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苏教版科学四年级下2.8《太阳钟》教学设计
课题
太阳钟
单元
2
学科
科学
年级
4
学习目标
1、知识与技能（1）影子产生的条件：光源、遮挡物、屏（2）一天中影子变化规律：长——短——长（3）影子的长度和位置是随着太阳的高度的变化而变化。（4）影子总出现在背光的一面，其方向与太阳的运动方向相反。（5）古人利用影子一天内方向的变化制造计时工具——日晷。2、过程与方法（1）实验探究物体影子的长短和方向的变化（2）实验观察物体的影子是怎样的随着太阳的位置变化而变化的。（3）通过观察小棒在阳光下的变化，探索物体影子在一天内的变化规律。（4）查阅资料，认识日晷的工作原理。3、情感态度价值观（1）感受古人的智慧和探究意识。（2）养成细心观察的习惯。
重点
一天内物体影子长短和方向的变化规律
难点
坚持对物体影子的观察记录。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
1、现在，只要打开手机，看看钟表，就知道几点。古人是用什么来计量时间的呢明确：用太阳来计时。日出而作，日落而息，昼夜交替就成了人类最早使用的时间单位——天。用光影来计时。2、你能根据光影的长短和方向推测出时间吗？
交流推测
创设问题情境，聚焦课堂问题，导入新课。
讲授新课
一、实验1物体影子随处可见，可大可小，方向也不断发生变化。①影子的产生需要哪些条件？
②影子的大小和方向的改变与什么有关？
③影子会消失吗？1、实验材料铅笔、橡皮、手电筒2、实验过程
①用手电筒光照射一支竖立的铅笔，观察它的影子。②改变照射的方向和高度，观察铅笔的影子有什么变化。③试试在什么情况下，影子会不见。3、温馨提示
①铅笔竖直固定在橡皮上②照射方向：直射、斜射、平射③照射高度：低、中、高④观察影子：长、短4、观察记录“研究物体影子的长短与方向的变化”记录表“研究物体影子的长短与照射高度的变化”记录表5、实验结论
影子总出现在______________________影子的方向与光的运动方向关系：__________同一物体，照射的高度与影子的关系：___________________________________在__________情况下，影子会不见。6、讨论影子的形成需要哪些条件?明确：影子产生的条件是光源、遮挡物和屏，遮挡物是不透明物体，要在其它两者之间。二、实验2早晨太阳出来了，被阳光照射的不透明的物体会产生影子。物体影子的长短与方向是怎样随“太阳”的位置变化而改变的？1、实验材料
铅笔、橡皮、手电筒、竹篾2、实验过程
太阳在天空中的位置变化轨迹呈半圆形，我们可以用竹篾来模拟天空，用手电筒来模拟太阳。把手电筒套在竹篾上，模仿太阳在天空中位置运行的变化，自东向西移动。每移动一个位置，停下来观察铅笔影子的形状和方向，并把它画下来。3、展示交流各组的观察结果
①什么情况下，影子最长？②什么情况下，影子最短？③影子的方向有什么特点？④影子长短变化有什么规律？4、实验结论物体影子的长短与方向是随“太阳”的位置变化而改变的。①“太阳”位置：低→高→低
同一物体的影子长短变化：长—短—长
同一物体的影子位置变化：西—北—东②“太阳”最高时，影子最短；太阳位置最低时，影子最长。③影子的方向与太阳的运行的方向相反。三、实验3人们是怎样根据影子的特点来计时的呢？1、实验材料小棒、铅笔、橡皮、指南针、直尺、白纸、计时器2、实验观察①把小棒插在橡皮上，固定在记录纸的观察点上。选择空旷处放置，不要移动。
