資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
5.影長的四季變化
實驗記錄單
年級 班 實驗組別： 小組長：
實驗合作者：
指導老師： 實驗日期： 年 月 日 第 節(jié)
實驗名稱：觀察 影的四季變化
實驗器材：自制的圭表。
實驗步驟：1.取圭表放在正午時分太陽可以照射到的窗邊，讓表的影 投射在圭面刻度上。2.在圭面刻度上讀出影 的 度。3.在其他季節(jié)，也進 測量和記錄。4.記錄了四個季度后，正午時間物體的影 會怎樣有規(guī)律地變化呢？
實驗現(xiàn)象：
實驗結論：
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“4三金
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科學
教科版六年級上冊
第二單元 地球的運動
5.影長的四季變化
1．正午時，物體影子隨季節(jié)變化呈有規(guī)律的變化。
2．圭表是中國古代測量正午時刻的日影長度的天文儀器。
1．能復制古代天文儀器，模擬測量四季的影長。
2．能通過實驗收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)幫助我們發(fā)現(xiàn)四季影長的變化規(guī)律。
有創(chuàng)新精神，勇于采用新的方法和新的材料有創(chuàng)意地完成圭表的制作。
1．了解科學技術可以讓我們更好地改造生存環(huán)境，順應自然規(guī)律，減少自然災害對人類生活的影響。
2．通過復制古人儀器，感受古人的智慧，體驗中國古代科學技術的先進。
教學目標
科學觀念
科學思維
探究實踐
態(tài)度責任
新知導入
我們曾經觀察過陽光下物體影長的變化，知道日影變化與太陽在天空中的位置變化有關。
聚 焦
新知導入
太陽越高，影子是越短還是越長？
新知導入
一天中影子的長短變化規(guī)律
早晨
中午
傍晚
早晨和傍晚，太陽高度低，影子長。
正午時，太陽正頭頂，影子短。
影子方向與太陽方向總是相反
新知導入
四季交替，年年循環(huán)，日影變化會隨著季節(jié)有規(guī)律地變化嗎？
新知講解
探 索
查閱資料，說一說：
1. 古人是使用什么儀器來觀察日影的四季變化的？
2. 通過這一儀器古人發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？
新知講解
探索一：了解古人是如何觀察日影的四季變化規(guī)律的。
新知講解
從表格中你發(fā)現(xiàn)了什么？
夏季太陽高度最高，冬季太陽高度最低，春季和秋季的太陽高度適中。夏季影子最短，冬季影子最長，春季和秋季影子適中。
新知講解
日晷
關于影子的天文儀器
圭表
新知講解
圭表
圭表是古代科學家發(fā)明的度量正午時刻日影長度的一種天文儀器。
早在公元前20世紀，陶寺遺址時期，中國就開始使用了。
遠古時的人們，日出而作，日沒而息，從太陽每天有規(guī)律地東升西落，直觀地感覺到了太陽與時間的關系，開始以太陽在天空中的位置來確定時間。但這很難精確。據(jù)記載，三千年前，西周丞相周公旦在河南登封縣設置過一種以測定日影長度來確定時間的儀器，稱為圭表。這當為世界上最早的計時器。
河南登封觀星臺
知識拓展
元代科學家郭守敬的觀星臺
觀星臺由兩部分組成，一是梯臺體建筑，二是由臺身北壁凹槽向北平鋪于地的石圭。
梯臺體建筑：高8.9米，臺頂可放置天文儀器，如簡儀、仰儀等，以觀測日、月、星辰。臺頂兩觀測室之間水平放置一根長1.97米，直徑為0.08米的銅棒，又叫橫梁。
