一、從現(xiàn)象到問題：我們觀察到的四季演講人CONTENTS從現(xiàn)象到問題：我們觀察到的四季四季形成的科學原理：公轉(zhuǎn)與地軸傾斜的“雙人舞”四季的“節(jié)奏”：二十四節(jié)氣與生活驗證與探究：像科學家一樣動手動腦總結(jié)：四季是地球與太陽的“默契之舞”目錄2025小學四年級科學上冊四季形成的科學解釋課件同學們，當我們翻開科學課本的這一頁時，窗外的梧桐樹正隨著季節(jié)變換悄然改變：春天抽出嫩綠的新芽，夏天撐起濃密的樹蔭，秋天飄下金黃的落葉，冬天只剩光禿的枝椏。你們是否和小時候的我一樣，蹲在樹下數(shù)過落葉，在雪地里堆過雪人，卻總在心里畫著一個問號——為什么一年會有四季輪回？今天，我們就像小偵探一樣，用科學的目光揭開四季形成的奧秘。01從現(xiàn)象到問題：我們觀察到的四季1四季的典型特征作為四年級的同學，你們對四季的感受一定非常深刻。讓我們先回憶一下：春季：氣溫回升，小草從土里鉆出頭，桃花、杏花像害羞的小姑娘一樣綻開笑臉，小燕子從南方飛回來筑巢。夏季：太陽火辣辣的，蟬在樹上“知了知了”叫個不停，西瓜、冰淇淋成了最受歡迎的“降溫神器”，雷雨天氣也變多了。秋季：天空更藍更高，桂花香飄滿校園，農(nóng)田里的稻子彎下腰，像鋪了一地的金子，早晚的風里已經(jīng)有了涼意。冬季：北風呼呼吹，很多樹的葉子掉光了，梅花卻在寒雪里綻放，我們穿上厚厚的羽絨服，有時候還能打雪仗、堆雪人。這些變化是不是每年都在重復？就像一首循環(huán)播放的歌謠。但你們有沒有發(fā)現(xiàn)，不同季節(jié)最核心的差異是什么？是溫度的變化——從溫暖到炎熱，再到?jīng)鏊?、寒冷，周而復始?提出核心問題現(xiàn)在，我們要像科學家一樣思考：是什么力量讓地球的溫度呈現(xiàn)這樣的周期性變化？可能的猜想有哪些？有的同學可能會說：“是不是地球離太陽的遠近變化了？”比如冬天冷，是不是因為地球離太陽遠？夏天熱，離太陽近？這個猜想聽起來有道理，但其實有問題——地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道是一個接近圓形的橢圓，最遠和最近的距離差只有約500萬公里（地球到太陽平均距離約1.5億公里），這點距離變化對溫度的影響微乎其微。更關鍵的證據(jù)是：當北半球是夏季時，地球其實處于公轉(zhuǎn)軌道的“遠日點”（7月初）；而北半球冬季時，地球卻在“近日點”（1月初）。這說明“距離說”不成立。那真正的原因到底是什么？我們需要從地球的運動規(guī)律入手。02四季形成的科學原理：公轉(zhuǎn)與地軸傾斜的“雙人舞”四季形成的科學原理：公轉(zhuǎn)與地軸傾斜的“雙人舞”要理解四季，必須先明確地球的兩種基本運動：自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)。自轉(zhuǎn)讓我們經(jīng)歷晝夜更替，而公轉(zhuǎn)與四季的形成直接相關，但僅有公轉(zhuǎn)是不夠的，還需要另一個關鍵條件——地軸的傾斜。1地球的公轉(zhuǎn)：一年一圈的“長跑”地球繞太陽轉(zhuǎn)動的運動叫公轉(zhuǎn)。就像小朋友們手拉手圍著火爐轉(zhuǎn)圈，地球也在圍繞太陽“轉(zhuǎn)圈”。