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1、四年级下册教材第二单元地球、月球与太阳太阳钟实验教案本文改进的实验是太阳钟一课中的实验，我将从从以下几点分析介绍：一、实验目标分析该实验选自苏教版四年级下册教材第二单元地球、月球与太阳的第四课，是本单元 的延伸课程。学生在前面的课程中已经了解到太阳一天中的视运动变化规律，为第四课学习 口影变化的规律以及规律的应用奠定基础。学生对于口影变化规律还停留在生活经验上，想 让学生模型化认识日影变化规律，理解太阳钟的工作原理是有难度的，比较抽象的。考虑到学生的实际情况，以及教材的安排，我将本实验的目标定为以下几点：知识目标， 能归纳出一天中阳光下物体影子的变化规律；能力目标，能制作简易日居和地平式日展，
2、通 过测量分析交流，发现不足，提出改进意见;情感目标，感受人类对时间的测量的探索过程， 重温古人对太阳钟的研究历程。二、教学过程设计本节课首先通过手电筒作光源，探究光源、物体、影子三者之间的关系。然后用手电筒 模拟太阳，观察物体的影子的长短与方向随着太阳位置变化的而怎样改变的。接着带学生正 午时间在真实环境下进行影子测量，接着利用我制作的太阳日影仪进行模拟探究太阳FI影运 动变化规律。最后通过对简易太阳钟的思考，引出地平式日展和赤道日皆。三、实验改进我改进了三个实验。（一）实验一：用手电筒模拟太阳，观察物体影子的长短与方向是怎样随着太阳位置变 化而改变的我用圆木板平放在桌面模拟地平圈，用弧形磁
3、性小车轨道两端置于圆木板直径两侧，包 裹地平圈（圆木板），模拟学生最初认知的太阳视运动轨迹，也就是一个这样一个半圆形。（圆木板在搬家途中遗失，暂用图纸代替）图一厚圆木板模拟地平圈，红色小车轨道模拟太阳轨道然后将手电筒粘附在小车上，小车在轨道上自动运行的过程就可以模拟太阳一天的运动 过程。将小木棒摆放在地平圈中央位置，手电筒随着小车运动时，小木棒的影子随之改变。 这个过程中，小车可以随时停下，吸附在小车轨道上，学生便可以随时观察小木棒的影子。图二简易太阳视运动模型一(-)实验二：研究阳光下小棒影子的变化。由于这个实验需要长时间观测，而且在室外观测记录纸不能移动，操作难度大。如果能 运用简易太阳视
4、运动模型在室内进行观测，就方便学生实验探究。但是太阳视运动轨迹和地平圈是有一定夹角的。特别当学生利用指南针矫正方向，使记 录纸上的南北基准线与指南针指示的南北一致之后，于正午卜二点，在真实阳光环境下描绘 小木棒的影子，学生会发现，正午十二点，阳光直射时，小棒的影子在北方，虽然很短，但 并没有消失。所以我查阅资料，发现南京地区纬度大约在北纬32. 07左右，所以我就取整，打算制作 北纬40度地区的太阳视运动模型。图三北纬四十度地区二分二至日正午太阳高度和昼夜长短太阳视运动轨迹所在的平面与地平圈所在平面所夹的二面角，当地纬度互余，也就是倾 角是50度。在简易太阳视运动模型中，我们可以通过旋钮调节二
5、面角的大小。图四简易太阳视运动模型中调节二面角的旋钮在夏至这天，太阳约在四点半升起，七点半落下，太阳每一个小时运动15度，这个太 阳的轨迹直径是45厘米，所以太阳每小时运动的弧度约为5. 9厘米。可以在轨道上标注上 时间的标签。图五简易太阳视运动模型中标注时间的标签将小车倒吸在轨道上，打开粘附在小车上的手电筒，就可以在室内运用简易太阳视运动 模型研究阳光下小棒影子的变化。图六研究阳光下小棒影子的变化（三）实验三：简易太阳视运动模型下太阳钟的变化日唇的原理比较抽象难懂，需要一定的空间方位想象能力，但是在实验二中，我们已经 制作了简易太阳视运动模型，那我们就可以通过应用简易太阳视运动模型，模拟应用
6、使用FI 唇，学生就容易的通过模型模拟认识到日居的奥秘，并逐步认识到地平日号的优缺点，和赤 道日号的原理1 .首先向同学们解释牛顿钟的局限性，模拟认知地平式日展的优缺点以北纬36。的泰安为例，夏季的时候太阳会从东北方升起，冬季的时候又从东南方升 起；夏天中午影子很短，冬天中午影子很长。更让人崩溃的是低纬度地区，中午的时候有的 季节影子朝北，有的季节影子朝南，有的季节干脆没了影子一一太阳就在正头顶。所以，直 接插根棍子在地面上是不行的，一年四季影子长短、方向变化太大，实在是没法测量时间。 怎么解决这个烦人的问题呢？科学家们想出了一个绝妙的好主意。我们只需要让这根小棍平 行于地轴，这样不管太阳的高
7、度怎么变化，我们都能保证小棍的影子长度不变。想象一下， 假如你就住在赤道上，你用绳子将一根小木棍水平挂起来观察影子，是不是一年四季影子的 长短都不会变化呢？在地球上的其他地方，也是一样的，只要我们保证木棍指向北极星，那 么木棍就一定平行于地轴。这根木棍，就是日展上的卷针。学生通过制作地平式日售，利用 太阳日影模型，观察太阳一天当中位置发生变化时，长度是不是没有发生变化。图七地平日皆在简易太阳视运动模型中的模拟应用2 .模拟实验发现地平日展的局限性后，改进日唇，认识赤道日展让学生尝试灯下做手影，观察当手斜着的时候，手影在墙上是会变形的。地平日轻的辱 针也遇到了这个问题，因为昼针平行于地轴，跟地面
8、就有了夹角，成了倾斜的，地平日客的 唇针在唇面上的影子也就变形了，而且阳光越偏，变形就越厉害。所以科学家们就又想了一 个简单的方法：把个西瓜固定在地面上，模拟地球，中间插上一根小棍指向北极星，模拟 地轴，然后拿把刀开始切西瓜，切啊切，切成一块西瓜饼，切到只剩赤道部位的一片，这样， 西瓜饼就变成了 “赤道日辱”。首先，唇针是平行于地轴的，影子长短不受太阳高度影响，继承了地平日昼的优点。其 次，也是最重要的，现在轻面是平行于赤道的，可以说，整个日属就是一个缩小版的地球, 不管太阳高度如何变化，居针在展面上的影子变化都是均匀的。所以这种日居完全不需要计 算夹角，真的是很省心的一个选择。让我们再次变换视角，看一下赤道日客摆放在地面上的 样子。通过制作赤道日唇，利用太阳日影模型，观察太阳一天当中位置发生变化时，长度是不 是没有发生变化。