石圭：橫梁下方有一石圭，長 31.39米，寬0.53米，高出地面0.4米，由36塊青石拼接而成。圭面有刻度，因而石圭又叫量天尺。
中午太陽升到上中天，也就是正南方時，橫梁影子就投在圭面上某一刻度。連續(xù)觀測橫梁影子的長度，就可以推算出回歸年長度和二十四節(jié)氣時刻等。當年，郭守敬就是用這種測量方法測定出一回歸年長度為365.2425日。
新知講解
基本構造
圭表由“圭”和“表”兩個部件組成。
直立于地面測日影的標桿，叫做表；正南正北方向平放的測定表影長度的刻板，叫做圭。
當太陽照著表的時候，圭上出現(xiàn)了表的影子，根據(jù)影子的方向和長度，就能讀出時間。
表
圭
新知講解
我國位于北半球，正午時，太陽一般位于正南方，圭表中的圭尺朝南北方向放置，垂直的表因太陽照射形成的影子正好落在圭面上。
新知講解
作用
圭表測定正午的日影長度以定節(jié)令，定回歸年或陽歷年。在很長一段歷史時期內，中國所測定的回歸年數(shù)值的準確度都居世界第一。通過進一步研究計算，古代漢族學者還掌握了二十四節(jié)氣的圭表日影長度。這樣，圭表不僅可以用來制定節(jié)令，而且還可以用來在歷書中排出未來的陽歷年以及二十四個節(jié)令的日期，作為指導漢族勞動人民農事活動的重要依據(jù)。
圭面上有刻度，不同的刻度可以代表不同的節(jié)氣。
新知講解
從夏到冬，逐漸變長；
從冬到夏，逐漸變短。
一天中日影的長度變化規(guī)律：
長-短-長
一年中正午日影的長度變化規(guī)律：
新知講解
正午的影長真的會隨著季節(jié)的變化而變化嗎？
春夏
秋冬
自制圭表
新知講解
實驗材料：
紙條、卡紙、長尺、雙面膠、剪刀、手電筒、“春分、秋分、夏至、冬至”的標志物。
探索二：制作簡易的圭表，觀察日影的四季變化
新知講解
實驗步驟：
利用尺子在A3紙條上畫出刻度，標上刻度值。為了便于觀察，在相應的刻度值上劃出橫線。
選擇有硬度的卡紙，底部固定在圭面的頂端，對準0刻度。為了方便固定，我們可以對折卡紙，用雙層卡紙制作表。
新知講解
（1） 把圭表放在桌面，準備好“春分秋分、冬至、夏至”的標志物。
（2） 兩位同學拿著“春分秋分、冬至、夏至”的標志物，分別找到相應的太陽的位置。
（3） 一位同學拿著手電筒，分別在“春分秋分、冬至、夏至”的標志物的位置照射圭表，并分別測量、記錄影子的長度。
探索三：根據(jù)太陽在同一地點正午時分隨四季而位置變化的特點，模擬影子長度變化。
新知講解
仔細觀察，同一地點，一年四季正午時分太陽位置有什么不同？
夏天的太陽比較高
冬天的太陽比較低
春秋的太陽高度在夏冬之間，適中
新知講解
模擬測量四季影長變化實驗記錄表 春 夏
秋 冬
我的發(fā)現(xiàn)：影長會隨著季節(jié)變化有規(guī)律地發(fā)生變化。同一地點，正午影子在夏天最短，冬天最長，春秋在兩者之間。
新知講解
探索四：實際觀察
把自制的圭表放在正午時分太陽可以照射到的窗邊，每月一次測量、記錄影子的實際長度，堅持一年。
新知講解
長度 cm
日期
（月）
1
2
3
4
7
6
5
8
9
10
11
12
正南正北放置圭表，測量正午時分的影子長度，記錄到班級大統(tǒng)計表上。
新知講解
夏至日
秋分
冬至日
春分
夏至日
正午時刻影子長度cm
秋分
影長的四季變化
研討
夏至→秋分→冬至：影子越來越長
冬至→春分→夏至：影子越來越短
夏至影子最短
冬至影子最長
物體正午的日影長度在四季有規(guī)律地變化著
研 討
四季交替，正午時分物體的影長會怎樣有規(guī)律地變化？
知識拓展
觀察表格中的數(shù)據(jù)，你有什么發(fā)現(xiàn)？
地平面與太陽光線的夾角
知識拓展
