师:上课!同学们好!
生:老师您好!
师:好,请坐。同学们,三年级的时候我们学过一节课,叫做《阳光下物体的影子》,你们还有印象吗?
生:有。
师:我们实地测量过,上节课还利用模型进行了模拟实验,也得出了一样的结论。现在谁能够利用你的模型,帮助我们回顾一下一天当中的影子变化规律?谁来试试?
生:(上台操作模型)大家看,我现在模拟的是太阳,此刻太阳在偏东方向,它照在小木棍上。可以看见小木棍的影子是偏西方向,而且长度是一天中最长的。然后我们把灯调到正午的时候,小木棍的影子很短,而且朝向正北方向,是很短还是最短的呢?应该是最短的。接着我们再调到傍晚的时候,太阳在偏西方向,而小木棍的影子在偏东方向,且影子的长短是一天中最长的。
师:他说的对不对?非常好,来,请回。那影子一天当中出现这样的规律性变化与什么有关系?大家一起说,与什么有关系?
生:照射角度。
师:非常好,看来昨天有认真复习。照射的方向影响的是什么?
生:影子的方向。
师:对,影响的是影子的方向。那照射角度呢?
生:影响影子长度。
师:非常好。三年级的时候我们把它叫做照射的角度大小,在科学上,这个照射的角度叫做太阳仰角,也就是太阳光入射方向与地面的夹角。早晚的时候这个太阳仰角怎么样?
生:小。
师:那影子呢?
生:长,最长。
师:正午的时候这个太阳仰角最大,影子呢?
生:最短。
师:你们太棒了,一天当中影子长度的变化规律大家已经清楚了。现在咱提高点难度,一年当中伴随着四季的更替,你觉得影长也会变化吗?我听见有的同学小声说可能会,生活中见过这种现象吗?谁来说说,没事,不怕说错,你说。
生:(打开话筒)我认为是会变的,因为在夏天的时候白昼比夜晚长,在秋冬天的时候夜晚比白昼长,所以我认为一年中太阳仰角是会变化的,影长也是会变化的。
师:好,请坐。他认为是变化的,好像还和季节有关系。其他人呢?谁能再说?你来。
生:首先我知道在春分和秋分的时候,太阳是在正东和正西方向的,从而可以知道太阳应该随着时间在不断地变化,太阳的角度就能造成影子的长短变化,所以我认为影长是会变化的。
师:好,请坐。你也认为会变化?谁能再说说,你认为会变吗?
生:我对吴思颖同学的观点还有一定的补充,因为春分秋分的时候,太阳是从正东方向升起,然后从正西方向落下。这是因为地球会自转,而且还会绕着太阳公转,在春分和秋分的特殊时刻,形成了一种特殊的角度,所以它就会比平时的角度不一样一些,所以我认为太阳仰角的变化就能造成影子的长短变化。
师:好,请坐。你的知识储备真丰富。大家刚才说的,都是各自的想法,有的同学认为影长会变,当然有的同学可能有点犹豫,平常对这个事可能关注得并不是特别多。没关系,我们今天就来研究影长的四季变化。既然研究的是影长的四季变化,按道理讲是不是应该每天都去测量,然后得出结论呢?这样是不是应该每天都去测?
生:是。
师:那你觉得选一天当中什么时候测量比较好呢?你觉得选哪个时候?
生:我觉得选一天之中正午的时候测量最准确。因为正午的时候太阳在我们南北半球的正南方向,照在物体上的角度,我们比较好测量。
师:你刚才说到在正南,所以影子方向一定在哪?
生:北边。
师:影子方向在正北方向,是不是固定的?这是不是第一个好处?请坐,还有别的吗?你来。
生:我认为还有一个原因,正午是指太阳在地球上距离地面最高的时候,所以我们以正午这个时间来测量的话,数据会更加准确。
师:数据会更加准确。刚才我们复习了一天当中影子的变化,正午的时候影子长度怎么样?
生:最短。
师:那是不是好测一些?那咱们都选正午,你们同意吗?
生:同意。
师:好,那咱就确定了,研究正午影长的四季变化。下面利用你们的模型,我给大家一点时间,小组之间商量商量影长会不会变,一会用模型说一说你们组的想法,行吗?
生:行。
师:现在开始,把灯打开。
(学生小组讨论,老师巡视指导)
师:好了,停。来说说你们组的想法,等会给你麦克风。
生:我们组认为一年四季中正午的影长是会变化的,我们用这个模型先来模拟一下。因为我们知道正午太阳刚好在南面,所以我们先调到这个角度。然后我们知道影子变化的两个条件,分别是照射方向和太阳的仰角。既然正午照射方向已经确定了,接下来要确定的就是太阳仰角。如果太阳仰角是会变的,那么正午的影长也是会变的。根据我了解到的内容,春季和秋季里包含春分和秋分这两个节气,这个时候太阳直射点是在赤道的,所以这里的角度大概是45度,我们会发现影子的长度是中等的。然后夏至和冬至的时候,太阳光分别直射南回归线和北回归线,夏至角度就接近90度了,可以发现这时影长非常短。与此同时,冬至的角度比其他时候都要小,我们也就发现它的影子变长了。所以我们组得出的结论是,一年四季中影长是会变的,春季和秋季影长适中,夏天的时候影长最短,冬天的时候影长最长。
师:这是猜测,对吧?刚才他提到了南北回归线,咱班这位同学是学霸吧,知识太丰富了。那你刚才说的正午影长和什么有关系?
生:太阳仰角。
师:没错,说得特别好。一天当中的情况我们复习完了,你们组认为一年当中的影长好像也和这个角度有关。
生:嗯,对的。
师:好,请回。这是他们组想法,其他组再说说。你们都同意他的说法吗?
生:同意。
师:你们都认为和太阳仰角有关,是吗?
生:对。
师:好,那这个正午的角度,我们叫做正午太阳仰角。是不是像我们刚才猜测的那样,伴随着四季更替,正午太阳仰角会变化,导致正午影长也产生变化呢?我们来测一测,行吗?
生:行。
师:用数据来证实自己的猜测好不好?
生:好。
师:那这个角度有办法获得吗?想想昨天我们用平板做什么了?是不是能用平板查出那个数据?你们会查吗?
生:会。
师:那一会咱试试,行不?角度有了,是不是每一天的正午影长通过模型都能测出来?
生:对。
师:好,既然都能测出来,正午太阳仰角每天也能测出来,这样就能看到一整年当中的变化。但要是真的每一天都去测量,这一节课的时间恐怕不够,是吧?既然研究四季的变化,你们看这样行不行?我们从四个季节里各选一天,测测这四天的正午影长,看它变不变,行不行?
生:行。
师:那我们选择哪四天呢?我们来看一个图,这个图你们认识吗?
生:认识。
师:认识,这叫什么?
生:二十四节气表。
师:对,二十四节气表。这当中有四个节气和我们今天研究内容关系最密切,分别是……你们读读。
