资源简介

《7.四季变化》教学设计
2026-2027学年新教材科学教科版六年级上册
【教材分析】
本课是教科版六年级上册“地球的运动”单元的核心探究课，锚定“地球运动与四季变化的因果关系”这一单元核心问题，衔接学生对地球自转、公转的基础认知与四季现象的生活经验。课程以“探究四季成因”为主线，通过模拟实验、数据建模、逻辑论证等活动，帮助学生突破“日地距离决定四季”的前概念，建构“地球公转+地轴倾斜→太阳直射点移动→热量分配差异→四季变化”的科学逻辑，为后续学习二十四节气、极昼极夜等内容搭建概念桥梁。教学中注重落实地球与宇宙科学领域“宇宙中的地球”“物质运动与相互作用”等大概念，引导学生从现象描述转向本质推理，提升科学探究与思维能力。
【学情分析】
六年级学生已积累丰富的四季感性经验，能准确描述气温、昼夜长短、影子长短等季节特征，且通过前序课程掌握了地球自转、公转的基本规律。但学生普遍存在认知误区：将四季成因归因于日地距离远近，无法区分太阳直射/斜射与日地距离对气温的影响；抽象思维虽有发展，但对“地轴倾斜方向不变”这一关键条件的作用理解模糊。学生动手探究欲望强烈，具备小组合作基础，可借助模拟实验的具象化操作，结合数据分析逐步建立科学概念。
【教学目标】
科学观念
1. 理解四季变化是地球围绕太阳公转且地轴始终保持约23.5°倾斜（方向不变）共同作用的结果。
2. 掌握太阳直射点移动、昼夜长短变化、正午太阳高度差异是影响四季气温的核心因素，明确三者与热量分配的因果关系。
3. 知晓南北半球季节相反的特点，能举例说明夏至、冬至、春分、秋分的典型地理现象（如夏至北半球昼最长夜最短）。
科学思维
1. 通过对比模拟实验中不同公转位置的现象差异，归纳四季变化的共同成因，形成“具象实验→数据整理→抽象规律”的归纳思维。
2. 能基于实验证据推理地球运动与四季的逻辑联系，运用“建模法”解释天体运动的抽象过程，建立“现象→证据→结论”的科学论证逻辑。
3. 能辨析“日地距离”与“太阳直射角度”对气温的影响，批判性纠正前概念误区，提升逻辑思辨能力。
探究实践
1. 能自主制定地球公转模拟实验计划，规范使用手电筒（太阳）、地球仪（地球）、公转轨道贴纸等材料，准确设置地轴倾斜角度，完成春分、夏至、秋分、冬至四个关键位置的操作。
2. 会用标杆、量角器、记录单等工具，精准测量并记录不同位置的太阳直射纬度、标杆影子长度、昼夜区域范围，收集有效实验数据。
3. 能对实验数据进行整理、对比（如绘制柱状图），分析关键变量差异，撰写实验结论，验证四季成因的假设。
态度责任
1. 对探究四季变化的本质充满好奇心，积极参与小组合作实验，乐于分享观察发现与推理过程。
2. 养成基于证据思考问题的习惯，不依赖主观经验下结论，树立严谨的实证意识。
3. 感受地球运动与人类生活的紧密联系，能用四季成因知识解释冬奥会举办季节、太阳能热水器角度调整等生活现象，形成科学应用意识。
【教学重难点】
重点：通过模拟实验观察太阳直射点、昼夜长短、正午太阳高度的变化，理解四季变化是地球公转与地轴倾斜共同作用的结果。
难点：建立地轴倾斜方向不变与太阳直射点移动的逻辑关联，区分太阳直射/斜射与日地距离对气温的影响，纠正前概念误区。
【材料准备】
教师准备
多媒体课件（四季体感视频、地球公转动态模型、地轴倾斜动画、南北半球季节差异实景资料）、大号地球仪、强光手电筒、模拟太阳光源装置、标杆、量角器、白板、实验数据汇总柱状图模板、实时正午影子观测视频。
学生小组准备
小号地球仪、手电筒、标杆、量角器、实验记录单、铅笔、彩色笔、胶带（固定地轴倾斜角度）、公转轨道贴纸、直尺。
【教学过程】
一、导入：体感唤醒+认知冲突，聚焦核心问题
1. 体感互动：播放“夏天晒太阳”与“冬天晒太阳”的短视频，提问：“同样是晒太阳，夏天和冬天的感受有什么不同？为什么会这样？”引导学生结合生活经验说出气温、光照角度的差异。
2. 认知冲突：展示地球公转轨道示意图，标注“北半球夏季时地球距太阳约1.52亿千米，冬季时约1.47亿千米”，提问：“为什么离太阳更远时反而更热？四季变化的真正原因是什么？”引发学生认知矛盾。
3. 揭示课题：今天我们通过实验探究《四季变化》，揭开地球运动与四季交替的科学秘密。
设计意图：用体感体验唤醒生活经验，通过真实数据制造认知冲突，快速聚焦核心问题，激发学生探究欲望。
二、探索：分层探究，建构四季成因概念
活动1：梳理四季特征，提出科学假设
