湘科版（2024）小学科学四年级上册第三单元《影子的变化》大单元整体教学设计.docxVIP

根据《义务教育科学课程标准

根据《义务教育科学课程标准(2022)》编写

小学科学(湘科版)四年级上册第三单元《影子的变化》

大单元教学设计

基本信息

学科

小学科学

版本

湘科版

年级

四年级上册

单元名称

第3单元《影子的变化》

单元主题

光影探秘局——解锁太阳与影子的科学密码

课时安排

3课时

一、单元主题

光影探秘局一一解锁太阳与影子的科学密码

二、单元大情景

“校园光影侦探团”七日任务

学生化身“光影小侦探”,接受科学任务：

1.任务一：破解影子之谜(对应《光与影》)—一探究影子形成的条件与变化规律。

2.任务二：追踪太阳的印记(对应《阳光下影子的变化》)——记录分析一天中影子的动态变化。

3.任务三：穿越时空的计时器(对应《自制日晷》)—一制作日晷模型，理解古人智慧。

最终形成《光影探秘报告》,举办“校园光影科技展”。

三、课程标准分析

依据

《义务教育科学课程标准(2022年版)》

核心概念

9.宇宙中的地球(地球运动)

学习内容

9.2地球绕地轴自转

·观察并描述太阳光照射下物体影长从早到晚的变化(3~4年级)

学段目标

(3-4年级)

①描述影子形成的条件；

②通过长期观察归纳影子变化规律；

③制作简单实物模型(日晷)并优化改进。

四、单元教材分析

本单元由《光与影》《阳光下影子的变化》《自制日晷》3课组成，围绕“影子”这一核心现象，引导学生从基础认知到规律探究再到实践应用，逐步构建对光影关系的系统性理解。

第一课《光与影》旨在探究影子形成的条件(光源、遮挡物、屏)及光沿直线传播的特性。通过手电筒、遮挡物(如铅笔)和纸屏的组合实验，验证无光/无遮挡物时影子消失的现象。尝试改变光源位置、遮挡物形状，归纳影子变化的规律(如影子方向与光源方向相反)。

第二课《阳光下影子的变化》核心内容为探究太阳位置与影子变化的动态关系(方向相反、长短变化)。并通过长期观测的方式，尝试每隔1小时记录固定物体(如旗杆)影子的方向与长度，绘制“时间-影长”折线图。最后总结早晨傍晚影长最长，中午最短；影子方向随太阳位置移动”。

第三课《自制日晷》应用影子规律制作日晷模型，理解古人计时原理。尝试用硬卡纸、指南针制作简易日晷，校准晷针方向(朝北)与晷面角度(与地平面倾斜)。观察晷针影子移动，对比实际时间误差并优化模型。

《光与影》基础：影子形成条件

《阳光下影子的变化》规律：太阳运动与影子变化

《自制日晷》应用：利用规律制作计时工具

三课以“现象→规律→应用”为主线，形成递进式知识链：

1.基础层(《光与影》):建立影子形成的科学概念(光直线传播)。

2.规律层(《阳光下影子的变化》):将静态知识动态化，揭示自然规律(太阳运动与影子变化)。

3.应用层(《自制日晷》):将规律转化为技术成果(计时工具),体现“科学-技术-社会”的联系。

五、教学目标

维度

目标内容

科学观念

1.知道影子形成需光源、遮挡物和屏；

2.理解太阳位置变化导致影子方向与长度的规律性变化。

科学思维

1.通过模拟实验归纳影子变化规律；

2.运用类比法解释日晷计时原理。

探究实践

1.设计对比实验验证影子形成条件；

2.制作日晷模型并校准计时精度。

态度责任

1.感受古代科技智慧，增强文化自信；

2.培养长期观察记录的科学态度。

六、学情分析

1.年龄特点：四年级学生以直观思维为主，对光影游戏兴趣浓厚，但缺乏系统观察能力。

2.认知基础：已知影子与太阳有关，但无法量化分析太阳位置与影子的动态关系。

3.学习难点：抽象理解太阳方位与影子方向的动态关系；日晷模型的实际校准。

七、活动设置

课时

活动主题

活动目标

达成方式(含跨学科融合)

第1课

《光与影》

破解影子

之谜

验证影子形成的必要条件

①实验：手电筒+遮挡物组合实验(科学+控制变量法);

②美术：绘制“光源-影子”关系图。

第2课

《阳光下影

追踪太阳的印记

归纳一日中影子变化规

①实践：每隔1小时标记铅笔影子方向与长度；

子的变化》

律

②数学：绘制“时间-影长”折线图。

第3课

《自制日晷》

穿越时空

的计时器

制作并校准日晷模型

①工程：用硬卡纸、指南针制作日晷；

②历史：解析日晷在古代的应用。

第1课

《光与影》

破解影子

之谜

验证影子形成的必要条件

①实验：手电筒+遮挡物组合实验(科学+控制变量法);

②美术：绘制“光源-影子”关系图。

八、教学方法

1.任务驱动法：以“光影侦探团”任务为主线，分解为影子侦查员→太阳观察员→日晷工程师”角色。

2.实验探究法：引导设计对比实验(如无光/无遮挡物情景)。

3.项目式学习：日晷制作融合数学测量(角度校准)、地理(方向定位)。

九、学习方法

1.小组合作：4