一、從生活現(xiàn)象出發(fā)：認識晝夜長短的“變”與“不變”演講人CONTENTS從生活現(xiàn)象出發(fā)：認識晝夜長短的“變”與“不變”追根溯源：晝夜長短變化的科學原理規(guī)律總結：不同時間與地區(qū)的晝夜長短特征聯(lián)系生活：晝夜長短變化的影響與意義總結與拓展：用科學眼光觀察世界板書設計（關鍵詞）目錄2025小學四年級科學上冊晝夜長短變化規(guī)律課件各位同學、老師們，今天我們要共同探索一個與日常生活緊密相關的科學現(xiàn)象——晝夜長短的變化規(guī)律。當你們在夏天清晨六點就被陽光喚醒，或是冬天早上七點還摸黑出門上學時，是否想過：為什么不同季節(jié)白天和黑夜的時長會不一樣？這種變化有什么規(guī)律？今天，我們就像小偵探一樣，用科學的眼光觀察、用實驗的方法驗證，一起揭開晝夜長短變化的秘密。01從生活現(xiàn)象出發(fā)：認識晝夜長短的“變”與“不變”1生活中的觀察：我們身邊的晝夜差異同學們不妨先回憶一下自己的生活片段：暑假時，你們幾點起床？是不是天早就亮了？我記得去年帶學生觀察日出，夏至前后的北京，早上4點50分左右太陽就升起來了，而晚上7點半之后天才完全黑，白天足足有14個多小時。寒假里呢？早上7點出門上學，是不是還能看到星星？去年冬至那天，北京的日出時間是7點33分，日落時間是16點53分，白天只有9個多小時。春秋季的情況又不同：比如春分和秋分時，早上6點左右日出，晚上6點左右日落，白天和黑夜幾乎各占12小時。這些現(xiàn)象說明：晝夜長短會隨著季節(jié)變化而改變，且不同季節(jié)的變化幅度不同。但大家有沒有發(fā)現(xiàn)，無論哪個季節(jié)，一天的總時長（24小時）是不變的？這是因為地球自轉的周期是固定的24小時，而晝夜長短的變化，本質上是白天和黑夜在24小時內的“此消彼長”。2概念澄清：什么是“晝夜長短”？為了更準確地研究，我們需要明確兩個關鍵概念：晝長：從日出到日落的時間間隔（即白天的時長）。夜長：從日落到次日日出的時間間隔（即黑夜的時長）。例如，某一天日出時間是6:00，日落時間是18:00，那么晝長=18:00-6:00=12小時，夜長=24小時-12小時=12小時。若日出時間提前到5:00，日落時間推遲到19:00，晝長就變成14小時，夜長則縮短為10小時。通過記錄不同日期的日出日落時間（如表1），我們可以直觀看到晝夜長短的變化趨勢。表1北京地區(qū)2024年部分日期日出日落時間表（數(shù)據(jù)來源：中國氣象局）|日期|日出時間|日落時間|晝長|夜長|2概念澄清：什么是“晝夜長短”？|------------|----------|----------|--------|--------|（注：由于大氣折射等因素，實際日出日落時間與理論計算略有差異，但整體趨勢一致。）|12月22日（冬至）|7:33|16:53|9小時20分|14小時40分||6月21日（夏至）|4:46|19:46|15小時0分|9小時0分||3月21日（春分）|6:15|18:11|11小時56分|12小時4分||9月23日（秋分）|6:19|18:01|11小時42分|12小時18分|02追根溯源：晝夜長短變化的科學原理追根溯源：晝夜長短變化的科學原理要理解晝夜長短為什么會變化，我們需要回到地球的運動規(guī)律。同學們都知道，地球有兩種基本運動：自轉（繞地軸旋轉，導致晝夜交替）和公轉（繞太陽旋轉，導致四季更替）。