白晝時間最長
白晝時間最短
正午太陽位置最高
正午太陽位置最低
不同季節(jié)，晝夜長短也不同。
知識拓展
夏至日出時間最早,日落時間最晚；冬至日出時間最晚，日落時間最早；春分和秋分日出、日落時間相同。正午太陽仰角夏至最高，冬至最低，春分、秋分是一樣的。
知識拓展
同一地點，不同季節(jié)，日出時間、日落時間、正午太陽仰角等有相同也有不同，且變化有一定的規(guī)律。
夏至→秋分→冬至：白晝變短
冬至→春分→夏至：白晝變長
冬至白晝最短
夏至白晝最長
晝夜長短變化規(guī)律
課堂總結
知識點總結
正午時，物體的影子，隨季節(jié)變化有規(guī)律的變化著：從夏到冬，逐漸變長；從冬到夏，逐漸變短。夏至日影最短；冬至日影最長；春分、秋分日影適中。
圭表是中國古代科學家發(fā)明的度量正午時刻日影長度的一種天文儀器。
課堂總結
課堂小結
課堂總結
課堂練習
1.下列關于圭表的說法錯誤的是（ ）
A.圭表是世界上最早的計時器
B.人們最早使用圭來觀察影長變化
C.圭表在農業(yè)生產發(fā)展中起著重要作用
2.制作圭表時，圭和表的位置應（ ）
A.相互平行 B.相互垂直 C.隨意擺放
3.北半球同一地點，從春季到冬季，一年中物體影長的變化是（ ）
A.先變短，后變長 B.先變長，后變短 C.長度始終不變
4.正午太陽仰角越大，日影長度（ ）
A.越長 B.越短 C.適中
5.日影最長的季節(jié)是（ ）
A.春秋 B.夏 C.冬
A
B
A
B
C
課堂練習
（1）從夏至日到冬至日再到夏至日，影長的變化先______后______。
（2）從夏至日到秋分，從冬至日到春分，影長______。
二、觀察下面表格，回答。
變長
變短
相同
課堂練習
作業(yè)布置
課后作業(yè)
完成對應課時練習
謝謝
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課程基本信息
版本 教科版 學科 小學科學 年級 六年級 學期 第一學期
課題 《影長的四季變化》
學生信息
姓名 學校 班級 學號
課后練習
一、填空題。1.日影變化與太陽在天空中的____________變化有關。2.太 陽 的 ____________在 變 化 :冬 天 ____________， 陽 光 ____________； 夏 天____________，陽光____________。太陽高度周期性的變化，造成周期性的直射和斜射。3.同 一 地 點 ， 正 午 ____________影 子 短 ， ____________影 子 長 ， ____________和____________影子適中。4.正午的日影長度變化規(guī)律是“從夏到冬，逐漸____________；從冬到夏，逐漸____________”。5.____________是中國古代測量正午時刻的日影長度的天文儀器。6.早晨和傍晚，太陽高度____________，影子____________。正午時，太陽位置____________，影子____________。二、判斷題。(對的畫“√”,錯的畫“×”)1.圭表由圭和表組成。圭是有刻度的平面，表是立在圭上面的一根柱子。( )2.同一地點，一年四季正午時分，太陽的位置是相同的。( )3.夏至日影最短；冬至日影最長；春分、秋分日影適中。( )4.圭表要南北放置。( )5.日影變化與太陽在天空中的位置變化無關。( )6.同一個地點，同一根木棍在正午時間，影子的長短隨著季節(jié)的不同而變化。( )7.早晨，陽光下物體的影子是一天中最短的。( )8.中午,陽光下物體的影子最長。( )三、選擇題。1.可以測量日影長度的天文儀器是( )。