2021学年第三单元 地球的运动12 四季循环教学设计

12.四季循环

【课标落实】

1.本单元通过一系列动手、动脑活动，落实《课程标准》高年段的课程目标。

[科学知识]

地球每年自西向东围绕太阳公转，形成四季等有规律的自然现象。

知道四季的形成与地球围绕太阳公转有关。

知道四季变化对地球上一些现象的影响。

[科学探究]

在教师指导下，能用进行观察、调查、科学阅读等活动，并用简洁的语言进行表述。

在教师指导下，通过模拟实验和建构模型等方法，了解四季的成因以及地球上与之有关的自然现象的成因。

[科学态度]

表现出对事物的变化及相互关于进行科学探究的兴趣。

能从不同视角提出研究思路，用新方法、新材料完成探究。

愿意倾听、分享他人的信息；乐于表达、讲述自己的观点；能接受别人的建议。

[科学、技术、社会与环境]

了解生活中常见的科技发展对人类探索宇宙带来的便利。

2.本课学习内容基于《课程标准》课程内容中“地球和宇宙空间领域”的高年段13.2。

【教材分析】

《四季循环》是苏教版科学五年级下册第3单元《地球的运动》的第四课时。通过四年级下册第2单元《地球、月球与太阳》的学习，学生已经知道太阳、地球的运动特征，因此学生已经知道与它们有关的一些自然现象是有规律的。本课侧重于了解地球公转引起的四季循环现象。从一年四季中气温、降水、昼夜长短、太阳高度有一定变化规律入手，引导分析产生的原因，通过探究活动寻找答案，与公转和地轴倾斜有关，再进行模拟自转和公转实验，科学阅读极昼和极夜现象，从而了解季节变化对我们生活方方面面的影响。

本课教学内容分五个部分：第一部分是读图，从生活经验出发，体会一年四季中气温、降水、昼夜长短、太阳高度等变化都是有规律的，讨论导致地球上周而复始出现现象的因素是什么，进而初步与地球公转相关联。第二部分是探究实验，先探究地球倾斜与直射、斜射的关系，通过实验发现斜射时会出现影子长短的变化。再探究直射、斜射对温度的影响，发现斜射时才会出现温度变化。第三部分是讨论，通过讨论引出地轴倾斜，公转时太阳斜射引起了地球温度变化，是四季的成因。第四部分是对全单元进行总结，通过读图了解地球的两种运动形式，化无形为有形，理解起来更形象，并通过模拟实验模拟地球的自转和公转，加深理解。第五部分是拓展阅读，通过阅读了解地球运动引起的极昼和极夜现象。

【学情分析】

从学生的年龄结构和心理特征来看，五年级的小学生对一切事物都充满好奇心，他们有很强的求知欲。由于学生在中年级已经在教师引导下，能够基于已有的经验和所学的知识进行科学实验探究，也掌握了一定的实验方法。

通过四年级下册第2单元《地球、月球与太阳》的学习，学生已经认识了地球、太阳，通过观察天体的运动以及一些相关自然现象的变化，总结出规律，认识了“世界是物质的，组成世界的物质是变化的”这一科学思想。通过本单元第1课的学习，学生了解了地球自转引起的昼夜交替变化现象。本课重点通过模拟实验和建构模型等活动，帮助学生探究地球公转引起了四季循环，以及四季循环带来的影响。本课与单元第1课是并列关系，学生经过第1课的模拟实验教学后，已经具有了一定的实验能力，在实验过程中，可以引导学生在明确关键点后让学生自己设计模拟实验，培养学生仔细观察、及时记录等实验习惯，并着重引导学生提炼现象的成因，总结规律，对实验中出现的问题要引导学生及时分析并解决问题。

【教学目标】

[科学知识]

1.地球每年自西向东围绕太阳公转，形成四季等有规律的自然现象。

2.知道四季的形成与地球围绕太阳公转有关。

3.知道四季变化对地球上一些现象的影响。

[科学探究]

1.在教师指导下，能用进行观察、调查、科学阅读等活动，并用简洁的语言进行表述。

2.在教师指导下，通过模拟实验和建构模型等方法，了解四季的成因以及地球上与之有关的自然现象的成因。

[科学态度]

1.表现出对事物的变化及相互关于进行科学探究的兴趣。

2.能从不同视角提出研究思路，用新方法、新材料完成探究。

3.愿意倾听、分享他人的信息；乐于表达、讲述自己的观点；能接受别人的建议。

[科学、技术、社会与环境]