而晝夜長短的變化，正是由地球公轉時的兩個關鍵特征共同作用的結果。1關鍵特征一：地球公轉軌道是近似正圓的橢圓地球繞太陽公轉的軌道是一個橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上（如圖1）。不過，這個橢圓的“扁度”很小（偏心率約0.0167），因此我們可以近似認為地球公轉軌道是圓形的。這意味著，地球與太陽的距離在一年中變化不大（近日點約1.47億公里，遠日點約1.52億公里），所以晝夜長短變化與地球離太陽的遠近無關。2關鍵特征二：地軸傾斜且方向保持不變更重要的特征是：地球的自轉軸（地軸）與公轉軌道面（黃道面）之間有一個約66.5的夾角（即黃赤交角約23.5），且地軸的指向在公轉過程中保持不變——始終指向北極星附近（如圖2）。這個傾斜是導致晝夜長短變化的根本原因。打個比方：如果地球像一根垂直插在桌面上的鉛筆（地軸與公轉軌道面垂直），那么無論轉到軌道的哪個位置，太陽直射點都會始終在赤道上，全球各地全年晝夜平分。但現(xiàn)實中，地軸是傾斜的，這使得太陽直射點在一年中會在南北回歸線之間來回移動（即太陽直射點的回歸運動），從而引起晝夜長短的變化。3模擬實驗：用地球儀演示晝夜長短變化為了更直觀地理解，我們可以用地球儀做一個模擬實驗：在黑暗的教室中，用手電筒模擬太陽（保持不動），將地球儀的地軸傾斜約23.5（用一根小棍固定指向天花板某一點模擬北極星）。緩慢轉動地球儀繞“太陽”公轉（注意保持地軸方向不變），觀察不同位置時“陽光”照亮的半球范圍。當“太陽”直射北回歸線（夏至）時，北半球被照亮的部分更多，晝長夜短；當“太陽”直射南回歸線（冬至）時，南半球被照亮的部分更多，北半球晝短夜長；當“太陽”直射赤道（春分、秋分）時，全球被照亮的部分正好平分，晝夜等長。通過這個實驗，我們可以清晰看到：太陽直射點的位置變化，是導致晝夜長短變化的直接原因。03規(guī)律總結：不同時間與地區(qū)的晝夜長短特征1時間維度：四季中的晝夜長短變化以北半球為例（南半球規(guī)律相反），晝夜長短隨季節(jié)變化的規(guī)律可總結為：1時間維度：四季中的晝夜長短變化春分（3月20-21日）太陽直射赤道，全球各地晝夜平分（晝長≈12小時）。此后，太陽直射點北移，北半球晝漸長、夜?jié)u短。1時間維度：四季中的晝夜長短變化夏至（6月21-22日）太陽直射北回歸線（23.5N），北半球晝最長、夜最短。北極圈以北地區(qū)出現(xiàn)“極晝”（24小時白天），南極圈以南地區(qū)出現(xiàn)“極夜”（24小時黑夜）。1時間維度：四季中的晝夜長短變化秋分（9月22-23日）太陽直射赤道，全球再次晝夜平分。此后，太陽直射點南移，北半球晝漸短、夜?jié)u長。1時間維度：四季中的晝夜長短變化冬至（12月21-22日）太陽直射南回歸線（23.5S），北半球晝最短、夜最長。北極圈以北地區(qū)出現(xiàn)“極夜”，南極圈以南地區(qū)出現(xiàn)“極晝”。從春分→夏至→秋分→冬至→春分，晝夜長短完成一個周期的變化，這與地球公轉周期（約365天）一致。2空間維度：不同緯度的晝夜長短差異除了時間變化，晝夜長短還與緯度密切相關。