A.圭表 B.地球儀 C.望遠鏡2.同一地點，正午影子在( )最短，( )最長。A.冬天 夏天 B.夏天 冬天 C.秋天 春天3.從夏至到秋分再到冬至影子逐漸( ),從冬至到春分再到夏至影子越來越( )。A.變短 長 B.變短 短 C.變長 短4.同一地點，夏季太陽位置( )，影子( )；冬季太陽位置( )，影子( )；春季和秋季太陽位置適中，影子長短適中。A.高 短 低 長 B.高 長 低 短 C.低 短 高 長5.下列節(jié)日中，杭州市黑夜最長的是( )。A.元宵節(jié) B.兒童節(jié) C.教師節(jié)6.小明測得正午學校操場上旗桿桿影最短的一天是( )。A.春分 B.夏至 C.冬至7.下圖是杭州不同季節(jié)正午物體影長變化情況，屬于冬天的是( )。A. B. C.四、簡答題。四季交替，正午時分物體的影長會有怎樣的變化 五、探究活動。看表回答問題。（1）______________白晝時間最長，______________黑夜時間最長。（2）______________正午太陽仰角最大，影子最______________；______________正午太陽仰角最小，影子最______________。（3）觀察上面表格中的數(shù)據(jù)，你有上面發(fā)現(xiàn)？參考答案一、1.位置2.高度 低 斜射 高 直射3.夏季 冬季 春季 秋季4.變長 變短5.圭表6.低 長 高 短二、1.√2.×3.√4.√5.×6.√7.×8.×三、1.A2.B3.C4.A5.A6.B7.C四、同一地方，正午影子長度呈有規(guī)律的變化，夏至一秋分一冬至影子逐漸變長，冬至一春分一夏至影子又逐漸變短。夏至日影最短，冬至日影最長，春分、秋分日影適中。五、（1）夏至 冬至（2）夏至 短 冬至 長（3）一年四季中，夏至日出時間最早，日落時間最晚；冬至日出時間最晚，日落時間最早；春分、秋分日出時間相同、日落時間也相同。我還發(fā)現(xiàn)太陽仰角夏至最高，冬至最低,春分、秋分太陽仰角是一樣的。
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5.影長的四季變化
【教材簡析】
本課是六年級上冊《地球的運動》單元的第5課。本單元的5~7課都是基于課程標準的 “地球自西向東圍繞太陽公轉，形成四季等有規(guī)律的自然現(xiàn)象”學習目標而設計的。內容編排分別是影長的四季變化規(guī)律研究，四季變化成因初探，了解地球公轉與四季變化的關系，最后回歸生活，了解四季變化對地球生物的影響。
我們常說的四季變化是指平均氣溫的四季變化、正午影長的四季變化、日出時間的四季變化、太陽高度的四季變化等自然現(xiàn)象，都是與地球公轉有關的。學生在低中年級已經有過四季變化規(guī)律和一天中氣溫變化的學習，本課選取“探究正午影長的四季變化規(guī)律”作為主題，是基于課程標準關于學習目標選定的，教科書還在拓展部分提供了日出時間變化規(guī)律和太陽仰角變化規(guī)律的學習資料。
圭表是中國古代測量正午時刻的日影長度、定節(jié)氣用的天文儀器，它由圭和表兩部分組成，圭面上有刻度，不同的刻度代表不同的節(jié)氣。
【學生分析】
學生的知識基礎是低中年級時，知道“四季的不同”主要是氣候的變化以及部分動植物的四季變化。學生知道一天中影長的變化，但是關于影長的四季變化卻不了解，關于圭表更是知之甚少。所以本課引入了圭表的學習及制作，旨在讓學生關注到中國古代一些先進的觀測技術。有條件的學校可以提供足夠多的材料給學生制作簡易圭表，激發(fā)學生創(chuàng)造出各種各樣的作品。
【教學目標】
科學觀念
