一、課程導(dǎo)入：從生活現(xiàn)象到科學(xué)問題的自然銜接演講人CONTENTS課程導(dǎo)入：從生活現(xiàn)象到科學(xué)問題的自然銜接知識鋪墊：理解地球公轉(zhuǎn)的基本特征模擬實(shí)驗(yàn)：直觀感受四季變化的成因現(xiàn)象關(guān)聯(lián)：從實(shí)驗(yàn)室到生活的遷移應(yīng)用總結(jié)與延伸：用科學(xué)眼光觀察世界目錄2025小學(xué)四年級科學(xué)下冊地球公轉(zhuǎn)四季變化模擬課件01課程導(dǎo)入：從生活現(xiàn)象到科學(xué)問題的自然銜接課程導(dǎo)入：從生活現(xiàn)象到科學(xué)問題的自然銜接同學(xué)們，當(dāng)我們站在校園里觀察時，是否注意到這樣的變化——春天玉蘭樹抽出嫩綠的新芽，夏天梧桐葉像大傘般遮蔽烈日，秋天銀杏葉染成金黃飄落，冬天松樹卻依然裹著深綠的“外衣”？清晨上學(xué)時，夏天六點(diǎn)天已大亮，冬天七點(diǎn)還蒙蒙亮；正午的影子，夏天短得像踩在腳邊，冬天卻能拉成細(xì)長的“小尾巴”。這些熟悉的場景里，藏著一個重要的科學(xué)秘密：地球的公轉(zhuǎn)與四季變化的關(guān)系。今天，我們就通過模擬實(shí)驗(yàn)，一起揭開這個“藏在時光里的密碼”。02知識鋪墊：理解地球公轉(zhuǎn)的基本特征知識鋪墊：理解地球公轉(zhuǎn)的基本特征要探究四季變化，首先需要明確“地球公轉(zhuǎn)”的科學(xué)定義與核心要素。就像我們繞著操場跑步有固定的路線、速度和方向，地球繞太陽轉(zhuǎn)動也有自己的“規(guī)則”。1地球公轉(zhuǎn)的定義與基本參數(shù)地球公轉(zhuǎn)，指地球圍繞太陽的周期性圓周運(yùn)動。這個“周期”有多長呢？通過天文觀測和歷法計(jì)算，我們知道它大約是365天5小時48分46秒，這就是我們熟悉的“一年”。為了方便記錄，人們將一年定為365天，每四年補(bǔ)充一天（閏日），這就是“閏年”的由來。地球公轉(zhuǎn)的軌道并不是標(biāo)準(zhǔn)的圓形，而是一個接近圓形的橢圓（離心率僅約0.0167）。太陽并不在橢圓的正中心，而是位于其中一個焦點(diǎn)上。不過同學(xué)們不用擔(dān)心“離太陽遠(yuǎn)近會影響溫度”——雖然1月初地球離太陽最近（近日點(diǎn)），7月初最遠(yuǎn)（遠(yuǎn)日點(diǎn)），但兩者距離差僅約500萬公里，相對于日地平均距離（約1.5億公里）來說，對地表溫度的影響微乎其微（不到0.5℃）。這一點(diǎn)我們后續(xù)實(shí)驗(yàn)中會進(jìn)一步驗(yàn)證。2地軸傾斜：四季形成的關(guān)鍵前提同學(xué)們是否注意過教室墻上的地球儀？它的“身體”總是傾斜著，北極始終指向北極星附近。這不是制作誤差，而是地球的真實(shí)狀態(tài)——地軸與公轉(zhuǎn)軌道平面（黃道面）的夾角約為66.5，即地軸傾斜約23.5。這個傾斜角度看似微小，卻是四季形成的“核心開關(guān)”。舉個簡單的例子：如果我們端著一盆水繞桌子轉(zhuǎn)圈（模擬公轉(zhuǎn)），同時保持水盆始終垂直（無傾斜），那么水盆里每個位置接收到的“桌面燈光”（模擬太陽光）強(qiáng)度會始終一致；但如果我們傾斜水盆，讓盆口時而朝向燈光、時而偏離，盆內(nèi)不同位置的受光強(qiáng)度就會出現(xiàn)周期性變化。地球的四季，本質(zhì)上就是這種“傾斜+公轉(zhuǎn)”共同作用的結(jié)果。03模擬實(shí)驗(yàn)：直觀感受四季變化的成因模擬實(shí)驗(yàn)：直觀感受四季變化的成因理論的理解需要實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。