一、教學背景：從生活經(jīng)驗到科學探究的銜接演講人CONTENTS教學背景：從生活經(jīng)驗到科學探究的銜接教學目標：三維目標的階梯式設(shè)計探究過程：從觀察到建模的深度學習總結(jié)與升華：從現(xiàn)象到本質(zhì)的思維躍升核心關(guān)系：太陽高度角越大，影子越短目錄2025小學四年級科學下冊影子長度與時間對應關(guān)系課件作為一名深耕小學科學教育十余年的教師，我始終相信：自然現(xiàn)象是最好的科學啟蒙教材。今天，我們將圍繞“影子長度與時間的對應關(guān)系”展開探究——這不僅是教科版四年級下冊“光”單元的核心內(nèi)容，更是引導學生用科學眼光觀察生活、用數(shù)據(jù)思維解釋現(xiàn)象的重要契機。接下來，我將從教學背景、目標設(shè)計、探究過程、規(guī)律總結(jié)四個維度，系統(tǒng)呈現(xiàn)這一主題的教學邏輯。01教學背景：從生活經(jīng)驗到科學探究的銜接1課標與教材定位《義務(wù)教育科學課程標準（2022年版）》在“物質(zhì)科學領(lǐng)域”明確要求：“知道光在空氣中沿直線傳播，能解釋生活中光沿直線傳播的現(xiàn)象”；在“技術(shù)與工程領(lǐng)域”提出：“能基于觀察和簡單實驗，用科學語言、圖表等方式記錄整理信息，表述探究結(jié)果”。本課時作為“光的傳播”單元的延伸，既是對“影子形成條件”（光源、遮擋物、屏）的深化，更是引導學生從“現(xiàn)象觀察”轉(zhuǎn)向“定量研究”的關(guān)鍵節(jié)點。教材通過“一天中影子長度變化”的觀察活動，為后續(xù)學習“太陽與時間”“晝夜交替”奠定認知基礎(chǔ)。2學生認知基礎(chǔ)四年級學生已通過前兩課學習，知道“影子的方向與光源方向相反”“遮擋物越接近光源影子越大”等現(xiàn)象，但對“影子長度隨時間變化的規(guī)律”仍停留在模糊的生活經(jīng)驗（如“中午影子短，早晚影子長”）。他們具備初步的測量能力（會用卷尺測長度）和記錄意識（能繪制簡單表格），但對“控制變量”“數(shù)據(jù)相關(guān)性分析”等科學方法較為陌生，需要教師通過結(jié)構(gòu)化活動逐步引導。3教學價值提煉本課時的核心價值不僅在于讓學生掌握“影子長度隨時間先變短后變長”的規(guī)律，更在于通過“提出問題—設(shè)計方案—收集數(shù)據(jù)—分析規(guī)律—解釋現(xiàn)象”的完整探究流程，培養(yǎng)“用數(shù)據(jù)說話”的科學思維，感受“自然現(xiàn)象背后的數(shù)學關(guān)系”，進而理解“古人用日晷計時”的科學原理，體會科學與技術(shù)的緊密聯(lián)系。02教學目標：三維目標的階梯式設(shè)計教學目標：三維目標的階梯式設(shè)計基于課程標準與學情分析，我將本課時目標拆解為“知識—能力—情感”三個維度，形成螺旋上升的學習路徑：1知識目標①能準確描述一天中影子長度隨時間變化的基本規(guī)律（早晨長→逐漸變短→正午最短→逐漸變長→傍晚長）；②理解影子長度變化的本質(zhì)原因是“太陽高度角的變化”（太陽在天空中位置越高，影子越短）；③知道影子長度與時間的對應關(guān)系可用于簡易計時（如日晷原理）。2能力目標1①能設(shè)計“測量影子長度”的觀察方案（明確測量時間、工具、記錄方式）；2②能規(guī)范使用卷尺、秒表等工具進行定量測量，記錄數(shù)據(jù)時注意“多次測量取平均值”；3③能通過折線圖、柱狀圖等可視化方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，分析變量間的相關(guān)性（時間與影子長度）；4④能運用所學規(guī)律解釋生活現(xiàn)象（如“為什么旗桿影子中午最短”“樹蔭下光斑形狀與太陽的關(guān)系”）。