1. 小组任务：用思维导图形式在记录单上梳理四季的气温、昼夜长短、正午影子长度的变化特征，标注自己认为可能的影响因素。
2. 全班交流：各小组展示思维导图，共同总结：“夏季：气温高、昼长夜短、影子短；冬季：气温低、昼短夜长、影子长；春秋季：特征过渡明显。”
3. 提出假设：引导学生基于特征提出假设：“四季变化可能与太阳照射的角度、时间长短有关？地轴倾斜会不会是关键？”
活动2：模拟地球公转实验，探究关键变量
1. 实验研讨：小组讨论实验方案，明确控制变量：手电筒位置固定（模拟太阳不动）、地轴始终保持23.5°倾斜且方向不变、地球仪沿公转轨道贴纸缓慢移动。
2. 实验指导：明确观察与记录要点：
定位春分（赤道正对太阳）、夏至（北回归线正对太阳）、秋分（赤道正对太阳）、冬至（南回归线正对太阳）四个位置；
记录：①太阳直射的纬度；②标杆影子长度（用直尺测量）；③昼夜半球范围（用彩笔在记录单上画出）。
3. 小组实验：学生分组操作，教师巡视指导，重点提醒“地轴倾斜方向不变”“手电筒与地球仪距离一致”等关键细节。
活动3：分析实验数据，建构科学概念
1. 数据可视化：各小组提交数据，教师在白板上汇总并绘制“不同季节影子长度柱状图”“昼夜长短对比图”。
2. 对比论证：引导学生讨论：
夏至时北半球影子最短→太阳高度最高→单位面积获得热量最多；冬至时影子最长→太阳高度最低→获得热量最少；
地轴倾斜方向不变，导致公转过程中太阳直射点在南北回归线之间移动，进而引起昼夜长短和太阳高度的周期性变化。
3. 概念验证：结合数据明确：四季变化的本质是地球公转+地轴倾斜，导致不同季节太阳热量分配差异，而非日地距离的影响。
设计意图：通过“梳理特征→设计实验→数据分析”的分层探究，将抽象天体运动具象化，让学生在自主探究中建构科学概念，落实探究实践能力。
三、研讨：整合认知+拓展应用，深化概念理解
1. 概念梳理：提问“四季到底是怎样形成的？”引导学生用完整逻辑表述：“地球围绕太阳公转，且地轴始终保持约23.5°倾斜（方向不变），导致太阳直射点在南北回归线之间移动，不同季节的太阳高度、昼夜长短不同，热量分配差异明显，从而形成四季。”
2. 误区辨析：展示“日地距离差异与直射角度热量差异对比数据”（直射时热量是斜射的3-5倍，日地距离差异仅约3%），讨论：“为什么北半球夏季离太阳更远却更热？”明确：太阳直射角度是决定气温的核心因素，日地距离影响可忽略。
3. 应用拓展：引导学生用知识解释生活现象：
南北半球季节相反：2026年米兰冬奥会在2月举办，此时北半球是冬季，南半球澳大利亚正值夏季；
太阳能热水器调整：夏季将热水器支架角度调小，让太阳直射集热管，提高加热效率；
农业生产：北方地区春种秋收，利用春季气温回升、光照充足的条件促进作物生长。
4. 教师小结：地球公转与地轴倾斜是四季变化的根源，我们可以用今天的知识解释更多地球运动相关现象，探索宇宙的奥秘。
设计意图：通过结构化提问整合实验认知，用数据强化误区辨析，结合生活与时事案例拓展应用，深化概念理解，感受科学的实用价值。
四、拓展：课后延伸，巩固提升素养
1. 长期观察任务：连续观察一个月的正午影子长度，同时记录当地每日最高气温，对比影子长度与气温的变化规律，验证四季与太阳高度的关系。
2. 模型制作任务：用硬纸板、橡皮泥、手电筒等材料制作“四季成因动态模型”，标注公转方向、地轴倾斜角度、四个关键节气的直射位置，录制演示视频，下节课分享制作思路与原理。
3. 资料探究任务：查阅二十四节气与四季的对应关系，制作“节气科普卡”，标注春分、夏至、秋分、冬至的太阳直射位置、昼夜长短特征及农业习俗，下节课进行小组交流。
设计意图：将课堂探究延伸至课外，通过观察、制作、资料探究等活动，巩固概念认知，提升动手实践能力与科学视野。
【板书设计】
7.四季变
季节 太阳直射点 正午太阳高度 昼夜长短 气温
夏至（夏） 北回归线 高 昼长夜短 高
冬至（冬） 南回归线 低 昼短夜长 低
春分/秋分（春秋） 赤道 适中 昼夜等长 适中
化
一、四季成因
地球公转 + 地轴倾斜（约23.5°，方向不变）→ 太阳直射点移动 → 热量分配差异 → 四季变化
二、核心变量对比
三、关键结论
太阳直射角度是决定季节气温的核心因素；南北半球季节相反。

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