1．正午時，物體影子隨季節(jié)變化呈有規(guī)律的變化。
2．圭表是中國古代測量正午時刻的日影長度的天文儀器。
科學思維
1．能復制古代天文儀器，模擬測量四季的影長。
2．能通過實驗收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)幫助我們發(fā)現(xiàn)四季影長的變化規(guī)律。
探究實踐
有創(chuàng)新精神，勇于采用新的方法和新的材料有創(chuàng)意地完成圭表的制作。
態(tài)度責任
1．了解科學技術可以讓我們更好地改造生存環(huán)境，順應自然規(guī)律，減少自然災害對人類生活的影響。
2．通過復制古人儀器，感受古人的智慧，體驗中國古代科學技術的先進。
【教學重難點】
重點：了解圭表的工作原理，制作圭表并測量影長四季的變化。
難點：確定四季正午時刻太陽的位置高度。
【教學準備】
為學生準備：A3紙條、卡紙、長尺、雙面膠、剪刀、手電筒、“春分、秋分、冬至、夏至”的標志物。
教師準備：學生實驗材料一套、教學課件。
【教學過程】
一、聚焦
1．看圖引入。
同時展示兩幅圖，一幅早晨的太陽照射下的樹和樹影，一幅正午時刻太陽照射下的樹和樹影。提問：請說出圖片分別是在一天中什么時候拍攝的？兩幅圖太陽高度與影子長度有什么變化規(guī)律？
早晨和傍晚時，太陽高度比較低，物體的影子很長；正午時，太陽在正頭頂，物體的影子很短。
2．過渡。
談話：同學們，日影長度在一天中有規(guī)律地變化。那么，一年四季，春夏秋冬，影子長度會有規(guī)律地變化嗎？
設計意圖：通過復習一天中太陽高度的變化規(guī)律以及一天中日影長度的變化規(guī)律，引出本課的研究主題。
二、探索
活動一：查閱資料，了解圭表
1. 提問：四季中同一時刻的影子長度會有規(guī)律地變化嗎？呈什么樣的規(guī)律？
學生發(fā)表觀點。
2．明確閱讀要求。
關于日影的四季變化，中國早在漢代就有人發(fā)明了一種名叫“圭表”的天文儀器觀測一年四季日影的變化。下面請同學們查閱資料，了解一下圭表的結構特點以及工作原理。
3．學生閱讀資料。
4．分享閱讀心得。
匯報圭表的結構特點以及工作原理。
5. 小結：中國古代使用名叫“圭表”的天文儀器觀測日影長度，圭表由圭和表組成，圭是有刻度的平面，表是立在圭面上的一根棍子。正午時，表會在圭面上投射出暗影，經過長期觀測記錄，人們發(fā)現(xiàn)影子長度在四季會呈規(guī)律變化，人們還根據(jù)影子長短制定了中國古代的二十四節(jié)氣。
設計意圖：此環(huán)節(jié)增加了分享閱讀心得，既可以檢查學生的閱讀效果，也可以讓每一位學生對圭表有較好的認識，只有這樣才能確保后續(xù)的學習順利進行。
活動二：制作簡易的圭表
1．過渡。
科學講究實證精神，所以我們一起復制古人制作圭表，并測量驗證影子的四季變化規(guī)律好嗎？
2．出示并介紹制作的材料；學生思考如何有創(chuàng)造性地利用這些材料。
鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)新精神，在保證圭表的基本結構與基本功能同時，制作有個性的圭表。
活動三：利用圭表模型測量日影的四季變化規(guī)律
1．確定正午時刻太陽的位置。
（1）提問：平時，我們有觀察過一年四季太陽的位置變化嗎？學生回答。
（2）閱讀教材內容，了解每一個季節(jié)正午的太陽位置。
2．播放實驗示范操作。
一位同學觀察并記錄，要求把實驗結果記錄到活動手冊中，另一位同學手拿手電筒模擬太陽，兩人確定“春分、秋分、冬至、夏至”的太陽位置。
3．學生模擬實驗。
4．學生匯報實驗結果。
