《为什么一年有四季》教学设计.docx
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《为什么一年有四季》教学设计
《为什么一年有四季》教学设计
教学基本信息
课题
五年级下册《地球的运动》四单元第7课
《为什么一年有四季》教学设计
学科
科学
学段：
高年级
年级
五年级
课标领域
地球与宇宙—地球运动与所引起的变化—四季的变化与地球公转
教材
书名：
义务教育课程标准实验教材《科学》五年级下册
《地球的运动》四单元第7课《为什么一年有四季》
出版社：
教育科学出版社 出版日期：
2003 年 12月
1.指导思想与理论依据
课程标准要求：
小学科学课程的学习要以善于带领学生进行“科学探究”为核探究微观物质世界，彰显科学课堂特色。
义务教育小学《科学》（3----6年级）从内容上看出，本册教材的内容已从前几册重点指导学生认识物体、物质的特性以及变化，过渡到重点指导学生认识自然事物之间的相互关系和运动规律方面。
在本课的教学设计中，我首先通过展示四季图片、交流四季感受引入课题，引起学生的探究兴趣来进一步探究地球四季的成因。
然后分析古人的研究方法，激发学生产生怀疑，引入下一个环节；设计模拟地球公转实验，寻找与古人研究相符合的规律，使学生在赞叹古人智慧的同时也获得自我肯定，享受学习带来的愉悦。
再引导学生对自然界中四季的形成原因进行进一步的推测。
教学中以模拟实验的方式激发学生的学习兴趣，帮助学生提高对大自然的探究能力，从而协助学生获取相关的自然科学知识，即一年四季的形成原因。
为今后学生对大自然的进一步探索提供一个研究的方法。
2.教学背景分析
（一）、教学背景：
本课是《地球的运动》单元教学的重点和难点。
通过模拟地球公转的实验，使学生知道由于地球的公转引起四季交替的现象，能够在教师的指导下设计和操作实验，通过实验体验和感悟四季更替的原因，培养学生实验观察、记录、分析实验现象和表达实验结果的能力。
许多学生对四季的成因有着错误的认识，较普通的一个观点是地球在围绕太阳公转过程中，离太阳近时是夏季，离太阳远时是冬季。
本课则是让学生根据不同季节杆影变化的特点来推测地球所处的季节及四季的成因。
在本课的探究中，学生将明白，四季的成因与太阳直射或斜射有关，即与太阳的高度有关，从而纠正了四季的形成与地球与太阳的距离远近有关的错误认识。
学生将从探究中发现，如果地轴不是倾斜的，地球仪上将无杆影长度的变化，无太阳高度的变化，从而明白四季的形成与地轴的倾斜有关。
（二）、教材简析：
本课是五年级下册第四单元《地球的运动》中的第七课时,前面六课已解决了；“地球本身自转,且绕着太阳作公转，地轴是倾斜的，且倾斜的方向始终保持不变的”的认知问题。
本课在前几课的基础上引导学生探究四季的成因。
四季的成因主要与地球的自转、公转以及地轴是倾斜三个方面有关。
本节课中特别安排了三组对比实验：
1、阳光直射和斜射的比较实验。
2、地球公转时，直射点变化的观察实验； 3、地轴是否倾斜对阳光直射点变化的对比实验。
通过三个实验的整理分析得出地球上四季的成因。
3.教学内容与说明
（1）、《课标》中的位置与要求：
《课标》指出，在“地球的运动”中探究“地球上为什么会有四季”，观察地球公转的方向、周期、速度；理解由于地轴倾斜的原因，引起的阳光直射点的南北移动、所造成的气温变化而出现的四季交替现象；知道四季是在地球围绕太阳公转过程中形成的。
为下进一步理解和总结规律做铺垫。
（2）、教学内容分析：
义务教育课程标准实验教科书教育科学出版社《科学》、五年级下册第四单元《地球的运动》第7课《为什么一年有四季》。
