一、教學(xué)背景與目標(biāo)設(shè)定：基于認(rèn)知規(guī)律的精準(zhǔn)定位演講人01教學(xué)背景與目標(biāo)設(shè)定：基于認(rèn)知規(guī)律的精準(zhǔn)定位02實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：從生活材料到科學(xué)模型的轉(zhuǎn)化03實(shí)驗(yàn)過(guò)程：從現(xiàn)象觀察到規(guī)律總結(jié)的遞進(jìn)式探究04拓展延伸：從單一現(xiàn)象到關(guān)聯(lián)概念的深化05總結(jié)與評(píng)價(jià)：從知識(shí)建構(gòu)到科學(xué)思維的升華目錄2025四年級(jí)科學(xué)上冊(cè)晝夜現(xiàn)象模擬實(shí)驗(yàn)課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終相信：讓抽象的科學(xué)概念“看得見、摸得著”，是打開學(xué)生科學(xué)思維的第一把鑰匙。晝夜現(xiàn)象是地球運(yùn)動(dòng)最直觀的表現(xiàn)，也是四年級(jí)學(xué)生首次系統(tǒng)探究天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的起點(diǎn)。今天，我將以“晝夜現(xiàn)象模擬實(shí)驗(yàn)”為核心，通過(guò)“觀察-猜想-驗(yàn)證-總結(jié)”的探究路徑，帶領(lǐng)學(xué)生從生活經(jīng)驗(yàn)走向科學(xué)本質(zhì)，在動(dòng)手操作中建構(gòu)“地球自轉(zhuǎn)形成晝夜交替”的核心概念。01教學(xué)背景與目標(biāo)設(shè)定：基于認(rèn)知規(guī)律的精準(zhǔn)定位1教材與學(xué)情分析《晝夜現(xiàn)象》是2025版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)“地球與宇宙”單元的核心內(nèi)容。前導(dǎo)課程中，學(xué)生已通過(guò)“太陽(yáng)的位置與方向”“影子的變化”等活動(dòng)，積累了“太陽(yáng)東升西落”“白天黑夜交替”的感性經(jīng)驗(yàn)；后續(xù)將延伸至“四季的形成”“月相變化”等更復(fù)雜的天體運(yùn)動(dòng)探究。從認(rèn)知特點(diǎn)看，四年級(jí)學(xué)生（9-10歲）正處于具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過(guò)渡的關(guān)鍵期，對(duì)直觀操作和可視化模型的接受度遠(yuǎn)高于抽象理論。他們可能提出“為什么會(huì)有白天黑夜？”“是不是太陽(yáng)在繞地球轉(zhuǎn)？”等問(wèn)題，但受限于生活經(jīng)驗(yàn)，容易將晝夜現(xiàn)象簡(jiǎn)單歸因于“太陽(yáng)的移動(dòng)”，而忽視地球自身的運(yùn)動(dòng)。2三維教學(xué)目標(biāo)010203知識(shí)目標(biāo)：通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，理解晝夜現(xiàn)象的成因是“地球自轉(zhuǎn)且不透明”；能區(qū)分“晝夜交替”與“四季變化”的不同成因；準(zhǔn)確描述地球自轉(zhuǎn)的方向（自西向東）與周期（約24小時(shí)）。能力目標(biāo)：掌握“控制變量法”設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)的方法；能基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行邏輯推理，用“亮-暗-亮”的變化規(guī)律解釋晝夜交替；初步具備用科學(xué)模型解釋自然現(xiàn)象的能力。情感目標(biāo)：激發(fā)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的探究興趣，體會(huì)“猜想需要驗(yàn)證”的科學(xué)態(tài)度；通過(guò)小組合作實(shí)驗(yàn)，感受集體智慧對(duì)解決問(wèn)題的推動(dòng)作用。02實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：從生活材料到科學(xué)模型的轉(zhuǎn)化1實(shí)驗(yàn)材料的選擇與設(shè)計(jì)為了讓實(shí)驗(yàn)更貼近學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)保證現(xiàn)象的可觀測(cè)性，我對(duì)材料進(jìn)行了“生活化改造”：地球模型：選用直徑15cm的白色乒乓球（不透明、易標(biāo)記），用黑色記號(hào)筆標(biāo)出“中國(guó)”“美國(guó)”兩個(gè)典型區(qū)域（對(duì)應(yīng)晝夜相反的實(shí)際情況）；底部插入一根細(xì)竹棍（模擬地軸），方便手持旋轉(zhuǎn)。光源：選擇30W可調(diào)節(jié)亮度的LED臺(tái)燈（代替太陽(yáng)），固定在實(shí)驗(yàn)桌一端，確保光線穩(wěn)定且覆蓋整個(gè)“地球”；若課堂條件有限，可用手電筒代替，但需提醒學(xué)生保持光源位置不變。