這個“圈”的形狀是一個近似圓形的橢圓，公轉(zhuǎn)一周的時間是365天左右（這就是一年的由來）。公轉(zhuǎn)的方向和自轉(zhuǎn)一樣，都是自西向東，所以我們看到太陽每天東升西落，星星也會“東升西落”。但公轉(zhuǎn)本身不會導致四季——如果地球的自轉(zhuǎn)軸是垂直于公轉(zhuǎn)軌道平面的（就像一根完全直立的陀螺），那么太陽直射點會始終在赤道附近，全球各地的晝夜長短和太陽高度角幾乎不變，也就不會有明顯的季節(jié)變化。這時候，地球可能只有“熱帶”“溫帶”“寒帶”的區(qū)分，而沒有四季輪回。2地軸的傾斜：四季的“啟動開關”關鍵就在于，地球的自轉(zhuǎn)軸并不是垂直的，而是有一個約23.5度的傾斜角（準確說是2326′），并且在公轉(zhuǎn)過程中，地軸的指向始終保持不變（就像一個傾斜的陀螺，無論怎么轉(zhuǎn)，尖頂始終指向北極星附近）。這個傾斜就像一把“鑰匙”，打開了四季變化的大門。舉個例子：假設你拿著一個手電筒（代表太陽），照射一個傾斜的地球儀（代表地球）。當“地球儀”的北半球傾向手電筒時，北半球接收到的光更集中，就像手電筒直射墻面時光斑更亮、更熱；當北半球遠離手電筒時，光變得分散，就像手電筒斜射墻面時光斑更暗、更涼。這種“集中”與“分散”的變化，正是四季溫度差異的根源。3太陽直射點的移動：四季的“指揮棒”由于地軸傾斜且方向不變，地球在公轉(zhuǎn)軌道的不同位置時，太陽直射地球的位置會在南北回歸線之間移動（北回歸線23.5N，南回歸線23.5S），這就是太陽直射點的回歸運動。這種移動直接導致了三個關鍵變化：3太陽直射點的移動：四季的“指揮棒”3.1太陽高度角的變化太陽高度角指的是太陽光線與地平面的夾角。夏季，北半球的太陽高度角大（接近90），陽光幾乎垂直照射地面，單位面積接收的熱量多，所以更熱；冬季，太陽高度角?。赡苤挥?0-30），陽光斜射，熱量分散，地面升溫慢，所以更冷。舉個生活中的例子：早晨和中午的太陽，哪個更熱？當然是中午，因為中午太陽高度角大，陽光更“直”。四季的溫度變化，其實就是“中午”和“早晨”的“放大版”——夏季相當于“持續(xù)中午”，冬季相當于“持續(xù)早晨”。3太陽直射點的移動：四季的“指揮棒”3.2晝夜長短的變化太陽直射點的移動還會導致晝夜長短的變化。當太陽直射北半球時（春分至秋分），北半球晝長夜短，且越往北白天越長（北極地區(qū)會出現(xiàn)“極晝”）；當太陽直射南半球時（秋分至次年春分），北半球晝短夜長，越往北夜晚越長（北極地區(qū)會出現(xiàn)“極夜”）。比如，夏至日（6月22日前后），北京的白天約15小時，夜晚約9小時；冬至日（12月22日前后），北京的白天僅約9小時，夜晚約15小時。白天越長，地面接收太陽熱量的時間就越長，這也是夏季更熱的原因之一。3太陽直射點的移動：四季的“指揮棒”3.3南北半球的“反季”現(xiàn)象因為太陽直射點在南北回歸線之間移動，所以當北半球是夏季時（太陽直射北回歸線附近），南半球正處于冬季；北半球是冬季時，南半球則是夏季。就像我去年冬天和家人去澳大利亞旅行，那里的小朋友正穿著短袖在海灘上玩，而我們穿著羽絨服，這就是“反季”的典型例子。03四季的“節(jié)奏”：二十四節(jié)氣與生活1二十四節(jié)氣：古人的“四季日歷”聰明的古人通過觀察四季變化，總結(jié)出了二十四節(jié)氣，這是中華民族獨特的“時間刻度”。