本单元的教学重点放在“地球的自转”这个内容上，编排了1～7课。
地球的公转的内容对于小学生比较难以理解，所以 “地球上为什么会有四季”一课。
是在前几课的认知基础上引导学生探究四季的成因。
（3）、学生情况分析：
学生已经建立了很多基本概念：
如：
地球会自转；地球还绕着太阳公转；地轴是倾斜的，这些概念为本课的学习打好了知识基础。
由于生活的经验，学生对地球上的四季现象是有丰富认知的。
但是平时很少有同学会去关注四季的成因，即使根据自已的经验对四季的成因作出判断也是不完善的，甚至是不科学的。
所以在学生进行模拟实验时，学生能否根据要求设计地球运动的模拟实验。
能否说出四季形成的原因。
所以对学生来说，做好这个实验有一定的困难，需要一定的指导和提醒。
（4）、教学方式与教学手段：
教学方式：
以实验研究和推理相结合的形式为主要的教学方式。
通过地球的运动过程演示实验，来探究四季的成因。
教学方法：
想像、推理和模拟实验。
本节课的学习充分利用多媒体，通过课件展示地球运动的动画图片，让学生初步感知探究四季形成的兴趣，通过模拟实验、完成实验单、理解四季产生的原因。
4.教学目标（含重、难点）
教学目的：
【探究目标】：
能用查阅资料与模拟实验的方法来探究四季是怎样形成的。
能选用自己擅长的方式表达自己的观点，进行交流，并能对别人的研究结论作出判断、提出质疑。
.以计算机多媒体为支撑，让学生观察、质疑、思考、总结，进一步表达、领悟、获取自然规律。
培养与发展学生的空间想象力。
【过程与方法】：
根据地球公转的特征做模拟实验。
在模拟实验中，将地球仪上杆影的长度变化，并结合古人的观察结果，作为判断地球季节的依据。
从导致杆影变化的原因，推想出四季的形成与地轴倾斜有关。
【情感目标】：
乐于合作与交流；体会地球有规律地运动的美和宇宙的神奇；保持和发展探究宇宙奥秘的欲望。
逐步养成注重事实的良好习惯。
知识目标：
1、知道四季的形成与地球的公转、地轴的倾斜有关。
2、能根据地球公转的特征做模拟实验，并做好记录。
3、在模拟实验过程中能收集证据，并根据证据进行推理。
4、从古代人们观察四季中杆影的长短这一现象，推想四季的形成与地轴的倾斜有关。
5、了解南、北半球的季节变化是相反的。
教学重点：
知道四季是在地球围绕太阳公转过程中形成的。
教学难点：
理解由于地轴倾斜的原因引起的阳光直射点的变化所造成的气温变化而出现的四季交替现象；
教学准备：
地球仪，手电筒、，大头钉，教学课件、实验记录单、小组实验用的地球公转轨迹图（标明春分、夏至、秋分、冬至四个点）。
给每个学生准备:
模拟实验的记录纸。
5.教学流程
情景引入 探究四季的成因 学生模拟实验 解释四季 总结与拓展
6.教学过程
一、创设情境，提出问题。
1、课件展示：
不同季节的图片。
（春、夏、秋、冬）
2、出示探究话题：
为什么四季景观会有如此大的变化？
产生季节变化的原因是什么？
（在四个不同的季节里，让孩子们讲一讲他们对四季生活的感受）。
【预设】：
从身边的现象直观引入，让学生观察春夏秋冬四季交替循环往复的景象，畅谈对四季认知的积累。
这是教学的起点，也为下面去探究四季产生的原因做好准备。
【目的】：
让学生意识到地球的春夏秋冬不只是一个原因形成的。
通过四季图片，让学生感受四季的美景，提示学生保护地球环境，珍惜自然资源。
二、探究四季形成的原因。
师：
你们觉得是什么原因导致了地球上一些地区出现了四季现象呢？
1、介绍古人研究四季的方法：
立杆测影，
师：
古代的人们是怎样探究四季的形成的。
（1）、思考古人用立竿见影的方法来观测四季：
（学生阅读课本，讨论古人的观测发现）
古人想：