②利用指南针确定方向，并在记录纸上标出来。③每隔1小时在记录纸上标出小棒的影子，并记下时间。3、阳光下物体的影子观察记录表4、视频：一天中影子的变化5、讨论小棒影子的长短、方向与太阳的位置变化有什么关系?明确：太阳早上从东方升起，所以影子在西侧，下午从西方落下，影子在东侧，所以影子的变化规律为从西到东。长短的规律为从长到短，再由短到长。正午的时候影子最短，傍晚的时候影子最长。6、这是某组的观察记录。把记录单放回原处，第二天的某个时刻再去观察，观察影子和时间是否吻合。四、古代计时工具——日晷1、古代人早就注意到太阳的移动与阳光下物体影子的变化有关系，而且这种变化是有规律的，于是制造出了计时工具。这一类计时工具在西方被称为太阳钟，在中国被称为日晷。日晷是由晷针和晷面组成。2、你认为这些日晷是怎么工作的？它们有什么不同？（展示图片）明确：“日”是太阳，“晷”是阴影，“日晷”就是太阳的阴影。日晷是利用太阳由东向西移动时，投向晷面的晷针影子慢慢地由西向东移动来计时的。赤道日晷：即日晷的晷面为赤道面。赤道式日晷是日晷世界中最重要和最常见的，也是中国古代最经典和传统的天文观测仪器。牛顿钟：著名的科学家牛顿，小时候就做过这样一个太阳钟。他在空地上插根棍子，每隔2小时，在棍影的终点放一块石头做记号，记下时间。他利用摆石头记影子，又在石头上记时间，他做的这个太阳钟据说在村上用了70多年，人们把这个太阳种称之为“牛顿钟”。立式日晷：安置在墙上。地平日晷：晷面必须严格水平。五、课堂练习1.如图所示的影子，此时是（
）
A、上午
B、中午
C、下午2.晚上，小明从路为下经过(如图所示)，对影子的变化进行了描述。下列说法正确的是(
)A、影子始终跟在人后面B、影子的清晰度是清晰一模糊一清晰C、影子的长短变化是长一短一长3.小明在研究一天中影子的变化中记录的某物体的影子的情况，正确的是(
)4.赤道日晷是利用太阳和影子什么的变化来计算时间的(
)
A、方位
B、长度
C、影子大小六、拓展提高：圭表我国最古老的计时器，利用太阳射影的长短来判断时间。它由两部分组成：直立于平地上测日影的标杆或石柱，叫做表；正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。七、作业布置用硬卡纸和指南针制作一个地平日晷提示：①在一张半圆形的硬卡纸上按第23页的活动记录标明刻度和方向。②把一张三角形的硬卡纸竖直粘贴在半圆形硬卡纸上。③利用指南针确定方向,就能根据三角形硬卡纸的投影确定时间。
思考实验观察实验记录实验分析实验讨论实验观察展示交流归纳室外观察记录观看交流继续观察阅读资料交流查阅资料独立完成阅读资料动手做做
了解物体影子的长短与方向变化特点。知道物体影子的长短与方向是随“太阳”的位置变化而改变的。认识到影子可以用来计时。了解日晷种类、结构、工作原理等。完成达标测评对课堂知识的补充培养科技制作能力
课堂小结
通过这节课的学习，我们知道光源、遮挡物和屏是影子产生的必要条件。影子总是出现在背光的一面。影子的长短和方向是随着太阳位置变化而改变。太阳高度较小，影子就长；太阳高度角大，影子就长。一天中，影子的变化规律是由长到短再到长，影子的位子变化规律是由西向北再向东。人们利用影子的规律制造日晷等计时工具来计时。
总结课堂
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2.8《太阳钟》练习
一、填空题
1、阳光下物体影子的长短随太阳在天空中的位置変化而变化,太阳位置最高时影子最_____，影子的方向总是和太阳的方向_____。
2、如图，手影游戏中形象的动物就是手的影子，需要具有_____和_____才能形成手影。
3、阳光照在旗杆上，地面会出现旗杆的影子。一天中，旗杆影子长短变化的规律是_______________。
旗杆影子的长短与太阳的位置有关，一天中旗杆的影子最短的时间是______。古人很早就利用这个规律来计时，这种利用日计时的仪器叫__________。
二、判断题，对的打√，错的打?。
1、日晷是利用一天中物体影子的変化规律来计时的。(
)
2、制作一个简易的日晷可以帮助我们找到影子变化的规律。（
）
3、同一项帽子,产生的影子形状都相同。（
）
