师：同学们大家好，今天我们一起学习小学科学教科版五年级下册第四单元第七课《为什么一年有四季》。首先来看学习目标：一、能根据生活经验对四季现象的可能性进行合理猜想；二、知道四季现象与地球的公转和地轴的倾斜有关，根据地球公转的特征做模拟实验；三、意识到对科学现象的解释需要得到证据的支持。
在学习新课之前，我们先复习前几节课所学内容。先来复习地球自转的特征，地球自转方向是自西向东，地轴始终倾斜指向北极星方向，自转一周时间是一天。接着复习地球公转的特征，地球公转方向同样是自西向东，公转轨道近似圆形，公转一周时间是一年。实际上，地球在公转的同时也在自转，二者同时进行。那地球公转过程中地轴有什么特征呢？
可以看出，地球在公转过程中地轴倾斜方向不变，始终指向北极星。那么地球围绕太阳公转一周，也就是一年的时间里，会发生哪些自然现象呢？我们来看一个视频，视频拍摄的是同一地点不同季节的自然景观，在不断变化，这就是四季变化。四季中最大的特点是什么呢？是气温的变化，冬季寒冷，夏季炎热，春季和秋季气温适宜，四季交替，年年循环。这是我们熟悉的现象，那么一年中为什么气温各不相同，四季又是怎么形成的呢？
有同学发现，人们烤火时，离火堆近就比较热，离火堆远就没那么热。所以他猜想，四季的形成和地球与太阳之间的距离有关系，他是这样说的：
生：我认为与地球距离太阳的远近有关，夏季地球离太阳近，所以气温高，冬季地球离太阳远，所以气温低。
师：他的猜想正确吗？我们来看看专家怎么说。
专家：夏天和冬天时，我们和太阳的距离真的会发生变化吗？因为地球绕太阳转，基本上是在一个非常接近正圆的椭圆轨道，差别非常小。地球离太阳远和近的时候，距离差别大概在3%左右。实际上，冬天地球离太阳更近，每年地球在近日点的时间差不多是1月初，远日点是7月初，也就是说夏天时，地球离太阳反而稍微远一点。
师：随着科学技术进步，人类已能测量地球和太阳之间的距离。当地球公转到近日点时是1月初，此时正是我国寒冷的冬季；当地球公转到远日点时是7月初，此时正是我国炎热的夏季。这与我们的生活经验恰恰相反，由此可知，地球上气温高低和地球与太阳之间的距离没有关系。也有同学发现，一天中气温变化和影子长短有关系，他这样猜想：
生：我发现一天中温度的变化伴随着影子长短变化，早上和傍晚影子长，感觉温度低；正午影子短，感觉温度高。四季温度也不同，所以四季的形成应该和影子长短有关。
师：四季的形成和影子长短有没有关系呢？其实古人已对此做了很多研究并得出结论，我们一起来看看古人是怎么研究的。古人用立竿测影的方法，在同一地点，用同一根标杆，测量同一时间的影子长度。通过长期观测发现，不同季节，杆影长度有规律变化，冬季标杆影子最长，夏季标杆影子最短，春季和秋季标杆影子适中，长度介于最长和最短之间。
看来第二位同学的猜想和古人研究结果一致，有一定道理。为进一步探究四季成因，我们来做一个地球围绕太阳公转的模拟实验，运用古人的研究方法，测量公转轨道上不同位置的杆影长度，判断不同位置地球所处的季节。
首先要准备一个地球仪模拟地球，在地球仪北半球某一地点固定一个小铁钉模拟古人的标杆；还需要一个手电筒模拟太阳，让地球仪围绕手电筒转动模拟地球围绕太阳公转，依次测量地球仪在A、B、C、D四个点的杆影长度，判断不同位置的季节。除地球仪和手电筒外，还需准备四张标有序号的小纸片区别公转轨道上四个不同位置，准备少量橡皮泥、一枚小铁钉或牙签，用橡皮泥将小铁钉固定在地球仪表面，最后准备一把直尺测量小铁钉的杆影长度。
下面说一下实验中要注意的细节：依次测量A、B、C、D四个位置的杆影长度；模拟地球公转方向，保持地球仪转轴方向不变，模拟地轴方向不变；铁钉垂直地球仪，并正对手电筒光线，模拟古人立竿测影。知道模拟实验要求后，我们开始做模拟实验。
将地球仪摆放到位置A，使地轴倾斜指向北极星，然后将小铁钉正对光源，用尺子测量影长并记录。接着将地球仪按地球公转方向移动到位置B，记得保持地轴始终倾斜向北极星，用小铁钉正对光源，用尺子测量影长并记录。再将地球仪移动到位置C和D，方法相同。
做完模拟实验，我们来看实验结果。当地球仪在A点时，测量标杆影子长度是1.1厘米；在B点时，小铁钉影子长度是0.4厘米；在C点时，小铁钉影子长度是0.8厘米；在D点时，小铁钉影子长度是2.2厘米。将数据记录在表格中，通过对比发现，D点杆影长度最长，根据古人经验，可判断D点季节是冬季；B点杆影长度最短，B点应该是夏季。按照四季顺序春夏秋冬，C点应该是秋季，A点就是春季。