四季的形成一定与太阳光的照射有某种联系。
（相同条件是：
在同一地点、同一高度的杆子，同一时刻都是正午的时刻）。
（不同条件是：
分别是在不同的季节，春、夏、秋、冬）。
结论：
古人发现同一个地点，同一根木棍在正午时间，影子的长短随着季节的不同而变化的。
【设计意图】：
教师通过绘图演示讲解“立竿测影”。
学生分组模拟古人 “立杆测影”，对古人发现的影长规律变化进行分析。
（2）、学生模拟、实验操作：
【模拟实验一】
讨论思考：
为什么一年中影子长短不同？
影子长短不同说明了什么？
师：
古人发现什么季节的杆影最长？
什么季节的杆影最短？
什么季节杆影适中？
（3）、学生归纳：
通过刚才的分析研究，我们明白了，由于四季太阳高度不同，同一个物体在阳光下影子的长短就不一样。
（教师板书）：
太阳斜射，照射角度小、影子长，是冬季；
太阳直射，照射角度大、影子短，是夏季；
太阳高度适中，影子长短也适中，是春季和秋季。
师：
也就是说，我们可以根据影子的长短来判断季节。
【设计意图】激发学生的学习热情，调动学生学习的积极性，培养他们丰富的想象力，使他们产生探索地球奥秘的想法。
2、模拟实验探究四季的成因
（1）、谈话：
接下来我们就来模拟地球运动并探究四季的成因。
第一步：
探究地球运动的规律
哪位同学来说说地球运动有哪些规律？
（生边说，师边在黑板上画示意图，标出A、B、C、D四个点）。
教师板书：
学生观察。
结论：
地球绕着太阳自西向东公转。
（板书：
自西向东）
【预设】这一设计注重让学生联系生活实际，运用已有生活经验来解答问题。
培养学生大胆想象、积极思考的习惯。
【目的】、这个环节是本课的重点，也是解决难点、实现教学目标的一个重要的过程，我和学生一起探究，在模拟实验中得出四季更替的原因。
第二步:
地球绕太阳公转的模拟实验
老师为每个小组准备了一个地球仪，一个手电筒，用手电筒模拟太阳照射地球，地球仪底座的箭头（代表地轴）始终指向北方，地球仪上有一个大头钉，让它正对“太阳”，转动地球仪，测量它绕“太阳”一周，在ABCD四个点上时，大头钉影子的长短。
用“很长、适中、很短”来描述。
学生模拟实验操作：
如图模拟摆放地球仪并分析地球公转特点。
模拟实验二：
课件出示：
模拟实验的要求：
1、一盏灯当作太阳。
2、调整地轴倾斜指向北方。
3、在北半球的一个地方立一根大头钉。
4、地球仪逐个ABCD的顺序绕“太阳”公转。
有大头钉的一面自转朝向“太阳”
5、观察记录地球仪大头钉影子的长度。
请一名学生先上台简单演示。
（学生实验，教师巡视、指导）。
【预设】：
本环节能够通过模拟实验来验证自己的想法、假设。
让学生全身心投入到模拟实验中去。
【目的】：
通过这一事实，学生将明白，四季的形成与地轴的倾斜有关。
学生填写实验记录单：
（一）
影子长度观察记录表
第_____小组 记录员：
_____
公转地点（午）
A 春分
B夏至
C秋分
D冬至
杆
影
长
度
第一次观察
第二次观察
平均长度
选择三个小组的学生汇报实验现象：
学生得出的结论：
影子在A、C两点长度适中，在D点很长，在B点很短。
【预设】：
此环节设计主要是学生在模拟实验中自主探究发现，归纳总结出实验现象，由此得出结论。
【目的】：
让学生根据不同季节杆影变化的特点来推测地球所处的季节及四季形成的原因。
进一步讨论：
在A、B、C、D四个方位测量的结果能不能判断地球所在的季节？
学生填写实验探究报告单：
（二）
我的大头钉位于 （北半球、南半球）
公转地点
杆影长度
季节判断
Ａ
春分
Ｂ
夏至
Ｃ
秋分
Ｄ
冬至
第三步:
探究杆影长度与气温的关系
1、 学生讨论实验结果：