4、影子的大小与遮挡物和光源之间的距离有关。（
）
5、太阳的高度越高，物体的影子越长。（
）
6、手电简照射下,一块长方体橡皮的影子,一直是长方形的。（
）
三、选择题，将正确的序号填在括号内。
1、如图所示的影子，此时是（
）
A、上午
B、中午
C、下午
2、晚上，小明从路为下经过(如图所示)，对影子的变化进行了描述。下列说法正确的是(
)
A、影子始终跟在人后面
B、影子的清晰度是清晰——模糊——清晰
C、影子的长短变化是长——短——长
3、小明在研究一天中影子的变化中记录的某物体的影子的情况，正确的是(
)
4、赤道日晷是利用太阳和影子什么的变化来计算时间的(
)
A、方位
B、长度
C、影子大小
5、在模拟影子发生变化的实验中,下列方法可以让影子的方向发生变化的是(
)
A、改变物体的摆放方式
B、改变光的照射角度
C、改变光照的亮度
6、奇奇看到了果树都有影子,下列说法错误的是(
)
A、果树的影子形成所需要条件是太阳(光源)、果树（遮挡物）、地面（屏）
B、果树的影子方向与太阳的方向总是相同的
C、太阳的位置变化可能会影响果树影子的长短变化
D、果树的影子形状可能与果树自身的形状有关
7、某天上午9时,小明测得一棵大树在阳光下的影子长5米，1小时前测得的大树影子长度会（
）
A、不变
B、大于5米
C、小于5米
四、连线题
地平日晷
赤道日晷
牛顿钟
立式日晷
五、综合题
1、小红为了研究阳光下影子的变化，在平地上竖直插了一根木棒。阳光下，木棒在地面上投射出一道影子。她及时记下了影子的长度(15厘米)，并每隔30分钟测量一次影子的长度。测量时，她发现影子在中午12时最短。下面是小红在4小时内测量的木棒影子长度变化的数据表。请仔细阅读，并回答下面的问题。
测量次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
影长(厘米)
15
12
10
8
6
4
6
8
10
（1）从上面的数据表中，我们能推测出该小组是在________(填“上午”“中午”或“下午”)结束测量的。
（2）从上面的数据表中可以推测，如果进行第10次测量，此时木棒影子的长度大约为________厘米。
（3）从上面的数据表中可以知道，从第1次测量到第6次测量这段时间里，影子的长度变化规律：随着时间的推移，影子越来越________?(填
“短”或“长”)。
（4）画出一天中木棒影长变化的柱状图。
2、制作日晷的操作步骤：
①在一个平板上，贴上画有________的观察纸，在纸板上______________。
②根据太阳的_______确定方向，把纸板放在平地上。
③在纸板的中心，_________立上小短杆。
④每隔一段时间观察和记录一次影子的___________。每次记录时，要标上______________。
⑤观察记录纸，寻找影子的__________。
3、图①是阳光下同一物体在不同时刻形成影子的情况，图②是阳光下不同物体在同一时刻形成影子的情况。请你根据图片分析物体在阳光下形成影子的规律。
（1）如图①，在阳光下，同一物体在不同时刻形成影子的规律是（
）。
A．方向不同，长短相同
B．方向不同，长短也不同
C．方向相同，长短不同
（2）古代的人们利用图①的现象制作出的计时器是（
）
A．日晷
B．指南针
C．地动仪
（3）在阳光下，测得旗杆的影子长2米，过了一会儿，旗杆的影子变长了。这种现象发生在（
）。
A．上午
B．下午
C．中午
（4）如图②，在阳光下，不同物体在同一时刻形成影子的规律是（
）
A．方向相同，长短也相同
B．方向相同，长短不同
C．方向不同，长短也不同
（5）阳光下，关于物体影子的变化规律正确的是（
）
A．中午的影子最短
B．早晨和下午的影子最短
C．早晨和中午的影子一样长
参考答案
一、填空题
1、短
相反
2、光源
不透明遮挡物
3、长-短-长
正午
日晷
二、判断题
1、√
2、√
3、?
