一、課程引言：為什么要制作晝夜交替模型？演講人01課程引言：為什么要制作晝夜交替模型？02模型制作全流程：從材料到成品的分步詳解03|觀察項(xiàng)目|現(xiàn)象描述|我的思考|04模型優(yōu)化與原理深化：從“會(huì)做”到“會(huì)用”05總結(jié)與拓展：從模型到生活，科學(xué)思維的延伸目錄2025四年級科學(xué)上冊晝夜交替模型制作步驟課件01課程引言：為什么要制作晝夜交替模型？課程引言：為什么要制作晝夜交替模型？作為一名從事小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終記得第一次給四年級學(xué)生講解“晝夜交替”時(shí)的場景——當(dāng)我在黑板上畫出地球、太陽和晨昏線時(shí)，孩子們的眼睛里滿是疑惑：“老師，地球真的會(huì)自己轉(zhuǎn)嗎？”“為什么我感覺不到它在動(dòng)？”“如果地球不轉(zhuǎn)了，白天和黑夜會(huì)怎么樣？”這些問題像小鉤子一樣，勾著我思考：對于抽象的天文現(xiàn)象，單純的理論講解遠(yuǎn)不如動(dòng)手操作來得深刻。晝夜交替是地球運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)現(xiàn)象，也是《2025版四年級科學(xué)上冊》“地球與宇宙”單元的核心內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)明確要求學(xué)生通過觀察、模擬實(shí)驗(yàn)等方式，理解晝夜交替與地球自轉(zhuǎn)的關(guān)系。而制作模型正是將抽象概念具象化的最佳途徑——當(dāng)學(xué)生親手搭建出一個(gè)能“轉(zhuǎn)”起來的地球-太陽系統(tǒng)時(shí)，他們不僅能直觀看到“白天”與“黑夜”的分界，更能在操作中體會(huì)“自轉(zhuǎn)”這一關(guān)鍵變量對現(xiàn)象的影響。課程引言：為什么要制作晝夜交替模型？接下來，我將以“手把手教學(xué)”的方式，從材料準(zhǔn)備到原理驗(yàn)證，完整呈現(xiàn)晝夜交替模型的制作步驟，并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐中的常見問題給出針對性建議。02模型制作全流程：從材料到成品的分步詳解1材料準(zhǔn)備：精準(zhǔn)選擇，兼顧科學(xué)性與可操作性模型制作的第一步是材料選擇?？紤]到四年級學(xué)生的動(dòng)手能力和安全性，材料需滿足“易獲取、易加工、可視化強(qiáng)”三大原則。根據(jù)我多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，推薦以下材料清單（標(biāo)注“*”為可選材料）：|類別|具體物品|選擇原因與說明||------------|-------------------------|--------------------------------------------------------------------------------||主體模型|中等大小乒乓球（1個(gè)）|模擬地球，球形結(jié)構(gòu)貼合實(shí)際，直徑約4-5cm便于手持操作|1材料準(zhǔn)備：精準(zhǔn)選擇，兼顧科學(xué)性與可操作性||細(xì)木棒（長約15cm）|模擬地軸，建議選擇竹制或木制，避免金屬棒過滑影響固定|01|支撐結(jié)構(gòu)|硬紙板（A4大小）|制作“水平面”，標(biāo)注“東”“西”方向輔助觀察自轉(zhuǎn)方向|03||馬克筆（紅、藍(lán)兩色）|紅色標(biāo)注“晝半球”，藍(lán)色標(biāo)注“夜半球”，區(qū)分更直觀|05|光源系統(tǒng)|小型手電筒（1個(gè)）|模擬太陽，需選擇光線集中的直射型（如激光筆需替換，避免強(qiáng)光傷眼）|02|輔助材料|白膠/雙面膠|固定地軸與乒乓球，白膠更牢固但需等待干燥，雙面膠適合快速拼接|041材料準(zhǔn)備：精準(zhǔn)選擇，兼顧科學(xué)性與可操作性||牙簽（2根）*|若木棒較粗，可用牙簽輔助固定地軸與乒乓球連接處，避免球體破裂||安全工具|剪刀（圓頭）|裁剪硬紙板，需教師提前準(zhǔn)備或?qū)W生在指導(dǎo)下使用|||砂紙（100目）*|打磨木棒尖端，避免插入乒乓球時(shí)戳破球體|教學(xué)提示：材料準(zhǔn)備可提前布置為“家庭任務(wù)”，讓學(xué)生與家長共同收集（如舊乒乓球、用完的馬克筆），既能培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)，又能增加親子互動(dòng)。需提醒學(xué)生：避免使用玻璃彈珠（易碎）、尖銳金屬棒（危險(xiǎn)），手電筒由教師統(tǒng)一提供更安全。2基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)搭建：從“靜態(tài)地球”到“可旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)”2.1地軸與地球的固定（關(guān)鍵步驟）1地軸的正確安裝是模型成敗的核心——它決定了地球能否穩(wěn)定自轉(zhuǎn)，以及“傾斜角度”是否符合實(shí)際（地球自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道面約成66.5夾角）。具體操作如下：2處理木棒尖端：用砂紙將木棒一端打磨成鈍頭（約5mm長度），避免插入乒乓球時(shí)用力過猛導(dǎo)致球體破裂。3確定地軸位置：在乒乓球表面用馬克筆標(biāo)出“北極”和“南極”（可參考地球儀，北極對應(yīng)球體頂部略偏側(cè)的位置）。4插入地軸：將打磨后的木棒尖端對準(zhǔn)“北極”位置，輕輕旋轉(zhuǎn)插入（若球體較硬，可先用牙簽戳一個(gè)小孔引導(dǎo)），確保木棒穿透球體中心，另一端從“南極”穿出，露出約2cm長度。2基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)搭建：從“靜態(tài)地球”到“可旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)”2.1地軸與地球的固定（關(guān)鍵步驟）加固連接點(diǎn)：在木棒與乒乓球的接觸處涂抹白膠（或纏繞少量透明膠），靜置5-10分鐘待膠干，確保地軸與球體固定緊密，旋轉(zhuǎn)時(shí)不松動(dòng)。常見問題：部分學(xué)生可能因用力過猛導(dǎo)致乒乓球破裂。解決方法：提前用牙簽在“北極”位置扎一個(gè)淺孔（約2mm深），再插入木棒，可降低球體受力；若破裂，可用透明膠纏繞破損處繼續(xù)使用（不影響整體結(jié)構(gòu)）。2基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)搭建：從“靜態(tài)地球”到“可旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)”2.2制作“水平面”與光源支架為了模擬“太陽”與“地球”的相對位置，需搭建一個(gè)穩(wěn)定的支撐平臺(tái)：裁剪硬紙板：將A4硬紙板沿長邊對折，形成一個(gè)“L型”支架（豎直部分高約10cm，水平部分長約15cm），用剪刀修剪邊緣使其整齊。標(biāo)注方向：在水平部分的硬紙板上，用馬克筆標(biāo)注“東”“西”方向（東方向?qū)?yīng)地球自轉(zhuǎn)時(shí)“即將進(jìn)入白天”的一側(cè)）。固定光源：將手電筒尾部用雙面膠粘貼在豎直硬紙板的頂部（高度與乒乓球中心齊平），調(diào)整手電筒角度，使其光線水平射向乒乓球中心（可通過觀察光斑是否覆蓋球體中心驗(yàn)證）。教學(xué)技巧：可讓學(xué)生分組調(diào)試光源角度——一組負(fù)責(zé)手持手電筒，另一組觀察光斑位置，通過“微調(diào)-觀察-再調(diào)整”的過程，理解“太陽光線是平行光”的特點(diǎn)（盡管模型中是點(diǎn)光源，但需盡量模擬平行效果）。