们要明确我们的观测和记录方法。
(点击 PPT 第 4 页)
师： 那具体要怎样进行观测和记录呢？大家看，为了方便读数和记录影子的方向，我们可以在记录单上画一些同心圆，并且在中心标注好方向，记住我们的口诀：“上北下南，左东右西”。这样，我们就能准确地记录下影子的位置了。
(点击 PPT 第 6 页)
师： 在室外，我们怎么确定方向呢？我们可以用指南针。如果没有指南针，我们也可以根据太阳的位置来判断。大家跟我一起念这个口诀：“面向太阳，前面是南，后面是北，左面是东，右面是西。” 确定好方向后，我们就可以把画好同心圆的纸板放在地上了。
(点击 PPT 第 7 页)
师： 接下来，我们的遮挡物，也就是这个小短杆，应该放在哪里呢？对啦，要垂直放在纸板的中心。为了让它更牢固，不容易被风刮倒，我们可以用橡皮泥把它固定住。
(点击 PPT 第 8 页)
师： 我们要观测多长时间呢？我们可以每个课间观测一次，或者每隔一小时观测一次，一直持续到放学或者太阳落山。
(点击 PPT 第 9 页)
师： 每次观测的时候，我们需要记录哪些内容呢？大家看，我们需要画出影子的位置和长短，并且一定要标注好观察的时间。这样我们才能发现影子随时间变化的规律。
三、 探究二：动手观测与记录
(点击 PPT 第 5 页)
师： 好了，计划制定完毕，现在让我们通过一个视频来完整地看一下观测的过程。大家要仔细看哦，看看视频里的同学是怎么做的。
(播放实验视频)
师： 视频看完了，大家都清楚了吗？现在，就让我们带上我们的工具，到操场上去，开始我们的观测吧！
(学生分组到室外进行观测，教师巡回指导，提醒学生注意安全和记录准确)
四、 探究三：分析数据，发现规律
(学生回到教室，手里拿着记录单)
(点击 PPT 第 11 页)
师： 同学们辛苦了！我看到大家都记录了满满的数据。现在，请以小组为单位，收集一下你们的观察记录信息，检查一下记录是否完整。
(学生小组内交流、整理数据)
(点击 PPT 第 12 页)
师： 为了更清晰地看到影子的变化，我们可以把记录的数据整理到一个统计表里。大家看，表格里有时间、影长和方向三列。现在，请各小组把你们的数据填到这个表格里。
(学生填写统计表)
(点击 PPT 第 13 页)
师： 大家看，这是某组同学记录的数据，非常详细。除了表格，我们还有没有更直观的方法来展示这些数据呢？对了，我们可以画柱状图！柱状图能非常直观地反映事物的变化规律。
(点击 PPT 第 14 页)
师： 制作柱状图时，我们要注意，横轴是时间，纵轴是影长。我们要根据记录的数据，在对应的时间和影长位置画出柱子。
(点击 PPT 第 15 页)
师： 大家看，这就是根据刚才那组数据画出的柱状图。现在，请大家分组讨论一下，从这个图里，你们发现了什么？一天中阳光下物体的影子是怎样变化的？什么时候影子最长？什么时候影子最短？
(学生分组讨论，然后派代表发言)
(点击 PPT 第 16 页)
师： 同学们总结得非常棒！我们来看大屏幕。通过观察，我们发现：一天中，影子的长度变化规律是 “长 — 短 — 长”。清晨的时候影子很长，然后逐渐变短，到中午的时候最短，过了中午又开始变长，到太阳快要落山时最长。这说明了什么呢？对，太阳最高的时候影子最短，太阳位置最低的时候影子最长。
(点击 PPT 第 17 页)
师： 我们再来看影子的方向。大家发现了吗？影子的方向和太阳的方向总是怎么样的？
(引导学生回答：相反的)
师： 完全正确！太阳从东边升起，影子就在西边；太阳在南边，影子就在北边；太阳从西边落下，影子就指向东边。所以我们得出一个结论：影子总是和太阳的方向相反。
五、 拓展与应用：古人的智慧
(点击 PPT 第 18 页)
师： 我们今天通过努力发现了影子的变化规律，其实我们的古人很早就发现了这个秘密。他们发现，不同季节的影子长度也不一样，冬天的影子长，夏天的影子短。于是，他们发明了 “圭表”，利用正午时表的影子长短来推算节气和一年的时间。
(点击 PPT 第 19 页)
师： 古人还利用影子位置的变化来计时，发明了 “日晷”。大家看，这就是日晷，它就像一个古代的时钟，通过晷针影子的位置来计量时间。
(点击 PPT 第 20 页)
师： 古人还根据影子的规律制造了测定方向的仪器 —— 正方案。我们的祖先是不是非常有智慧？
六、 课堂总结与作业
(点击 PPT 第 21 页)