比如：01春分、秋分：太陽直射赤道，全球晝夜等長（各12小時），分別標志著春季和秋季的中期。02夏至、冬至：太陽直射北回歸線（夏至）和南回歸線（冬至），分別是北半球一年中白天最長、夜晚最短（夏至）和白天最短、夜晚最長（冬至）的日子。03立春、立夏、立秋、立冬：分別標志著四季的開始（“立”即“開始”）。04這些節(jié)氣不僅指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（比如“谷雨前后，種瓜點豆”），還融入了我們的生活習俗——清明掃墓、冬至吃餃子、立秋貼秋膘，都是節(jié)氣文化的體現(xiàn)。052四季與生物的“生物鐘”四季變化不僅影響溫度，還像一個“生物鬧鐘”，調(diào)節(jié)著動植物的行為：1植物：桃樹春天開花，是因為溫度回升和光照時間變長“喚醒”了花芽；楓樹秋天落葉，是為了減少水分蒸發(fā)，保存能量過冬。2動物：大雁秋天南飛，是因為北方食物減少、氣溫降低；青蛙冬天冬眠，是為了降低代謝，度過食物短缺的寒冷期。3我們?nèi)祟愐矔鶕?jù)四季調(diào)整生活：夏天吃冷飲、冬天穿厚衣服，農(nóng)民伯伯春種秋收，這些都是對四季變化的適應。404驗證與探究：像科學家一樣動手動腦1模擬實驗：用地球儀“造”四季為了更直觀地理解四季形成，我們可以做一個模擬實驗：材料：地球儀（最好標出赤道、南北回歸線）、手電筒（代表太陽）、暗室或遮光窗簾。步驟：在暗室中，將手電筒固定在桌面，打開后讓光線水平照射（模擬太陽平行光線）。手持地球儀，保持地軸傾斜約23.5度（可參考地球儀底座的傾斜角度），圍繞手電筒緩慢轉(zhuǎn)動（模擬公轉(zhuǎn)）。觀察地球儀上被照亮的部分（晝半球）和未被照亮的部分（夜半球），注意不同位置時北半球的晝夜長短變化，以及“太陽直射點”（手電筒光斑最亮的位置）的移動。通過這個實驗，你會發(fā)現(xiàn)：當?shù)厍騼x的北半球傾向手電筒時，北半球晝長夜短，光斑更集中（對應夏季）；當北半球遠離手電筒時，晝短夜長，光斑分散（對應冬季）。2長期觀測：記錄身邊的四季科學探究不僅需要實驗，還需要長期觀察。同學們可以做一個“四季觀察日記”：記錄內(nèi)容：每月1日測量當?shù)氐娜粘鋈章鋾r間（計算晝長）、觀察校園里某棵樹的變化（發(fā)芽、開花、落葉）、記錄最高/最低氣溫。分析對比：將半年或一年的數(shù)據(jù)整理成表格或折線圖，看看晝長、氣溫、植物狀態(tài)是否與四季變化規(guī)律一致。去年我?guī)У陌嗉壘妥鲞^這樣的觀察，有個同學發(fā)現(xiàn)：9月開學時，白天明顯比7月短了，而12月的早晨，太陽要到7點多才升起——這些數(shù)據(jù)都驗證了“太陽直射點移動導致晝夜長短變化”的結(jié)論。05總結(jié)：四季是地球與太陽的“默契之舞”總結(jié)：四季是地球與太陽的“默契之舞”同學們，現(xiàn)在我們可以用一句話概括四季形成的原因了：四季的形成是地球公轉(zhuǎn)和地軸傾斜共同作用的結(jié)果。地球繞太陽公轉(zhuǎn)時，地軸始終傾斜約23.5度且指向不變，導致太陽直射點在南北回歸線之間移動，進而引起太陽高度角、晝夜長短和地面接收熱量的周期性變化，最終形成了四季輪回。就像一場精