3動(dòng)態(tài)演示部分：讓模型“轉(zhuǎn)”起來，觀察晝夜變化模型的核心功能是“演示”，因此需設(shè)計(jì)可操作的自轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。具體步驟如下：安裝旋轉(zhuǎn)底座：將地軸穿出“南極”的一端插入水平硬紙板的中心位置（可提前用鉛筆扎一個(gè)小孔），確保地球模型能繞地軸自由旋轉(zhuǎn)（若卡頓，可涂抹少量凡士林潤滑）。標(biāo)記晨昏線：打開手電筒，球體被照亮的一側(cè)為“晝半球”（用紅色馬克筆沿光斑邊緣畫圈），未被照亮的一側(cè)為“夜半球”（藍(lán)色馬克筆標(biāo)記），兩半球的分界線即“晨昏線”。模擬地球自轉(zhuǎn)：用手指輕推乒乓球，使其自西向東旋轉(zhuǎn)（從北極上空看為逆時(shí)針方向），觀察以下現(xiàn)象：某一固定點(diǎn)（如用貼紙標(biāo)記“北京”）是否會(huì)交替進(jìn)入“晝半球”和“夜半球”；晨昏線是否隨自轉(zhuǎn)而移動(dòng)（實(shí)際是地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致晨昏線相對“靜止”，但模型中因球體旋轉(zhuǎn)，光斑邊緣會(huì)“移動(dòng)”）；3動(dòng)態(tài)演示部分：讓模型“轉(zhuǎn)”起來，觀察晝夜變化光源不動(dòng)時(shí)，“晝半球”和“夜半球”的面積是否始終相等（驗(yàn)證“地球是球體”的特點(diǎn)）。學(xué)生觀察記錄單（可提前印發(fā)）：03|觀察項(xiàng)目|現(xiàn)象描述|我的思考||觀察項(xiàng)目|現(xiàn)象描述|我的思考||-------------------|-----------------------------------|-----------------------------------||固定點(diǎn)的晝夜變化|貼紙“北京”先進(jìn)入____，后進(jìn)入____|這是因?yàn)榈厍蛟赺___（填“自轉(zhuǎn)”或“公轉(zhuǎn)”）||晨昏線的移動(dòng)方向|晨昏線向____（東/西）移動(dòng)|實(shí)際是地球向____方向轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)果||晝夜半球面積|晝半球面積____（大于/等于/小于）夜半球|說明地球是____的球體|04模型優(yōu)化與原理深化：從“會(huì)做”到“會(huì)用”1模型優(yōu)化：解決常見問題，提升演示效果即使按照標(biāo)準(zhǔn)步驟制作，模型仍可能存在細(xì)節(jié)問題。以下是教學(xué)中總結(jié)的優(yōu)化方案：1模型優(yōu)化：解決常見問題，提升演示效果1.1光斑不清晰：調(diào)整光源與球體距離若手電筒光線過散，光斑邊緣模糊，可嘗試：更換為“聚光型”手電筒（如帶有凸透鏡的款式）；在手電筒前覆蓋一層薄紙（如半透明硫酸紙），使光線更柔和，邊緣更清晰；降低環(huán)境亮度（拉上窗簾），增強(qiáng)光斑與球體的對比度。1模型優(yōu)化：解決常見問題，提升演示效果1.2地軸傾斜角度不準(zhǔn)確地球自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道面的夾角約為66.5（即與垂直面成23.5傾斜）。若模型中地軸垂直于水平面（90），會(huì)導(dǎo)致“晝夜等長”的錯(cuò)誤結(jié)論。優(yōu)化方法：在硬紙板水平面上畫一個(gè)23.5的角度參考線（用量角器測量）；調(diào)整地軸傾斜角度，使其與水平面形成約66.5的夾角（即與垂直面成23.5）；用橡皮泥固定地軸底部，確保角度穩(wěn)定。