1.了解生活中常见的科技发展对人类探索宇宙带来的便利。

【教学重点】

通过模拟实验和建构模型等方法，了解由于地球的公转运动产生四季变化等自然现象和规律。

【教学难点】

模拟地球围绕太阳公转的运动状态，并将影子变化与地球运动联系起来。

【教学准备】

[教师]课件和视频。

[学生]地球仪、牙签、橡皮泥、灯泡、两支温度计、两个信封。

【教学时间】1课时

【教学过程】

一、图表导入新课

1.教师出示四张不同时期天安门照片，请学生找出不同。学生汇报：这是天安门在四个不同季节的照片。第一张是冬季，第二章是秋季，第三张是夏季，第四张是春季。教师追问：为什么会造成景色的不同呢？学生汇报：与气温有关。

2.教师出示北京市月平均气温图，请学生寻找规律。学生汇报：结合图表中的气温信息、分析，在一年当中，北京市的温度的变化总是先低后高再低；分析气温极值出现的月份，并提出规律与“四季”有关。教师小结：刚才同学们发现了北京在一年四季当中气温变化是有规律的。

3.教师出示北京市日出日落和昼长时间表：大家再来看看这张图，一年四季中还有什么事物的变化是有规律的呢？学生观察、讨论、填表、汇报：北京市一年中的昼长时间总是从短到长再变短，昼最长及最短出现的月份。

4.教师出示北京市正午太阳高度角变化图。学生观察、讨论、填表、汇报：北京地区正午太阳高度先低后高再低再高，正午太阳高度角最大及最小出现的月份。

5.教师提问：这些现象总是在北京周而复始地出现，其他地区是否也会出现这些规律？出示台湾省嘉义县正午太阳高度角变化图、云南省昆明市月平均气温和降水图。学生发现：在不同地区也存在相似的规律。

6.教师小结：这些现象总是在每一年周而复始地出现，你们还能说出哪些现象吗？学生举例、填表：动物迁移现象、植物生长变化、影子长短变化、人类着装变化等。

7.揭示课题：这些现象在每一年的四季中周而复始地出现，规律的变化是如何产生的、而四季又是怎么来的呢？

［设计意图]阅读书本图，从生活经验出发，体会一年四季中气温、降水、昼夜长短、太阳高度等变化都是有规律的。

二、猜想四季的成因

1.提出问题：本节课，我们就来探究四季循环的成因。这些生活中常见的现象之间是否存在科学的联系？请小组内猜一猜、讨论并说出理由，记录在活动手册中。

2.教师巡视指导，收集学生猜想。

3.教师展示学生回答，学生汇报猜想。（注意，教师对于学生的猜测不武断否定和肯定）

4.教师提问：是不是像我们同学猜的这样呢，要如何证明你们的猜想？学生回答：通过实验取得证据。通过本单元第1课学会了利用光源和地球仪来模拟太阳和地球，可以设计模拟实验进行证明。

［设计意图]通过讨论活动，引发将生活中常见的现象与科学相联系，思考地球上周而复始出现现象的因素是什么，进而初步与地球公转相关联。

三、探究地球倾斜与直射、斜射的关系，以及直射、斜射对温度的影响

（一）地球的倾斜与直射、斜射的关系

1.教师出示实验器材：我们依然可以选用光源和地球仪来模拟太阳和地球。它们之间的位置应当如何摆放呢？学生回答：地球会自转和围绕太阳公转。已知地球自转造成了昼夜的交替，猜测四季的变化可能与地球公转有关，地球每年围绕太阳公转一周。

2.教师提问：那么又要用哪些器材来模拟某地区周而复始地变化的现象呢？学生回答：影子长短比较容易模拟，可以通过在地球仪的不同位置上粘贴牙签来测量影子长度。要在公转轨道上取四个点进行测量，以区别四季的不同。

3.教师提供实验器材，引导学生进行实验：老师将牙签、橡皮泥及直立摆放的地球仪分发给学生，指导学生将牙签分别粘贴在赤道和北半球上，并按照椭圆形的公转轨道绕着灯泡旋转一周，进行实验并记录现象。学生汇报：虽然同一时间不同地区的影子长度不同（赤道地区影子短，而北半球的影子长），但是对于同一地区来说，当地球直立公转时一年只出现了两个季节（运行到远日点时影子长，运行到近日点时影子短）。学生猜想地球可能是倾斜着进行公转的。

4.教师鼓励学生更改模拟实验设计，将地球倾斜一定角度，而其他条件不变，进行对比实验。学生汇报：当地球是倾斜着围绕太阳进行公转时，一年会出现四个季节，影子的长短发生了周而复始的循环。