5．學生分析全班實驗結果，并進行小組研討，得出日影四季變化規(guī)律的結論。
同一地方，正午影子長度呈有規(guī)律的變化，夏至——秋分——冬至影子逐漸變長，冬至——春分——夏至影子又逐漸變短。
設計意圖：實驗結束后，讓學生基于測量數(shù)據(jù)進行分析，得出變化規(guī)律，最終得出日影的四季變化規(guī)律。
活動四：實驗觀察
我們的結論是通過模擬實驗得出的，模擬實驗在一定程度上模擬了事實，但它畢竟不是事實。為了結論的嚴謹性，我們還要把圭表放到太陽底下，實際觀察四季的變化規(guī)律是否跟我們模擬實驗的結論一致，讓我們拭目以待。
設計意圖：培養(yǎng)學生長期觀測自然規(guī)律的習慣，也是培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。
三、拓展
1．過渡。
觀察教科書第32頁右邊“北京地區(qū)日出日落時間和正午太陽仰角變化表”表格中的數(shù)據(jù)，你有什么發(fā)現(xiàn)？
2．學生觀察數(shù)據(jù)。
3．學生發(fā)表觀察的結果。
4．小結：同一地點，不同的季節(jié)，日出時間、日落時間、正午太陽仰角等有相同有不同，使得物體的影長呈一定變化規(guī)律。
設計意圖：讓學生全方位、多角度地了解影長的四季變化。
四、課堂小結
通過本課的學習，我們知道了圭表是中國古代觀測日影長度的天文儀器，圭表由圭和表組成，圭是有刻度的平面。我們通過模擬實驗發(fā)現(xiàn)同一地方，正午影子長度呈有規(guī)律的變化，夏至——秋分——冬至正午影長逐漸變長，冬至——春分——夏至正午影長又逐漸變短。我們還了解到了日出、日落時刻以及正午太陽仰角的四季變化規(guī)律。
【板書設計】
同一地方，
正午影子長度呈有規(guī)律的變化，
夏至——秋分——冬至正午影長逐漸變長，
冬至——春分——夏至正午影長又逐漸變短。
【活動手冊使用說明】
活動手冊中有春夏秋冬四個相同的圭表和不同高度的太陽，用來記錄模擬實驗過程中的數(shù)據(jù)。建議教師指導學生用射線連接太陽與表的最頂端，并延長至圭面上，表示影子長度，并在圭面上標明實際測量的長度。
活動手冊對教材的三個探究活動都有對應的實驗現(xiàn)象和結果的記錄。活動一，當“地球”轉動方向是自西向東時，北京先看到“太陽”；當“地球”轉動方向是自東向西時，烏魯木齊先看到“太陽”。活動二，當“地球椅”由西向東轉時，觀察到“太陽”東升西落；當“地球椅”由東向西轉時，觀察到“太陽”西升東落。結合我們平時看到的太陽是東升西落的，可以確定地球是自西向東轉的。活動三，學生按自西向東模擬實驗時，實驗結果是北京先迎來黎明。
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課程基本信息
課例編號 12 學科 科學 年級 六年級 學期 第一學期
課題 5.影長的四季變化
教科書 書名：《科學》 出版社：教育科學出版社
學生信息
姓名 學校 班級 學號
學習目標
根據(jù)物體一天的影長變化，推測影長的四季變化
課前學習任務
觀察一天中影長的變化
課上學習任務
【學習任務一】畫出四季正午太陽的位置及影長太陽位置物體影長我發(fā)現(xiàn)冬至春分夏至秋分 春季 夏季 秋季 冬季【學習任務二】模擬正午太陽位置觀察影長實驗記錄單
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“4三金
深圳市一教育料技有限貴任公司
0307766

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