3.6 一天中影子的变化
一、教材简析
本课为教科版小学科学三年级下册"太阳、地球和月球"单元第6课，对应《义务教育科学课程标准（2022年版）》3~4年级学习内容"3.3 声音与光的传播"的第十一点"描述光被阻挡时形成阻挡物影子的现象"及"9.2 地球绕地轴自转"的第二点"观察并描述太阳光照射下物体影长从早到晚的变化情况"。学生需通过测量日影变化，理解光照对地球的影响，掌握影子形成的条件。在第5课《月球——地球的卫星》的基础上，本课首先引导学生认识影子的成因，厘清光源、阻挡物和影子三者的关系；随后利用简易测量工具记录一天中影子的变化规律，初步理解太阳与地球的运动关系及其影响。
本课包含四个板块：
聚焦板块：以学生熟悉的"影子"情境切入，引导学生思考影子形成的条件，建立影子与光源的关联，进而聚焦"一天中，阳光下影子变化规律"的核心问题。
探索板块：首先探究影子成因——学生需先理解光源对影子的作用机制，为后续推理奠定知识基础。其次是简易观测工具的制作与对物体影子的观测，通过课外长期观察、记录一天中短木杆影子的变化。
研讨板块：基于观测记录的数据，引导学生研讨影子的产生条件及影子的变化规律，并由此反推一天中太阳的运动轨迹。
拓展板块：展示古代计时工具——日晷，通过对比我们制作的简易工具与真实日晷的结构和功能，引导学生理解日晷的发明原理及其在古代计时中的重要性。
二、学情分析
（一）已有基础
学生在本单元已初步认识地球、月球的基本特征，了解月球围绕地球公转、地球围绕太阳公转等信息。对于三年级学生而言，虽不要求深入理解天体运动，但可以开始感受这些天体的关系并尝试解释相关自然现象。学生基于日常生活经验，对以下问题有好奇：一天中不同时间的太阳光差异、夜晚月光来源以及太阳每日东升西落的成因。
（二）认知难点
学生对"地球自身也在转动（自转）"这一概念关注较少，理解其原理的难度较大。影子变化与太阳位置的关系需要学生建立空间想象与因果关系推理，这对三年级学生存在认知挑战。
（三）素养起点
学生具备初步的观察能力和动手操作意愿，但持续观察记录的习惯尚未养成，需要在课堂教学中渗透方法指导与激励措施，培养科学探究的态度与毅力。
三、教学准备
1.教师准备：影子形成模拟实验材料（手电筒、木圆柱、白纸屏）、简易影子观测工具（同心圆观察纸、短木杆、指南针）、影子变化过程视频、日晷图片/视频、观测记录单、PPT、黑板贴。
2.学生准备：手电筒、木圆柱、白纸、彩笔、记录单。
四、教学过程
（一）情境导入：游戏激趣，引出课题（约5分钟）
师：大家玩过踩影子的游戏吗？谁来说说，踩影子的时候，影子会跟着你跑吗？
大家知道哪些和影子有关的成语吗？
师：说得真好！影子就像我们的“小尾巴”，一直跟着我们。那大家有没有发现，一天中，我们的影子是一样的吗？
大家都发现了影子会变化。那影子是怎么形成的？一天中，影子的变化有什么规律呢？今天这节课，我们就一起来探究——《一天中影子的变化》。（板书课题）
（二）聚焦问题：明确探究方向（约3分钟）
师：看到这个课题，我们有两个核心问题需要解决：（出示聚焦问题PPT）
师：第一个问题：影子是怎样形成的？第二个问题：一天中，阳光下物体影子的变化有什么规律？这节课，我们就带着这两个问题，一步步揭开影子的秘密。
（三）探索活动一：模拟实验，探究影子形成的条件（约10分钟）
首先，我们来解决第一个问题：影子是怎样形成的？老师给每个小组准备了手电筒、木圆柱、白纸屏，我们来做一个模拟实验，看看影子是怎么出现的。（出示实验材料）
大家想一想，手电筒、木圆柱、白纸屏分别模拟的是什么？
说得非常对！实验步骤是这样的：（出示实验步骤PPT）
1.打开手电筒，照射木圆柱，观察白纸上有没有影子。
2.关掉手电筒，观察影子还在不在。
3.移走木圆柱，只打开手电筒，观察白纸上有没有影子。
4.保持手电筒和木圆柱，移走白纸屏，观察有没有影子。
（四）探索活动二：制作观测工具，实地观测一天中影子的变化（约15分钟）
师：解决了第一个问题，接下来我们来探究第二个问题：一天中，阳光下物体影子的变化有什么规律？我们可以用课本上的方法，制作一个简易的观测工具，实地观测影子的变化。（出示观测工具制作步骤PPT）