小實(shí)驗(yàn)：對比“垂直地軸”與“傾斜地軸”的模型——前者無論怎么旋轉(zhuǎn)，“北京”始終晝夜等長；后者旋轉(zhuǎn)時(shí)，“北京”會(huì)出現(xiàn)“晝長夜短”或“晝短夜長”的變化（模擬四季晝夜長短差異），為后續(xù)“四季形成”的學(xué)習(xí)埋下伏筆。2原理深化：從模型到真實(shí)，建立科學(xué)思維模型的最終目的是幫助學(xué)生理解真實(shí)世界的規(guī)律。在完成制作后，需通過“提問-討論-驗(yàn)證”環(huán)節(jié)，將模型現(xiàn)象與科學(xué)原理關(guān)聯(lián)：2原理深化：從模型到真實(shí)，建立科學(xué)思維2.1核心問題1：“為什么我們感覺不到地球在自轉(zhuǎn)？”引導(dǎo)學(xué)生觀察模型：當(dāng)球體緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)，貼在上面的“北京”貼紙是否感覺在動(dòng)？（學(xué)生：“不明顯，因?yàn)樾D(zhuǎn)太慢。”）進(jìn)一步解釋：地球自轉(zhuǎn)周期為24小時(shí)，轉(zhuǎn)速約1670km/h（赤道），但由于我們隨地球一起運(yùn)動(dòng)，且沒有“絕對靜止”的參考系，因此感覺不到轉(zhuǎn)動(dòng)（類似乘車時(shí)，若車輛勻速行駛，乘客感覺不到自己在動(dòng)）。3.2.2核心問題2：“如果地球停止自轉(zhuǎn)，會(huì)發(fā)生什么？”讓學(xué)生操作模型：固定乒乓球不轉(zhuǎn)，觀察“北京”的晝夜?fàn)顟B(tài)（永遠(yuǎn)處于同一半球）。結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)討論：一側(cè)永遠(yuǎn)白天（溫度極高，水分蒸發(fā)）；一側(cè)永遠(yuǎn)黑夜（溫度極低，生物無法生存）；大氣和海洋因失去自轉(zhuǎn)動(dòng)力，不再有規(guī)律性的環(huán)流（如季風(fēng)、洋流消失）。2原理深化：從模型到真實(shí)，建立科學(xué)思維2.1核心問題1：“為什么我們感覺不到地球在自轉(zhuǎn)？”情感滲透：通過這一討論，學(xué)生能更深刻體會(huì)“地球自轉(zhuǎn)”對生命存在的意義，激發(fā)保護(hù)地球的責(zé)任感。05總結(jié)與拓展：從模型到生活，科學(xué)思維的延伸1課程總結(jié)：模型制作的“三維目標(biāo)”達(dá)成通過本次模型制作，學(xué)生在以下三方面實(shí)現(xiàn)了成長：知識(shí)目標(biāo)：理解晝夜交替的本質(zhì)是地球自轉(zhuǎn)，明確晨昏線、晝半球、夜半球的概念；能力目標(biāo)：掌握簡單模型的設(shè)計(jì)與制作技巧，提升動(dòng)手操作、觀察記錄和邏輯推理能力；情感目標(biāo)：通過小組合作（材料收集、模型調(diào)試）培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，通過觀察真實(shí)現(xiàn)象與模型的關(guān)聯(lián)激發(fā)科學(xué)探究興趣。020103042課后拓展：讓科學(xué)走進(jìn)生活為了鞏固學(xué)習(xí)成果，可布置以下分層任務(wù)：基礎(chǔ)任務(wù)：用手機(jī)拍攝模型演示視頻（要求：清晰展示自轉(zhuǎn)過程中“北京”的晝夜變化），上傳班級群分享；挑戰(zhàn)任務(wù)：嘗試用不同材料（如橙子、小臺(tái)燈）制作改進(jìn)版模型，對比原模型的優(yōu)缺點(diǎn)（提示：可從“便攜性”“可視化”“穩(wěn)定性”等方面分析）；觀察任務(wù)：連續(xù)一周記錄本地日出日落時(shí)間，繪制“晝夜時(shí)長變化圖”，思考：“如果地球自轉(zhuǎn)變快/變慢，這張圖會(huì)怎么變化？”結(jié)語：讓模型成為打開科學(xué)之門的鑰匙2課后拓展：讓科學(xué)走進(jìn)生活回想起學(xué)生們第一次成功讓模型“轉(zhuǎn)”起來時(shí)的歡呼——有的跳起來說“老師你看