輔助工具：紅色貼紙（標(biāo)記觀察點(diǎn)）、暗室窗簾（減少環(huán)境光干擾）、實(shí)驗(yàn)記錄表（如表1）、秒表（測(cè)量“自轉(zhuǎn)”周期）。1實(shí)驗(yàn)材料的選擇與設(shè)計(jì)表1晝夜現(xiàn)象模擬實(shí)驗(yàn)記錄表|實(shí)驗(yàn)步驟|操作方式|觀察點(diǎn)（紅色貼紙）的明暗變化|推論（是否能形成晝夜交替）||----------|----------|------------------------------|----------------------------||1|固定地球，轉(zhuǎn)動(dòng)光源||||2|固定光源，轉(zhuǎn)動(dòng)地球||||3|同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)地球與光源（反向）|||2安全與分工提示實(shí)驗(yàn)前需強(qiáng)調(diào)：LED臺(tái)燈溫度較高，避免觸碰燈頭；旋轉(zhuǎn)地球模型時(shí)動(dòng)作要慢，防止竹棍戳傷；小組內(nèi)明確“操作員”（旋轉(zhuǎn)地球/移動(dòng)光源）、“記錄員”（填寫表格）、“觀察員”（匯報(bào)現(xiàn)象）的分工，確保每個(gè)學(xué)生都能參與核心探究。03實(shí)驗(yàn)過(guò)程：從現(xiàn)象觀察到規(guī)律總結(jié)的遞進(jìn)式探究1初始猜想：激活前概念課程伊始，我會(huì)展示一組“北京天安門日出”與“紐約時(shí)代廣場(chǎng)夜景”的對(duì)比圖，提問(wèn)：“同一時(shí)刻，北京是白天，紐約是黑夜，可能的原因是什么？”學(xué)生可能提出三種猜想：①太陽(yáng)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，照到北京時(shí)是白天，轉(zhuǎn)到另一邊時(shí)紐約是白天；②地球自己轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)到朝向太陽(yáng)的一面是白天，背向的一面是黑夜；③太陽(yáng)和地球同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。這些猜想正是后續(xù)實(shí)驗(yàn)的“靶心”——我們需要通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證哪一種更符合實(shí)際。2基礎(chǔ)模擬：控制單一變量觀察現(xiàn)象步驟1：固定地球，轉(zhuǎn)動(dòng)光源（模擬“太陽(yáng)繞地球轉(zhuǎn)”）操作員將地球模型靜止放置在光源正前方，記錄員在貼紙位置標(biāo)記“初始狀態(tài)”（亮）；然后緩慢水平移動(dòng)光源（從左到右繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)），觀察員重點(diǎn)記錄貼紙從亮到暗再到亮的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)光源轉(zhuǎn)到地球另一側(cè)時(shí)，貼紙從亮變暗；光源轉(zhuǎn)回原位置時(shí)，貼紙重新變亮。學(xué)生疑問(wèn)：“如果太陽(yáng)真的繞地球轉(zhuǎn)，那轉(zhuǎn)一圈需要多久？”（引導(dǎo)聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)：太陽(yáng)東升西落約24小時(shí)）2基礎(chǔ)模擬：控制單一變量觀察現(xiàn)象步驟2：固定光源，轉(zhuǎn)動(dòng)地球（模擬“地球自轉(zhuǎn)”）保持光源位置不變，操作員用手捏住竹棍（地軸），自西向東緩慢旋轉(zhuǎn)地球（從北極上空看為逆時(shí)針），觀察員緊盯貼紙變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：貼紙隨地球轉(zhuǎn)動(dòng)，從亮（朝向光源）逐漸進(jìn)入暗區(qū)（背向光源），再轉(zhuǎn)回亮區(qū)，完成一次“亮-暗-亮”循環(huán)的時(shí)間約為5秒（對(duì)應(yīng)實(shí)際24小時(shí)）。學(xué)生發(fā)現(xiàn)：“不需要移動(dòng)太陽(yáng)，只要地球自己轉(zhuǎn)，就能看到白天黑夜交替！”2基礎(chǔ)模擬：控制單一變量觀察現(xiàn)象對(duì)比實(shí)驗(yàn)（同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)地球與光源）為排除“共同轉(zhuǎn)動(dòng)”的干擾，操作員同時(shí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)地球與光源（如光源向左，地球向右），觀察員記錄現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：貼紙的明暗變化速度加快，但本質(zhì)仍是“地球自轉(zhuǎn)”主導(dǎo)的交替——這一步讓學(xué)生意識(shí)到，復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的核心因素是地球自身的轉(zhuǎn)動(dòng)。