3情感目標STEP1STEP2STEP3①在長期觀察（需連續(xù)記錄3天以上）中培養(yǎng)耐心與責任感，體會科學探究的持續(xù)性；②通過“古人用影子計時”的歷史案例，感受科學知識的實用價值與文化內(nèi)涵；③激發(fā)對“光與影”現(xiàn)象的好奇心，主動關(guān)注生活中的科學問題（如“不同季節(jié)影子長度變化”）。03探究過程：從觀察到建模的深度學習探究過程：從觀察到建模的深度學習為實現(xiàn)目標，我將教學過程設(shè)計為“課前預觀察—課中實驗探究—課后拓展應用”三個階段，引導學生經(jīng)歷“現(xiàn)象感知→變量控制→數(shù)據(jù)建?！?guī)律驗證”的完整探究周期。1課前預觀察：激活生活經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)問題任務(wù)布置（提前3天）：以4人小組為單位，選擇校園內(nèi)固定物體（如旗桿、籃球架），每天8:00、10:00、12:00、14:00、16:00測量其影子長度，記錄在《影子觀察記錄表》（如表1）中，同時用手機拍攝影子照片輔助記錄。表1影子觀察記錄表（示例）|日期|測量時間|物體名稱|影子長度（cm）|天氣|備注（如云朵遮擋）||------|----------|----------|----------------|------|--------------------||5.1|8:00|旗桿|1250|晴|影子指向西北||5.1|10:00|旗桿|820|晴|影子指向北偏西|教師指導要點：1課前預觀察：激活生活經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)問題①強調(diào)“固定物體”的重要性（避免因物體高度不同導致數(shù)據(jù)偏差）；②示范測量方法：卷尺從物體底部沿影子末端拉直，讀取刻度時視線與尺面垂直；③提醒記錄“天氣”“云量”等干擾因素（如陰天影子模糊需標注）；④鼓勵學生用文字或圖畫描述“影子方向變化”（為后續(xù)“方向與長度關(guān)聯(lián)”做鋪墊）。學生典型發(fā)現(xiàn)（課前交流）：小組A：“我們發(fā)現(xiàn)12:00的影子最短，但有一天12:10測的比12:00更短，可能和手表時間不準有關(guān)？”小組B：“連續(xù)三天的影子長度變化趨勢一樣，但5月1日的12:00影子比4月25日長，難道和季節(jié)有關(guān)？”這些真實的問題成為課堂探究的寶貴起點。2課中實驗探究：控制變量，建模規(guī)律2.1問題聚焦：影子長度變化的“變量”是什么？通過課前觀察，學生已發(fā)現(xiàn)“同一物體的影子長度隨時間變化”，但需明確“時間”是表面變量，本質(zhì)變量是“光源（太陽）的位置”。教師通過模擬實驗揭示這一關(guān)系：2課中實驗探究：控制變量，建模規(guī)律模擬實驗1：手電筒高度與影子長度的關(guān)系材料：長方體木塊（模擬遮擋物）、手電筒（模擬太陽）、卷尺、量角器步驟：①固定木塊位置，保持手電筒與木塊水平距離（30cm）不變；②調(diào)整手電筒高度（與水平面夾角分別為30、45、60、90），測量木塊影子長度；③記錄數(shù)據(jù)（如表2），繪制“角度—長度”關(guān)系圖。表2手電筒高度與影子長度關(guān)系（示例）|手電筒與水平面夾角|30|45|60|90||---------------------|------|------|------|------|2課中實驗探究：控制變量，建模規(guī)律模擬實驗1：手電筒高度與影子長度的關(guān)系|影子長度（cm）|28|16|9|0（直射）|學生結(jié)論：“手電筒（太陽）的位置越高（角度越大），影子越短；垂直照射時影子最短（甚至看不到）?！?