五上自然科技：第一單元觀測太陽教學設計

領域/科目

自然與生活科技

教學者

蔡佾辰

實施年級

五年級

教學時間

7節課(280分鐘)

單元名稱

第一單元 觀測太陽

學習

重點

學習表現

ti-Ⅲ-1能運用好奇心察覺日常生活現象的規律性會因為某些改變而產生差異，並能依據已知的科學知識科學方法想像可能發生的事情，以察覺不同的方法，也常能做出不同的成品。

tr-Ⅲ-1能將自己及他人所觀察、記錄的自然現象與習得的知識互相連結，察覺彼此間的關係，並提出自己的想法及知道與他人的差異。

ai-Ⅲ-1透過科學探索了解現象發生的原因或機制，滿足好奇心。

ah-Ⅲ-1利用科學知識理解日常生活觀察到的現象。

核

心

素

養

●A1身心素質與自我精進

自-E-A1能運用五官，敏銳的觀察周遭環境，保持好奇心、想像力持續探索自然。

●A2系統思考與解決問題

自-E-A2能運用好奇心及想像能力，從觀察、閱讀、思考所得的資訊或數據中，提出適合科學探究的問題或解釋資料，並能依據已知的科學知識、科學概念及探索科學的方法去想像可能發生的事情，以及理解科學事實會有不同的論點、證據或解釋方式。

●B3藝術涵養與美感素養

自-E-B3透過五官知覺觀察周遭環境的動植物與自然現象，知道如何欣賞美的事物。

學習內容

INc-Ⅲ-13日出日落時間與位置，在不同季節會不同。

INc-Ⅲ-15除了地球外，還有其他行星環繞著太陽運行。

教材來源

南一版自然與生活科技課本、因材網

教學設備/資源

平板、因材網知識節點分析

目標教學知識節點

215-1a 察覺太陽移動有規則，影子會跟著改變，可利用它來測時間

215-1a-01：知道光源位置和影子的關係

215-1a-02：觀察太陽光形成的影子移動有規則，了解太陽的移動有規則

111-3a 知道太陽在不同季節，其升起與落下的方位也不同

111-3a-01：記錄太陽在天空中的位置-方位、仰角

111-3a-02：造成太陽在不同季節升起與落下的方位不同之原因

111-3a-03：太陽在不同季節，升起與落下的方位不同與四季天氣的關係

111-3e 知道太陽是一顆恆星

111-3e-01：認識太陽-太陽是一顆恆星

217-3a 知道太陽能使水溫上升-成為熱能

217-3a-01：太陽的熱能使水溫上升並提供人類運用

217-3a-02：太陽的光能用來發電並提供人類運用

513-3d 察覺陽光是最大的能源，並蒐集有關利用太陽能的例子，同時能蒐集各種在家庭中節約能源的方法，並進行創造性思考，提出嘗試解決能源問題的方案-例如假設現在地球所有燃料都用光了

513-3d-01：陽光是地球最大的能量來源

513-3d-02：利用太陽能的例子

學習目標

1.知道利用方位和高度角，來描述太陽在天空中的位置。

2.透過實際觀測，知道太陽每天東升西落的規律變化。

3.學習利用圖表和折線圖整理資料，並由觀測資料了解太陽在四季升落的位置不同。

4.認識現代生活中太陽能的應用與古代利用太陽計時的工具。

教學活動設計

教學活動內容及實施方式

時間

評量方式

學習目標

課 前 Pre class

課前教師指派知識結構學習任務

215-1a-01：知道光源位置和影子的關係

215-1a-02：觀察太陽光形成的影子移動有規則，了解太陽的移
動有規則

課中 In class

1. 引起動機

1.關鍵提問:

太陽出來了，被陽光照射的物體會產生影子。

太陽和影子有什麼關係？一天中早上、中午和下午的影子都一樣嗎？

2. 發展活動

觀察：早上、中午和下午時，校園中的司令台上方升旗台旗桿的影子

討論：

1.同一棵樹或同一棟建築物的影子，在早上、中午和下午時有什麼不同？

2.影子是怎樣變化的？

3.讓我們用手電筒來試試看，不同位置的光源和影子有什麼關係？

3. 綜合活動

1.帶領學生至戶外觀察自己的影子方位、長度和太陽的位置有何關係。

2.教師利用因材網討論區佈題，引導學生討論並整理意見後，發表至討論區。

3.教師針對各組發表內容給予意見或指導，並統整總結。

第一節結束

課中 In class

準備活動：

討論

當光源照射角度較高時，影子較短；光源角度照射較低時，影子則較長。而且影子出現的方向和光源相反。

發展活動：

我們可以運用以上現象來觀測太陽嗎？

【口頭評量】能思考運用已知的方法，解決問題。

想一想：

我們怎樣從物體影子的方向和長度，來推測太陽的位置呢？

1.從地面景物影子的方向和長度，可以推測太陽的位置。

2.也可以用竿影測量來推測太陽的位置。

【口頭評量】能比較各種描述太陽位置方法的優、缺點。

說明：

1.太陽方位的表示方法。

2.太陽高度的表示方法

說一說：如何正確表示太陽此刻的位置？

討論：怎樣運用及製作工具來觀測太陽位置？

【口頭評量】能運用舊經驗，推論利用竿影可設計簡易太陽觀測器，測量太陽方位與高度角。

操作：

到有陽光的地方，用自製的觀測器測量太陽的位置。

1.用指北針或各組決定的方法觀測太陽現在的方位。

2.用量角器或各組決定的方法觀測太陽現在的高度角。

發表及檢討：

1.請學生觀測結果。

2.觀測時，有什麼需要注意的地方？

3.如何改進或克服困難？

4.根據討論後的結果改進觀測方法，再試試看。

【實作評量】能正確觀測記錄太陽的方位及高度角。

綜合活動

1. 利用電腦展示白天竿影的變化，推論太陽在天中有方位和仰角的位置變化。

2.利用網際網路查詢台灣地區當日太陽日出、日沒或中天的位置。(http://www.tam.gov.tw)