接下來，我們將用最常見的材料，模擬“地球公轉(zhuǎn)與四季變化”的過程。這個實(shí)驗(yàn)不僅能幫我們觀察現(xiàn)象，更能讓我們親手“操控”地球，感受科學(xué)的趣味性。1實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備光源：可調(diào)節(jié)亮度的手電筒（模擬太陽，建議用白色光，亮度穩(wěn)定）地球模型：用乒乓球或小地球儀（直徑5-8cm，表面用馬克筆標(biāo)注赤道、南北回歸線、極點(diǎn)）支架：用鐵絲或吸管制作一個“地軸”，穿過地球模型（北極用紅色貼紙標(biāo)記，南極藍(lán)色），確保傾斜角度固定（可用量角器輔助，保持地軸與水平面夾角66.5）軌道標(biāo)記：在桌面用粉筆畫一個橢圓（長軸約1米，短軸約0.99米，模擬公轉(zhuǎn)軌道），標(biāo)注四個關(guān)鍵位置：春分點(diǎn)、夏至點(diǎn)、秋分點(diǎn)、冬至點(diǎn)（等距分布）輔助工具：量角器（測量太陽高度角）、溫度計(jì)（可選，測量“地表”溫度變化）、記錄表格（記錄不同位置的光照情況）2實(shí)驗(yàn)步驟與觀察要點(diǎn)固定“太陽”與“地球”初始狀態(tài)將手電筒固定在橢圓軌道的一個焦點(diǎn)位置（高度與地球模型中心平齊），打開光源并調(diào)整角度，使光線水平射向地球模型。地球模型的地軸保持傾斜（北極指向固定方向，如教室后方的窗戶），放置在春分點(diǎn)位置（軌道上與太陽距離適中的點(diǎn)）。步驟2：觀察春分點(diǎn)的光照特征此時，“太陽”光線直射地球模型的赤道（可通過觀察影子驗(yàn)證：赤道位置無影子，南北半球影子對稱）。用量角器測量北極、赤道、南極的太陽高度角（光線與“地表”的夾角）：赤道約90（直射），北極和南極約23.5（斜射）。記錄此時“全球”的晝夜分布——晨昏線（晝夜分界線）正好經(jīng)過兩極，全球晝夜等長（這就是“春分”的特征）。2實(shí)驗(yàn)步驟與觀察要點(diǎn)固定“太陽”與“地球”初始狀態(tài)步驟3：模擬公轉(zhuǎn)到夏至點(diǎn)將地球模型沿軌道逆時針移動四分之一圈（約90），到達(dá)夏至點(diǎn)（此時地球離太陽稍遠(yuǎn)，但根據(jù)前文知識，距離影響可忽略）。注意保持地軸傾斜方向不變（北極仍指向教室后方窗戶）。觀察光照變化：太陽直射點(diǎn)移動到北回歸線（北緯23.5），可用紅色貼紙標(biāo)記此處無影子；北極圈（北緯66.5）以內(nèi)出現(xiàn)極晝（24小時光照），南極圈以內(nèi)出現(xiàn)極夜（24小時黑暗）；北半球中緯度地區(qū)（如模擬北京的位置）太陽高度角增大（約70-80），單位面積接收的光熱更多；記錄此時北半球的晝夜長度——晝長夜短（如北京晝長約15小時，夜長約9小時）。2實(shí)驗(yàn)步驟與觀察要點(diǎn)固定“太陽”與“地球”初始狀態(tài)步驟4：繼續(xù)公轉(zhuǎn)到秋分點(diǎn)與冬至點(diǎn)重復(fù)步驟3，依次將地球模型移動到秋分點(diǎn)（與春分點(diǎn)對稱）、冬至點(diǎn)（與夏至點(diǎn)對稱），觀察：秋分點(diǎn)：太陽再次直射赤道，全球晝夜等長（類似春分）；冬至點(diǎn)：太陽直射南回歸線（南緯23.5），北半球中緯度太陽高度角減?。s20-30），晝短夜長（北京晝長約9小時，夜長約15小時），北極圈出現(xiàn)極夜，南極圈出現(xiàn)極晝。3實(shí)驗(yàn)結(jié)論與誤區(qū)糾正通過實(shí)驗(yàn)我們可以總結(jié)：四季變化的根本原因是地球公轉(zhuǎn)時地軸傾斜且傾斜方向保持不變，導(dǎo)致太陽直射點(diǎn)在南北回歸線之間往返移動，進(jìn)而引起各地正午太陽高度角、晝夜長短的周期性變化，最終導(dǎo)致熱量差異。