課中實驗探究：控制變量，建模規(guī)律2.2數(shù)據(jù)建模：一天中影子長度的變化曲線將課前3天的觀察數(shù)據(jù)匯總（每組提供1份完整記錄表），教師用Excel生成“時間—影子長度”折線圖（如圖1）。引導學生觀察曲線特征：圖1某小組5月1日旗桿影子長度變化圖（橫坐標：時間，縱坐標：長度/cm）關(guān)鍵提問：“曲線的最低點對應什么時間？這說明一天中影子最短出現(xiàn)在什么時候？”（正午前后）“曲線的上升和下降是否對稱？為什么？”（受地球自轉(zhuǎn)均勻性影響，理論上對稱，但實際因天氣、測量誤差略有偏差）“如果測量更多時間點（如每小時一次），曲線會更平滑嗎？”（引導理解“采樣密度”對數(shù)據(jù)準確性的影響）通過討論，學生提煉出核心規(guī)律：一天中，影子長度隨時間變化呈“長—短—長”的對稱分布，正午時影子最短，早晚影子最長。2課中實驗探究：控制變量，建模規(guī)律2.3原理深化：太陽高度角與影子長度的數(shù)學關(guān)系結(jié)合模擬實驗與生活觀察，引入“太陽高度角”概念（太陽光線與地平面的夾角），用示意圖解釋：太陽高度角越大（如正午），光線與地面夾角越接近90，影子越短；太陽高度角越小（如早晨/傍晚），光線傾斜角度大，影子被拉長。為幫助學生理解抽象概念，教師用激光筆照射地球儀模擬太陽運動，觀察“光斑（太陽直射點）移動”與“影子長度變化”的關(guān)系，將“時間—影子長度”轉(zhuǎn)化為“太陽高度角—影子長度”的數(shù)學關(guān)聯(lián)。3課后拓展應用：從規(guī)律到技術(shù)的遷移3.1實踐任務(wù)：制作簡易日晷材料：硬紙板、鉛筆（垂直固定）、量角器、直尺步驟：①將硬紙板平鋪地面，鉛筆垂直插入中心點（模擬晷針）；②每隔1小時標記鉛筆影子末端的位置，標注對應時間；③連續(xù)觀察2天，調(diào)整標記位置（因太陽位置逐日變化，需校準）；④用制作的日晷測量某時刻的時間，與手表對比，分析誤差原因。教育價值：通過技術(shù)實踐，學生不僅鞏固“影子長度與時間關(guān)系”的知識，更體會“科學規(guī)律轉(zhuǎn)化為技術(shù)工具”的過程，理解古人智慧。3課后拓展應用：從規(guī)律到技術(shù)的遷移3.2跨學科思考：影子長度與季節(jié)的關(guān)系提出延伸問題：“同一物體，夏季正午的影子和冬季正午的影子哪個更短？”引導學生查閱資料（或長期觀察）發(fā)現(xiàn)：夏季太陽直射北半球，正午太陽高度角更大，影子更短；冬季相反，影子更長。這一問題自然銜接五年級“地球的運動”單元，為后續(xù)學習埋下伏筆。04總結(jié)與升華：從現(xiàn)象到本質(zhì)的思維躍升總結(jié)與升華：從現(xiàn)象到本質(zhì)的思維躍升回顧整節(jié)課的探究歷程，我們經(jīng)歷了“觀察現(xiàn)象→提出問題→設(shè)計實驗→收集數(shù)據(jù)→分析規(guī)律→應用遷移”的完整科學探究流程。核心結(jié)論可總結(jié)為：影子長度與時間的對應關(guān)系本質(zhì)上是太陽高度角變化的外在表現(xiàn)：一天中，太陽高度角從早晨到正午逐漸增大，影子長度逐漸變短；正午到傍晚太陽高度角逐漸減小，影子長度逐漸變長。這一規(guī)律不僅解釋了生活中“早晚影子長、中午影子短”的現(xiàn)象，更是古人發(fā)明日晷等計時工具的科學基礎(chǔ)。作為教師，我始終記得第一次帶學生測量影子時，有個孩子興奮地喊：“原來影子是太陽的‘計時器’！”這種從生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)科學規(guī)律的驚喜，正是科學教育的魅力所在。希望同學