4、√
5、?
6、√
三、选择题
1、B
2、C
3、B
4、A
5、B
6、B
7、C
四、连线题
地平日晷
赤道日晷
牛顿钟
立式日晷
五、综合题
1、（1）下午
（2）12
（3）短
（4）
2、同心圆
标注方向
照射角度
竖直地
位置和长短
观察的时间
变化的规律
3、（1）B
（2）A
（3）B
（4）B
（5）A
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太阳钟
科学苏教版
四年级下
新知导入
现在，只要打开手机，看看钟表，就知道几点。古人是用什么来计量时间的呢？
新知导入
用太阳来计时
日出而作，日落而息，昼夜交替就成了人类最早使用的时间单位——天。
新知导入
用光影来计时
新知导入
你能根据光影的长短和方向推测出时间吗？
新知讲解
实验1
物体影子随处可见，可大可小，方向也不断发生变化。
①影子的产生需要哪些条件？
②影子的大小和方向的改变与什么有关？
③影子会消失吗？
你想过吗？
新知讲解
实验材料
铅笔
橡皮
手电筒
新知讲解
实验过程
①用手电筒光照射一支竖立的铅笔，观察它的影子。
②改变照射的方向和高度，观察铅笔的影子有什么变化。
③试试在什么情况下，影子会不见。
新知讲解
温馨提示
①铅笔竖直固定在橡皮上
②照射方向：直射、斜射、平射
③照射高度：低、中、高
④观察影子：长、短
新知讲解
照射方向
平射
斜射
直射
影子长短
“研究物体影子的长短与方向的变化”记录表
最长
长
最短
“研究物体影子的长短与照射高度的变化”记录表
照射高度
低
中
高
影子长短
最长
长
最短
新知讲解
影子总出现在______________________
影子的方向与光的运动方向关系：__________
同一物体，照射的高度与影子的关系：_______________________________________________
在__________情况下，影子会不见。
相反
照射高度大，影子短；照射高度小，影子长。
没有光
实验结论
物体背光的一面
新知讲解
影子的形成需要哪些条件?
影子产生的条件是光源、遮挡物和屏，遮挡物是不透明物体，要在其它两者之间。
新知讲解
物体影子的长短与方向是怎样随“太阳”的位置变化而改变的？
早晨太阳出来了，被阳光照射的不透明的物体会产生影子。
实验2
新知讲解
实验材料
铅笔
橡皮
手电筒
竹篾
新知讲解
太阳在天空中的位置变化轨迹呈半圆形，我们可以用竹篾来模拟天空，用手电筒来模拟太阳。
把手电筒套在竹篾上，模仿太阳在天空中位置运行的变化，自东向西移动。每移动一个位置，停下来观察铅笔影子的形状和方向，并把它画下来。
实验过程
新知讲解
展示交流各组的观察结果
交流内容
①什么情况下，影子最长？
②什么情况下，影子最短？
③影子的方向有什么特点？
④影子长短变化有什么规律？
新知讲解
物体影子的长短与方向是随“太阳”的位置变化而改变的。
①“太阳”位置：低→高→低
同一物体的影子长短变化：长—短—长
同一物体的影子位置变化：西—北—东
②“太阳”最高时，影子最短；太阳位置最低时，影子最长。
③影子的方向与太阳的运行的方向相反。
实验结论
新知讲解
实验3
人们是怎样根据影子的特点来计时的呢？
实验材料
小棒、铅笔、橡皮、指南针、直尺、白纸、计时器
新知讲解
①把小棒插在橡皮上，固定在记录纸的观察点上。选择空旷处放置，不要移动。
②利用指南针确定方向，并在记录纸上标出来。
实验过程
③每隔1小时在记录纸上标出小棒的影子，并记下时间。
新知讲解
?