實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的誤區(qū)是“認(rèn)為離太陽近時是夏季”。但通過測量可知，夏至?xí)r地球其實(shí)處于遠(yuǎn)日點(diǎn)（7月初），冬至?xí)r反而是近日點(diǎn)（1月初），這說明距離并非主導(dǎo)因素。真正的“熱量開關(guān)”是太陽高度角——直射時光線更集中（單位面積光熱多），斜射時更分散（單位面積光熱少），就像用手電筒垂直照射墻面比斜著照射更亮、更熱一樣。04現(xiàn)象關(guān)聯(lián)：從實(shí)驗(yàn)室到生活的遷移應(yīng)用現(xiàn)象關(guān)聯(lián)：從實(shí)驗(yàn)室到生活的遷移應(yīng)用科學(xué)知識的價值在于解釋生活現(xiàn)象。現(xiàn)在，我們可以用實(shí)驗(yàn)結(jié)論來回答課程開始時的問題，并進(jìn)一步觀察身邊的四季特征。1校園里的四季“密碼”植物變化：春天櫻花綻放，是因?yàn)榇藭r太陽直射點(diǎn)北移，北半球光熱增加，植物進(jìn)入生長期；秋天楓葉變紅，是因?yàn)樘栔鄙潼c(diǎn)南移，光熱減少，植物葉片中的葉綠素分解，花青素顯現(xiàn)。01動物行為：夏天蟬鳴響亮，是因?yàn)楦邷丶铀倭死ハx的新陳代謝；冬天麻雀羽毛蓬松，是因?yàn)榈蜏匦枰啾Ｅㄓ鹈g的空氣層能減少熱量散失）。02人體感受：夏天穿短袖仍覺熱，是因?yàn)檎缣柛叨冉谴?，地面接收的熱量多；冬天穿羽絨服還覺得冷，是因?yàn)樘柛叨冉切。孛鏌崃可?，且晝短夜長，夜間散熱時間更長。032特殊地區(qū)的四季差異赤道地區(qū)：太陽直射點(diǎn)始終在附近移動，全年太陽高度角大，晝夜長短變化小，因此“四季如夏”，只有雨季和旱季的區(qū)別。兩極地區(qū)：太陽高度角全年很?。ㄉ踔劣袠O晝極夜），地面接收的熱量極少，因此“四季如冬”，僅有極晝期（相對溫暖）和極夜期（更寒冷）的差異。中緯度地區(qū)（如我國大部分地區(qū)）：太陽高度角和晝夜長短變化顯著，因此四季分明，春溫、夏熱、秋涼、冬冷的特征最典型。3古人的智慧：二十四節(jié)氣與四季同學(xué)們是否讀過“春雨驚春清谷天，夏滿芒夏暑相連”？二十四節(jié)氣是古人根據(jù)太陽直射點(diǎn)移動規(guī)律總結(jié)的“四季日歷”。例如：1春分、秋分：太陽直射赤道，晝夜平分；2夏至：太陽直射北回歸線，北半球晝最長、夜最短；3冬至：太陽直射南回歸線，北半球晝最短、夜最長；4小暑、大暑：夏至后約一個月，地面積累的熱量達(dá)到峰值，是一年中最熱的時候；5小寒、大寒：冬至后約一個月，地面散失的熱量多于接收的，是一年中最冷的時候。6這些節(jié)氣不僅指導(dǎo)著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（如“清明前后，種瓜點(diǎn)豆”），更體現(xiàn)了古人對地球公轉(zhuǎn)規(guī)律的深刻認(rèn)知。705總結(jié)與延伸：用科學(xué)眼光觀察世界總結(jié)與延伸：用科學(xué)眼光觀察世界通過今天的學(xué)習(xí)，我們從生活現(xiàn)象出發(fā)，通過理論學(xué)習(xí)、模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象關(guān)聯(lián)，理解了地球公轉(zhuǎn)時地軸傾斜且方向不變，導(dǎo)致太陽直射點(diǎn)移動，進(jìn)而形成四季變化的科學(xué)原理。這不僅是一個知識點(diǎn)，更是一把打開自然觀察之門的鑰匙。同學(xué)們課后可以完成兩個小任務(wù)：記錄家庭觀察：連續(xù)一個月，每天