师： 好了同学们，今天这节课我们收获满满！我们学会了如何制定观测计划，如何动手观测和记录，最重要的是，我们发现了一天中影子的变化规律：长度上是 “长 — 短 — 长”，方向上总是和太阳相反。
(点击 PPT 第 22 页)
师： 课后，请同学们继续搜集和阅读关于日晷的资料，进一步了解它的结构、工作原理和使用方法。相信你们会有更多有趣的发现！今天的课就上到这里，同学们再见！(共22张PPT)
阳光下的影子
人教鄂教版四年级下册
《影子的变化》
提出和聚焦问题
你注意过旗杆和它的影子吗？
旗杆在什么条件下会产生影子？
同学们！旗杆
的影子在一天
中会有什么样
的变化？
科学实践
观测阳光下物体的影子
（一）制订观测计划
观测和记录阳光
下物体影子的变
化需要准备哪些
材料和工具？
A4记录纸、板夹尺、
笔、直尺、遮挡物
选择开阔无遮挡的空地
上观测，确保阳光能照
射到被观测的物体上。
明确和观测
记录方法
科学实践
观测阳光下物体的影子
怎样进行观测和记录？
为了方便读数，
可以在记录单
上画一些同心圆
再标注好方向。
上北下南，
左东右西。
科学实践
观测阳光下物体的影子
观测记录一天中阳光下物体的影子（实验视频）
科学实践
观测阳光下物体的影子
我们怎样确定观测方向？纸板放到哪 ？
可以用指南针确定方位
面向太阳，前面是南，后面是北，左面是东，右面是西。
方向口诀
根据太阳的照射角度，确定方向，把纸板放在地上。
科学实践
观测阳光下物体的影子
垂直放在纸板的中心。遮挡物长度要适中。即遮挡物的影子最长时，影子都能完全落在同心圆范围内或者完全落在平板上，不能超出纸板。
建议用橡皮泥固定小短杆，比较牢固，不易被风刮到。
阻挡物放在哪儿？
科学实践
观测阳光下物体的影子
多长时间观测一次？持续观测多长时间？
每个课间观测一次（或每隔一小时观测一次）。持续到放学或太阳落山。
科学实践
观测阳光下物体的影子
每隔一段时间要观察和记录哪些内容？
影子的位置和长短，观察的时间。
科学实践
观测阳光下物体的影子
视频小结：阳光下物体影子的观察记录方法
科学实践
观测阳光下物体的影子
（三）一天中阳光下物体的影子变化规律
以组为单位，收集观察记录信息，检查记录信息是否完整？
科学实践
观测阳光下物体的影子
按照影子观测信息统计表，再次整理观测信息。
科学实践
观测阳光下物体的影子
这是某组同学通过认真持续的观察与记录所测得的数据，请画出柱状图。
科学实践
观测阳光下物体的影子
柱状图是整理信息的方法之一，能直观反映事物的变化规律。制作柱状图时应注意哪些问题？
制作柱状图时，注意时间坐标是以整点为标记的，要对记录的数据进行选择。
科学实践
观测阳光下物体的影子
讨论：①一天中阳光下物体的影子
是怎样变化的？
②什么时候影子最长？
③什么时候影子最短？
科学实践
观测阳光下物体的影子
清晨长，逐渐变短，中午最短，然后变长，到太阳偏西快落山时最长。
太阳最高时影子最短，太阳位置最低时，影子最长。
我的发现
长—短—长
科学实践
观测阳光下物体的影子
影子总是和太阳的方向相反
影子方向变化：西→偏北→东
太阳方向变化：动→偏南→西
扩展与应用
古人利用影子制造的测量仪器
一年中不同的日子，影子的长度也是不一样的。同一个物体，冬天的影子长，
夏天的影子短。经过长期的观测，人们发现影子的长度能够标志季节的更替，
于是发明了圭表。
圭表 利用正午时表的影子长短推算节气和一年时间的仪器。
扩展与应用
古人利用影子制造的测量仪器
古人在长期的观察与实践中，发现了阳光下物体影子的变化规律，并且想到利用它来计时，于是发明了日晷。
日晷 利用晷针影子位置的变化计量时间的仪器。
扩展与应用
古人利用影子制造的测量仪器
古人根据影子的变化规律制造的测定方向的仪器——正方案。
正方案 用于测定方向的仪器。
板书设计
阳光下的影子
制订计划
准备观测材料和工具
选择观测地点
明确观测和记录方法
影子变化规律
确定方向，摆放遮挡物
定时观测，画出影子
标出时间，写出方向
观测方法
清晨长，逐渐变短，中午最短，然后变长，到太阳偏西快落山时最长。
太阳最高时影子最短，太阳位置最低时，影子最长。
影子总是和太阳的方向相反。
布置作业
请学生课后搜集并阅读
关于日晷的资料，进一
步了解日晷的结构、工
作原理和使用方法。

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