时间（每隔1小时）
?太阳位置变化
小棒影子变化
6：00
?东偏南
长度
_______米
方向（位置）
西偏北
?
?向
移
长度
米
方向（位置）
向
移
厘米
?
?
阳光下物体的影子观察记录表
新知讲解
视频：一天中影子的变化
新知讲解
小棒影子的长短、方向与太阳的位置变化有什么关系?
太阳早上从东方升起，所以影子在西侧，下午从西方落下，影子在东侧，所以影子的变化规律为从西到东。长短的规律为从长到短，再由短到长。正午的时候影子最短，傍晚的时候影子最长。
新知讲解
这是某组的观察记录。把记录单放回原处，第二天的某个时刻再去观察，观察影子和时间是否吻合。
新知讲解
古代人早就注意到太阳的移动与阳光下物体影子的变化有关系，而且这种变化是有规律的，于是制造出了计时工具。这一类计时工具在西方被称为太阳钟，在中国被称为日晷。
日
晷
新知讲解
日晷的组成
晷针
晷面
赤道日晷：即日晷的晷面为赤道面。赤道式日晷是日晷世界中最重要和最常见的，也是中国古代最经典和传统的天文观测仪器。
新知讲解
“日”是太阳，“晷”是阴影，“日晷”就是太阳的阴影。日晷是利用太阳由东向西移动时，投向晷面的晷针影子慢慢地由西向东移动来计时的。
你认为这些日晷是怎么工作的？它们有什么不同？
新知讲解
著名的科学家牛顿，小时候就做过这样一个太阳钟。他在空地上插根棍子，每隔2小时，在棍影的终点放一块石头做记号，记下时间。他利用摆石头记影子，又在石头上记时间，他做的这个太阳钟据说在村上用了70多年，人们把这个太阳种称之为“牛顿钟”。
牛顿钟
新知讲解
立式日晷：安置在墙上。
地平日晷：晷面必须严格水平
1.如图所示的影子，此时是（
）
A、上午
B、中午
C、下午
2.晚上，小明从路为下经过(如图所示)，对影子的变化进行了描述。
下列说法正确的是(
)
A、影子始终跟在人后面
B、影子的清晰度是清晰一模糊一清晰
C、影子的长短变化是长一短一长
课堂练习
B
C
课堂练习
3.小明在研究一天中影子的变化中记录的某物体的影子的情况，正确的是(
)
4.赤道日晷是利用太阳和影子什么的变化来计算时间的(
)
A、方位
B、长度
C、影子大小
B
A
拓展提高
圭
表
我国最古老的计时器，利用太阳射影的长短来判断时间。它由两部分组成：直立于平地上测日影的标杆或石柱，叫做表；正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。
课堂总结
通过这节课的学习，我们知道光源、遮挡物和屏是影子产生的必要条件。影子总是出现在背光的一面。影子的长短和方向是随着太阳位置变化而改变。太阳高度较小，影子就长；太阳高度角大，影子就长。一天中，影子的变化规律是由长到短再到长，影子的位子变化规律是由西向北再向东。人们利用影子的规律制造日晷等计时工具来计时。
板书设计
太阳钟
影子形成条件
影子与太阳
日晷
作业布置
①在一张半圆形的硬卡纸上按第23页的活动记录标明刻度和方向。
②把一张三角形的硬卡纸竖直粘贴在半圆形硬卡纸上。
③利用指南针确定方向,就能根据三角形硬卡纸的投影确定时间。
用硬卡纸和指南针制作一个地平日晷
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