地球绕着太阳转一圈，转到什么地方天气热，什么地方天气冷，什么地方不热不冷呢？
课件出示：
（学生观察）
孩子们恍然大悟：
地球转到A、C两处是春天和秋天，转到D处是冬天，转到B处就是夏天啦！
学生归纳：
通过实验我发现：
生1、地球公转过程中，影子的长短确实在发生变化。
生2、杆影的长度变化说明太阳的照射角度不同，从我国所处的北半球位置来看，影长则阳光是斜射，角度较小，气温较低，则处于冬季；影短则阳光斜射，角度较大，气温较高，就处于夏季。
【预设】;鼓励学生大胆把自己的想法说出来与别人交流。
通过质疑与评价，培养学生的批判性思维。
汇报中要学会尊重别人，在交流中相互提高。
【目的】：
验证许多学生对四季形成原因的错误认识。
因为学生中较普遍的一个观点是地球在围绕太阳公转过程中，离太阳近时是夏季，离太阳远时是冬季。
2、填写学生实验探究报告单：
（三）
我的大头钉位于 （北半球、南半球）
公转地点
杆影长度
预测季节
温 度
Ａ
5cm
春分
暖和
Ｂ
2cm
夏至
炎热
Ｃ
5cm
秋分
凉爽
Ｄ
12cm
冬至
寒冷
【预设】:
教师在此环节稍加引导，用学生的不同发现激发学生探究的兴趣，找出问题的根本原因。
【目的】：
学生在实验过程中，及时提醒学生将实验的发现记录下来，进行最后的总结。
说一说你们的实验有哪些发现？
养成记录笔记的好习惯，并能用总结性的发言归纳自己的发现，得出结论。
三、分析四季的成因：
（一）探究杆影长度与地轴倾斜的关系
问题1:
你们认为是什么原因导致地球仪上的杆影长度发生变化的？
让学生分析讨论:
生1、前面我就知道太阳的照射和气温的变化都影响着杆影的长度。
生2、不会是因为地轴是斜的吧！
师：
对呀！
你的想象真好。
接着……。
（由于地轴的倾斜方向保持一致，导致同一地区的太阳高度在一年四季发生有规律的变化，阳光照射角度发生变化）。
生3、因为阳光的直射或斜射就导致了不同地区不同季节的气温不同。
【设计意图】：
这有助于学生从他们的经验出发来理解四季的成因。
问题2:
为什么我们见到的地球仪都“长成”这个样子，“斜着身子”绕太阳转呢？
（1）学生猜测：
一定是地球在太空绕着太阳转的时候就是这个样子，地球仪才会做成这个样子的。
（2）课件出示地轴与地球公转轨道面之间的夹角：
（66.5度）
（3）小结：
四季的形成与地轴的倾斜有关。
【设计意图】：
充分调动学生认知结构中已有的知识、经验，在零散的认知之间建立联系，知道地球公转的意义，地轴是倾斜的。
问题3:
地球这样“斜着身子”绕太阳转会有什么结果呢？
师：
为了说明这个问题，出示地球公转示意图，学生以小组为单位，观察并讨论地球公转特点。
教师指导学生明确：
由于地球倾斜着身子绕太阳公转，使得不同的地方、由于时间的不同、而产生正午太阳高度以及昼夜长短的变化也各不相同。
【预设】：
地球的公转学生很难理解，为此，我运用课件模拟了地球公转的情景，这比教师空洞的讲授不知要强多少倍，学生一下子就明白了。
【目的】：
化难为易，这样学生容易接受，培养学生的概括总结能力。
模拟分析四季变化与地球公转实验记录单：
（四）
结论：
这样转，地球上同一个地方——比如大头钉所在的地方，一年中太阳光照射的角度有变化，四季就是这样形成的。
【预设】：
冬天时离太阳远，夏天离太阳近。
夏天太阳照在头项，冬天时偏南照。
【目的】：
春夏秋冬四季是我们及孩子们每年都经历的自然现象，但让学生比较明白地说出来，就他们现有的知识还是挺难的，所以鼓励学生大胆地说还是很必要的，不要怕学生说错、说乱，只要敢说能说就应当鼓励。
问题4:
“如果地球不是“斜着身子”绕太阳转，地球上还会有四季吗？
”