3現(xiàn)象分析：從模型到真實(shí)的邏輯遷移實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我會(huì)用“三問(wèn)法”引導(dǎo)學(xué)生深度思考：“看到了什么？”：無(wú)論哪種操作，只要存在“光源與地球的相對(duì)運(yùn)動(dòng)”，貼紙就會(huì)出現(xiàn)明暗交替；但固定光源、轉(zhuǎn)動(dòng)地球的方式更符合“太陽(yáng)看似移動(dòng)，實(shí)則地球自轉(zhuǎn)”的實(shí)際?！盀槭裁磿?huì)這樣？”：地球是不透明球體，同一時(shí)間只有一半被太陽(yáng)照亮（晝半球），另一半處于黑暗（夜半球）；地球自轉(zhuǎn)使同一地點(diǎn)交替進(jìn)入晝半球和夜半球?！叭绾巫C明地球在自轉(zhuǎn)？”：引入“傅科擺”實(shí)驗(yàn)的視頻片段（簡(jiǎn)化版），說(shuō)明擺錘擺動(dòng)方向的偏轉(zhuǎn)是地球自轉(zhuǎn)的直接證據(jù)；聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)“太陽(yáng)東升西落”（地球自西向東轉(zhuǎn)，所以太陽(yáng)看起來(lái)從東邊升起）。4誤區(qū)修正：突破“前概念”的關(guān)鍵教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生會(huì)認(rèn)為“地球自轉(zhuǎn)一周是12小時(shí)”（因?yàn)榘滋旌谝垢骷s12小時(shí)）。此時(shí)需用地球儀現(xiàn)場(chǎng)演示：當(dāng)貼紙從亮到暗再到亮，地球?qū)嶋H轉(zhuǎn)了360度（約24小時(shí)），白天黑夜的時(shí)長(zhǎng)接近是因?yàn)樘?yáng)距離地球極遠(yuǎn)，光線近似平行，所以晝半球和夜半球面積大致相等（極地除外）。04拓展延伸：從單一現(xiàn)象到關(guān)聯(lián)概念的深化1模擬“地軸傾斜”的影響（選做實(shí)驗(yàn)）學(xué)有余力的小組可嘗試：將地球模型的地軸傾斜23.5（用量角器輔助），固定光源后緩慢旋轉(zhuǎn)地球，觀察貼紙被照亮的時(shí)間是否變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)“北半球”傾向光源時(shí)（模擬夏季），貼紙亮的時(shí)間更長(zhǎng)（晝長(zhǎng)夜短）；反之則亮的時(shí)間更短（晝短夜長(zhǎng)）。教師點(diǎn)撥：這就是“晝夜長(zhǎng)短變化”的成因，而四季的形成也與地軸傾斜有關(guān)——但晝夜交替的根本原因仍是地球自轉(zhuǎn)。2生活中的應(yīng)用：解釋特殊現(xiàn)象通過(guò)圖片和視頻展示“極晝極夜”（如北極圈夏季24小時(shí)白天）、“時(shí)差”（如北京與倫敦的時(shí)間差），讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)結(jié)論解釋：01極晝極夜：極地地區(qū)在地球自轉(zhuǎn)時(shí)，始終處于晝半球或夜半球（因地球傾斜）；02時(shí)差：地球自西向東轉(zhuǎn)，東邊的地點(diǎn)先看到太陽(yáng)，所以“東早西晚”。0305總結(jié)與評(píng)價(jià)：從知識(shí)建構(gòu)到科學(xué)思維的升華1核心概念總結(jié)通過(guò)板書“知識(shí)樹”（如圖1），帶領(lǐng)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)論：（此處可插入手繪板書照片或示意圖，展示從“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”到“科學(xué)概念”的邏輯脈絡(luò)）圖1晝夜現(xiàn)象知識(shí)樹干（現(xiàn)象）：晝夜交替，周期約24小時(shí)；根（成因）：地球不透明且自轉(zhuǎn)；枝（延伸）：時(shí)差、晝夜長(zhǎng)短變化。2學(xué)生表現(xiàn)評(píng)價(jià)030201采用“過(guò)程性評(píng)價(jià)+成果評(píng)價(jià)”結(jié)合的方式：過(guò)程性評(píng)價(jià)：觀察小組分工是否明確、操作是否規(guī)范、是否積極提出問(wèn)題（如“如果地球不自轉(zhuǎn)，會(huì)怎樣？”）；成果評(píng)價(jià)：檢查實(shí)驗(yàn)記錄表的填寫完整性，重點(diǎn)看“推論”是否基于現(xiàn)象（如“固定光源轉(zhuǎn)動(dòng)地球能形成晝夜交替，更符合實(shí)際”）。3課后延伸任務(wù)基礎(chǔ)任務(wù)：用家庭材料（如橘子、臺(tái)燈）向家長(zhǎng)演示晝夜現(xiàn)象，講解成因；挑戰(zhàn)任務(wù)：記錄一周內(nèi)“日出日落時(shí)間”，繪制變化曲線，思考與地球自轉(zhuǎn)的關(guān)系（為后續(xù)“晝夜長(zhǎng)短”學(xué)習(xí)鋪墊）。結(jié)語(yǔ)：讓科學(xué)探究成為照亮童年的光回想起第一次帶學(xué)生做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小宇舉著被照亮的地球模型喊：“老師！我知道了，我們就像這個(gè)貼貼紙，跟著地球轉(zhuǎn)圈圈！”那一刻，我深切感