师：制作步骤是这样的：
1.在一个平板上，贴上画有同心圆的观察纸，在纸板上标注好东、南、西、北四个方向。
2.用指南针确定方向，将纸板对准方向，平放在地面上。
3.在纸板的中心，竖直地立上一根短木杆。
4.每隔一段时间，观察并记录一次影子的位置与长短，每次记录时，要标上观察的时间。
大家看，这就是我们制作的简易观测工具。（出示制作好的观测工具）制作好之后，我们就可以在一天中不同的时间来观测影子了。因为一节课的时间很短，我们无法完整观测一天的变化，老师课前已经提前进行了观测，记录了不同时间的影子变化，我们一起来看看。（出示不同时间的影子观测记录图片）
大家仔细观察，早上、中午、傍晚的影子，方向和长短有什么变化？小组内讨论一下，把你们的发现记录下来。（小组讨论3分钟）
师：大家的观察和总结都非常准确！我们一起来梳理一下一天中影子的变化规律：（板书规律）
方向变化：西 → 北 → 东（与太阳方向相反）
长短变化：长 → 短 → 长（正午时最短）
师：大家想一想，为什么影子会有这样的变化？
说得太对了！太阳的位置越高，影子就越短；太阳的位置越低，影子就越长。太阳在东边，影子就在西边；太阳在南边，影子就在北边；太阳在西边，影子就在东边。影子的方向总是和太阳的方向相反。
（五）研讨交流：深化认知，理解影子变化规律（约5分钟）
现在我们来研讨两个问题。（出示研讨问题PPT）
第一个问题：影子的产生需要什么条件？谁来总结一下？
第二个问题：物体影子的变化与一天中时间的变化有什么样的关系？
总结得非常完整！我们发现，影子的变化和太阳的位置变化是同步的，太阳的运动带来了影子的变化，这就是自然现象的规律性。
（六）拓展延伸：认识日晷，感受古人的智慧（约4分钟）
师：古人早就发现了影子的变化规律，还利用这个规律发明了一种计时工具——日晷。（出示日晷图片/视频）
大家看，这就是日晷，它是我国古代人民利用影子与时间的关系制造的一种计量时间的仪器。日晷的晷面刻有刻度，中间有一根晷针，太阳照射晷针，影子就会落在刻度上，古人通过影子的位置来判断时间。
：说得非常好！日晷就是利用影子变化规律的升级版，古人的智慧真的太了不起了！现在我们虽然有了钟表，但日晷依然是古人智慧的见证，也是我国古代科技的骄傲。
（七）全课小结（约3分钟）
同学们，这节课我们一起探究了一天中影子的变化，谁来总结一下，你有哪些收获？
说得太完整了！影子的变化，是太阳和地球运动的小秘密，古人发现了这个秘密，还发明了日晷来计时，这就是科学的魅力。希望大家以后能继续留心观察身边的自然现象，发现更多科学的秘密，也为我们的科学探究精神点赞！
五、板书设计
3.6 一天中影子的变化
影子的形成条件：光源 + 遮挡物 + 屏 → 影子
一天中影子的变化规律：
方向变化：西 → 北 → 东（与太阳方向相反）
长短变化：长 → 短 → 长（正午时最短）
规律：太阳越高，影子越短；太阳越低，影子越长
古代应用：日晷
利用影子变化规律计时，体现古人的智慧
六、教学反思：
本课以“情境激趣—模拟实验—实地观测—研讨拓展”为主线，通过影子形成模拟实验、影子变化观测等活动，较好地落实了新课标四维目标。教学中，学生对模拟实验和影子变化观测环节表现出浓厚兴趣，能主动参与实验操作、观测记录与讨论交流，通过亲手实验和数据分析，清晰建构了影子形成条件与一天中影子变化规律的科学概念，科学探究能力与实证意识得到了有效锻炼，同时也通过日晷的学习，感受到了古人的智慧，增强了民族自豪感。
但教学中也存在一些不足：一是实地观测环节受课堂时间限制，无法让学生完整观测一天的影子变化，只能通过课前录制的视频和记录的数据进行分析，学生的直观体验不够充分；二是部分学生对“影子方向与太阳方向相反”的理解不够深入，可增加模拟太阳运动的动态演示，帮助学生直观理解两者的关系；三是对日晷的工作原理讲解不够深入，可增加日晷的使用演示或模拟活动，让学生亲身体验日晷计时的过程。
后续教学中，将针对以上不足进行调整，优化观测活动的呈现方式，增加动态演示和模拟体验环节，同时布置课后长期观测任务，让学生在真实的观测中感受影子的变化规律，真正实现“在探究中学习科学，在实践中提升素养”。