我們可以通過對比不同緯度地區(qū)的夏至日晝長（如表2），發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：表2北半球不同緯度夏至日晝長（理論值）|緯度|0（赤道）|23.5N（北回歸線）|40N（北京）|60N（挪威）|66.5N（北極圈）||------------|------------|---------------------|--------------|--------------|------------------||晝長|12小時|13小時25分|15小時1分|18小時29分|24小時（極晝）|2空間維度：不同緯度的晝夜長短差異1赤道地區(qū)：全年晝夜平分（12小時），因為太陽直射點始終在赤道附近移動，赤道永遠被晨昏線平分。2中緯度地區(qū)（如北京40N）：晝夜長短變化明顯，夏至晝最長、冬至晝最短，春秋分接近12小時。3高緯度地區(qū)（如北極圈66.5N）：晝夜長短變化極端，夏至前后出現(xiàn)極晝，冬至前后出現(xiàn)極夜；緯度越高，極晝/極夜的天數(shù)越長（北極點極晝約186天，極夜約179天）。4這是因為緯度越高，地球表面與太陽直射點的相對位置變化越顯著，被陽光照亮的范圍變化也越大。3特殊現(xiàn)象：極晝與極夜的形成當太陽直射點位于北半球時（春分→秋分），北極圈以北地區(qū)全天處于陽光照射下（極晝），而南極圈以南地區(qū)全天處于黑暗中（極夜）；反之，太陽直射南半球時（秋分→春分），南極圈以南出現(xiàn)極晝，北極圈以北出現(xiàn)極夜。需要注意的是，極晝和極夜僅出現(xiàn)在極圈（66.5N/S）以內的地區(qū)。例如，我國最北的漠河（約53N）沒有極晝極夜現(xiàn)象，但夏至日晝長可達17小時以上，比北京更長。04聯(lián)系生活：晝夜長短變化的影響與意義聯(lián)系生活：晝夜長短變化的影響與意義晝夜長短的變化不僅是一個科學現(xiàn)象，更深刻影響著自然界和人類生活。1對自然界的影響動植物的節(jié)律行為：許多植物會根據(jù)晝夜長短變化調整開花時間（如長日照植物在夏季開花，短日照植物在秋季開花）；動物則通過晝夜長短感知季節(jié)，進行遷徙、換毛或冬眠（如大雁秋季南飛，刺猬冬季冬眠）。氣候與生態(tài)系統(tǒng)：晝長夜短的夏季，地面接收的太陽輻射更多，氣溫升高，促進植物光合作用和生長；冬季晝短夜長，太陽輻射少，氣溫降低，部分地區(qū)進入寒冷季節(jié)。2對人類生活的影響生產(chǎn)活動：農業(yè)生產(chǎn)中，農民會根據(jù)晝夜長短和季節(jié)變化安排種植（如春播、秋收）；極地科考隊會選擇極晝期進行考察（光照充足、氣溫相對較高）。日常生活：夏季晝長，人們活動時間延長（如傍晚的戶外活動）；冬季晝短，部分地區(qū)會調整作息時間（如“冬令時”），學?？赡芡七t早上到校時間。同學們可以觀察自己的生活：你們家的作息時間在暑假和寒假有什么不同？小區(qū)里的路燈在夏天和冬天幾點開啟？這些都是晝夜長短變化的“生活印記”。01020305總結與拓展：用科學眼光觀察世界總結與拓展：用科學眼光觀察世界通過今天的學習，我們明確了以下核心結論：晝夜長短變化的根本原因：地球公轉時地軸傾斜且方向不變，導致太陽直射點在南北回歸線之間移動。時間規(guī)律：北半球夏至晝最長、冬至晝最短，春分秋分之夜平分；南半球相反?？臻g規(guī)律：赤道全年晝夜平分，緯度越高，晝夜長短變化越顯著，極圈以內出現(xiàn)極晝極夜?？茖W探索永不止步。課后，老師建議大家做兩個小實踐：記錄日出日落時間：連續(xù)一個月記錄當?shù)氐娜粘鋈章鋾r間（可通過手機天氣APP獲?。L制晝長變化曲線圖，觀察其變化趨勢。模擬