资源简介

(共19张PPT)
3.5影长的四季变化
教学目标：
1. 科学观念
学生能认识同一地点正午太阳高度随四季变化的规律，理解太阳高度与物体影长呈反比关系（太阳高度越大，影长越短）。
学生能了解古人利用圭表观测日影四季变化的原理，感知其蕴含的天文与节气智慧。
2. 科学思维
学生能通过分析数据（如北京地区日出日落及太阳高度角表），归纳出正午影长“夏短冬长、春秋适中”的周期性变化规律。
学生能运用模拟实验（手电筒模拟太阳）的结果，类比推理真实环境中太阳位置与影长的因果联系。
3. 探究实践
学生能动手制作简易圭表，并在正午时分进行实际观测与记录，完成影长变化的数据记录单。
学生能设计模拟实验，通过调节“太阳”（手电筒）高度观察影子长短变化，验证古人的观测发现。
4. 态度责任
学生在长期观测与模拟活动中，保持对自然现象的好奇心，养成实事求是的科学记录习惯。
学生能体会古代劳动人民观测自然的智慧，激发探索天文现象与传统科技的兴趣。
教学重难点：
教学重点
掌握四季正午影长的变化规律：结合教材“古人的观测发现”，明确春/秋影长中等、夏至最短、冬至最长，并理解其与太阳高度角（夏至73.5°、冬至26.5°）的对应关系。
理解圭表的工作原理与制作：认识圭表结构（圭面与表），通过制作简易圭表与模拟实验，掌握“立表见影”及测量影长的方法。
教学难点
抽象概念的具象化（模拟与真实对应）：教材中用手电筒模拟不同高度太阳，学生需准确建立“光斑大小/太阳高度”与“影子长短”的空间对应关系，理解太阳斜射与直射对影长的影响。
实际观测的控制变量与长期性：研讨中提出“如果不在正午时分进行观察可以吗”，学生需理解正午（太阳高度最大）作为观测基准的必要性；同时，实际四季变化需长期记录，如何在课堂内通过数据与模拟达成对全年规律的完整认知是思维难点。
回顾：
地球自转的特点：
地球自转的自转中心是？
自转周期是？
地球自转的方向是？
聚焦：
在同样的上学时间，季节不同，日出时间相同吗？
在同样的上学时间，季节不同，影子的长度相同吗？
四季变化，年复一年，影子长度的变化有规律吗？它和太阳高度的变化有什么关系呢？
探索：
古人是怎样观察日影的四季变化规律的？
圭表
圭
表
探索：
制作一个简易圭表
长白纸 有孔卡纸 尺子 铅笔 双面胶
探索：
怎样制作一个简易圭表？
冬至时的影长要小于圭面的最长刻度
观察光斑
观察影子长度
探索：
为了方便观察和比较，我们选取一些特殊日期的正午时分来观察。
春季：春分（3.21前后）
夏季：夏至（6.22前后）
秋季：秋分（9.23前后）
冬季：冬至（12.22前后）
探索：
同一地点，一年四季正午时分太阳的位置不同；太阳照射地面的角度也不同。
夏至时太阳最高，冬至时太阳最低，而春分、秋分的太阳高度在夏至和冬至之间。
探索：模拟实验
模拟实验：用手电筒模拟太阳的不同位置，观察影子的长度变化和光斑的大小变化。
探索：
模拟不同时节的太阳高度 光斑大小 （用大、中、小表示） 影长
（圭面读数结果（厘米））
春分
夏至
秋分
冬至
我的发现 中
影长：圭上“0刻度”到小孔所成光斑中心位置的距离
大
中
小
春分、秋分太阳高度中，光斑中，影长中
夏至太阳高度大，光斑小，影长短
冬至太阳高度小，光斑大，影长长
探索：
模拟实验结果：
研讨：
同一地点，四季交替，正午时分物体的影长会怎样有规律地变化？
夏至→秋分→冬至，影长变 。
冬至→春分→夏至，影长变 。
时影长最短。
时影长最长。
长
短
夏至
冬至
研讨：
如果不在正午时分进行观察可以吗？应该注意什么？
拓展：
练一练：
1.在同一地点的正午时分，一年四季物体的影长变化规律是（ ）。
A. 春季最短，夏季最长
B. 夏至最短，冬至最长
C. 秋季最短，冬季最长
D. 冬至最短，夏至最长
B
练一练：
2. 正午时分，物体的影长与太阳高度的关系是（ ）。
A. 太阳高度越大，影长越长
B. 太阳高度越大，影长越短
C. 太阳高度变化，影长不变
D. 太阳高度越小，影长越短
B
练一练：
3.古人利用“圭表”观测日影来确定节气，如果要在一年中持续测量并对比正午影长，必须注意（ ）。
A. 每天任意时间测量，只要天气晴朗
B. 必须在每天正午测量，保持时间一致
C. 表的高度可以每天随意调整
D. 只有在夏至和冬至两天进行测量
B

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