出示课件演示：
结论：
地球是一个球体，如果地轴是垂直的，那么阳光总是直射在赤道上，昼半球（被太阳照亮的一半）和夜半球（背着太阳的一面）面积会几乎相等，任何地点的昼夜时间会是差不多一样长，地球上就不会有四季形成了。
【设计意图】：
让学生用反例的实验再次证明四季更替的确与地球公转以及倾斜角度造成光照不同的原因有关。
（二）、探究南、北半球季节变化。
1、刚才我们研究的是北半球的季节变化情况，那南半球呢？
怎么研究？
2、交流实验方法：
（跟研究北半球的方法一致，根据杆影长度判断季节）。
3、想一想，南北半球的季节有什么区别呢？
生：
事实上南北半球的季节刚好相反。
师：
请看课件（出示对比图片：
当北半球夏季时南半球冬季图、北半球冬季南半球夏季图、北半球春季南半球秋季图、北半球秋季南半球春季图 ）
师：
哗，你们真厉害，通过研究北半球的情况对南半球的情况预测、实验、事实都是一致的。
【预设】：
南北半球季节相反。
及时评价他们的表现，肯定他们的发现。
【目的】：
点燃学生的求知欲比告诉他们季节的变化更为重要。
四、解释四季：
师：
根据我们刚才的探究活动，你认为四季形成的原因有哪些呢？
（把我们的认识填写在P87页下的空格里）。
生：
学生交流并相互补充，（教师板书：
地球公转、地轴倾斜）。
小结：
四季的成因是地球在公转过程中，由于地轴的倾斜导致阳光有规律的直射和斜射某一地区，因此气温有规律的变化，形成四季。
五、总结与拓展
总结：
今天很高兴能和同学们一起来研究地球的运动。
课堂上，老师看到同学们认真探究的劲儿，我非常满意。
那么，你在这节课上有什么收获呢？
拓展：
是的，都说得很好。
其实，地球的自转、公转、地轴的倾斜都会带来一些奇特的现象。
同学们课后可以去查资料，模拟地球的运动，观察除了形成四季外，还会出现什么奇特的现象？
你将会有更多的发现与收获！
六、板书设计、
7、为什么一年有四季
直 射:
影子 短 夏 季
太阳
斜 射:
影子 长 冬 季
高度适中:
影长适中 春、秋季
5.学习效果评价设计
在教学地球公转会导致什么现象时，我结合教材和学生的实际，采取了大胆猜想假设，设计实验方案，记录实验过程，最后再抽象实验结果的方法，培养了学生自主解决科学问题的能力，提高了学生良好的科学素养。
6.本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点（300-500字数）
《为什么一年有四季》确实是一节非常有难度的课。
本节课如果按照教材顺序教授课程，就会缺少了探究过程，造成课堂气氛的呆滞，学生探究兴趣降低。
于是，我从学生身边的实际出发，运用大量的模拟实验进行有层次的教学。
利用图片和课件的强大功能，使学生通过亲自实践，理解四季的形成。
因为有效利用模拟实验，为学生探索大自然中的奥秘，提供技术手段上的借鉴和必要的推测方法的引导。
在模拟演示的实验中，我设计了一个小球演示地球运动的环节，主要是为了让学生根据不同季节杆影变化的特点，来推测地球所处的季节及四季的成因。
在处理模拟实验这个环节时，我首先让学生讨论了地球公转示意图中，在不同位置观察地球会有哪些不同？
在充分讨论的前提下，让学生通过看书尝试说说这个模拟实验该如何操作，需要注意哪些问题。
老师在这里可以设置问题引导：
比如：
用什么代替星星比较合适？
模拟地球公转时怎么站位？
为什么要背对着太阳？
观察几次比较合适等等，逐一对学生的猜想进行实验验证。
通过观看一年四季地球与太阳关系的动画演示，领略了四季变化的神奇，进一步完善学生对四季的认识，提高课堂的生动性。
附：
教学流程
教学环节 师生活动 设计意图
升级会员 