［设计意图]通过一组对比的模拟实验说明地球围绕着太阳公转，地轴是倾斜的，引起了太阳的直射、斜射。

（二）直射、斜射对温度的影响。

1.教师提问：为什么你们认为影子的长短就能代表四个不同的季节？季节的标志还有什么？学生回答：气温、降水……

2.教师追问：影子的长度会影响气温或降水情况吗？要如何进行模拟？学生讨论、汇报：气温比较方便模拟和测量。可以把温度计放在地球仪上，让光源从不同角度进行照射，相同时间之后观察温度计示数的变化情况。

3.教师引导进一步优化实验设计：把温度计放在信封里，分别直立及斜立于同一个热光源的等距离处。光线照到平放的信封上影子短，是直射；照到竖放的信封上影子长，是斜射。照射相同时长后观察温度计示数变化。学生实践操作、记录并汇报：发现光源直射的信封温度高于光源斜射的信封。

［设计意图]通过一组对比的模拟实验说明太阳的直射、斜射导致了各个地区热量吸收不同，引导学生迁移实际分析四季变化的成因。

四、讨论四季的成因

1.教师提问：请将模拟实验二的现象联系实际进行分析。光源以及信封分别在模拟什么呢？学生讨论、分析：光源模拟的是阳光，光线照到平放的信封上模拟的是阳光的直射，照到竖放的信封上模拟的是阳光的斜射。通过实验可以发现，阳光直射的地区接收到的热量多于阳光斜射的地区。

2.教师提问：结合模拟实验一，是什么因素造成了阳光的直射和斜射？学生讨论、分析：地球是倾斜着围绕太阳进行公转的，导致地球在公转轨道上的不同位置时，太阳直射和斜射的情况不同，太阳直射时温度高，太阳斜射时温度低。学生补充：也发现有的地区一年中都不存在太阳直射的时候，太阳都是斜射，但有时倾斜角大，有时倾斜角小。

3.教师提问：大家通过模拟实验发现了地轴倾斜的秘密，还有什么相关的关键信息想要了解吗？学生提问：地轴倾斜的角度、地球公转的方向、哪些地方永远不可能有太阳直射的时间……

4.教师播放视频：地球绕着太阳逆时针运动，自西向东围绕太阳公转一周的时间为一年，地轴倾斜的角度大约为23°26′。

5.教师提问：通过模拟实验和视频，阅读书本文字，你们学到了什么？学生总结：地球是倾斜着进行公转的，这造成了同一地区在不同季节里阳光的角度不同（即太阳高度角的不同），太阳直射时的气温高于太阳斜射时的气温，一年中温度不同引起了四季的变化。

［设计意图]通过讨论引出地轴倾斜，公转时太阳斜射引起了地球的温度变化，分析了四季的成因。

五、读生活中的现象图，与地球的公转和自转相联系

1.教师出示生活中的现象图、视频：大家看看这些现象类似于公转还是自转？学生回答：溜冰绕一圈类似于公转，花样滑冰选手类似于自转。

2.教师提问：生活中还有哪些现象类似于地球的公转和自转？学生举例回答，教师借机检验

［设计意图]将生活中的现象与地球的公转和自转相联系，通过读图形象理解地球的公转和自转。

六、模拟地球的自转和公转

1.教师提问：地球同时进行自转和公转，应该是什么样子的？小组之间来模拟太阳和地球的运动关系。学生小组内部模拟，一人扮演太阳、一人扮演地球。太阳不动，地球围绕着太阳进行公转，同时也在进行自转。

2.学生小组间展示，学生互评。学生可能注意到，地球应当是倾斜着进行自转的，以及地球公转一周的同时要自转365周等细节。

［设计意图]通过模拟实验，进一步理解地球的公转和自转，亲身参与，化无形为有形。

七、科学阅读：极昼和极夜现象

1.教师提问：回忆之前在探究地球倾斜的秘密时，有同学提到，是否有些地区终年不能接收到直射的太阳光？学生回答：在地球的最北方和最南方，根据常识，南极与北极也是地球上最为寒冷的地区。

2.教师进行演示实验：南北极极昼和极夜的现象。配合播放极昼极夜现象视频加深理解。

3.指导学生阅读书本文字，并小结：南极和北极地区情况相反，其中一个地区极昼时，另外一个地区处于极夜。地轴倾斜着围绕太阳进行公转，不仅造成了地球上四季的变化，还会造成两极地区的极昼和极夜现象。

［设计意图]学生在前面实验中也意识到南北极地区的不同，通过阅读了解其中的奥秘。

【教学后记】