課後 Post class

教師指派縱貫診斷測驗任務 215-1a：察覺太陽移動有規則，影子會跟著改變，可利用它來測時間，幫助學生進行概念鞏固。

第二節結束

準備活動：

說一說：不同時間，太陽在天空中的位置都一樣嗎？

發展活動

想一想：如何記錄一天中太陽在天空中移動的路徑？

說一說：太陽觀測記錄表要記錄的項目有哪些？

【實作評量】：能思考必須記錄的項目，設計製作一份觀測記錄表。

發表：我們來看看各組設計的太陽的觀測記錄表，有什麼相同或不同的地方？

操作：選擇合適的天氣和地點實際觀測並紀錄。

【實作評量】能正確觀測一日的太陽位置變化，並耐心完成紀錄表。

說一說：你能根據太陽觀測紀錄表，說出太陽在天空中是怎樣移動的嗎？

想一想：

有什麼方法或圖表可以更清楚的表示太陽在天空中移動的路徑？

如果要用座標圖的方式，呈現不同時段太陽位置的情形，橫座標、縱座標應該是什麼？為什麼？從觀測紀錄表來看，是以南方還是北方為中心？座標圖上的「東方」應放在「南方」的右邊還是左邊呢？

再看看原始的觀測紀錄，你所記錄的仰角，最低是多少？最高是多少？所以縱軸（仰角）的範圍應該多少比較恰當？

每個方格的單位是多少比較恰當？

操作：

各組將自己的紀錄表繪製成座標圖。

1. 請將不同時段的太陽位置，以小圓點標示在座標圖的相對位置上，並在各個小圓圈附近標示時刻。

2. 再將各個小圓圈以直線連接起來。

展示：各組展示座標圖，檢驗比較方位軸、仰角軸、時刻、圓點等。

討論：根據太陽位置變化折線圖共同討論。

1. 一天中，太陽是怎樣移動的？

2. 一天中，太陽的高度角在什麼時候最高？

綜合活動

1. 電腦展示以及解讀太陽觀測紀錄表數據。

2.展示ㄧ天中，太陽是怎麼移動的？太陽的高度角在何時最高?

課後 Post class

教師指派縱貫診斷測驗任務 111-3a-01：記錄太陽在天空中的位置-方位、仰角，幫助學生進行概念鞏固。

第四節結束

第三節結束

課 前 Pre class

備課準備-教師先針對學生活動1進行組卷派發測驗

教師分析診斷測驗結果

1.了解學生是否知道光源位置和影子的關係?

2.了解學生對於太陽光形成的影子移動有規則以及太陽的移動有規則是否清楚?

課中 In class

引起動機：在同一個地方，但不同日子拍攝的日出照片。

討論：這兩張照片有哪些相同的地方？有哪些不同的地方？為什麼？

提示：每一天的日出和日落的時刻，太陽的位置都會有一點改變，利用地面景物當參考體，相隔一段日期比較一次，就能看出太陽的位置變化。

發展活動：

想一想：

你也看過在不同季節、相同時間，太陽位置和影子長短不同的情形嗎？

討論：太陽四季升落的位置不同，你要怎麼知道呢？

操作：

根據教師提供太陽觀測資料，製作表格

揭示：每個月20日中午12時觀測太陽高度角的紀錄表和折線圖。

討論：參考紀錄表及折線圖，討論下列的問題。

1. 哪個月份中午的太陽高度角最高？

2. 哪個月份中午的太陽高度角最低？

3. 高度角最高的月份是什麼季節？

4. 高度角最低的月份是什麼季節？

5. 一年當中，太陽高度角是怎樣變化的？

請學生在討論之後將問題的答案發表於因材網討論區，教師進行統整。

說明：

由觀測資料發現季節不同，太陽升落的位置不同。

綜合活動

1.電腦展示在同一個地方、但不同日子拍攝日出照片。

2.電腦揭示：ㄧ年當中，中午的太陽高度角觀測紀錄表及折線圖並討論哪個月份中午的太陽高度角最高？哪個月份最低？分別是哪個季節？

3.利用網際網路查詢台灣北、中及南部四季太陽觀測的數據並做比較。

課後 Post class

教師指派縱貫診斷測驗任務 111-3a-02：造成太陽在不同季節升起與落下的方位不同之原因，幫助學生進行概念鞏固。

第四節結束

引起動機：探討太陽高度角與氣溫變化的關係。

1. 我們由四季代表日的竿影圖已經知道，四季太陽在天空中的方位和高度角都不同，會有影響嗎？

太陽高度角大時，氣溫比較高，高度角小時，氣溫比較低。

→由以下觀測記錄表可看出，夏至中午太陽高度角大，氣溫高；冬至中午太陽高度角小，氣溫低。

2. 由觀測紀錄中，可以發現夏至中午時太陽的高度角最高（陽光直射），氣溫較高，而冬至中午時太陽的高度角最低（陽光斜射），氣溫較低。

發展活動：

想一想：

請討論四季中午時，太陽高度角與氣溫的關係？

操作：

1. 比較四季中午，當氣溫高時，太陽的高度角是高還是低？

2. 比較四季中午，當氣溫低時，太陽的高度角是高還是低？

3. 請說明高度角大小與氣溫高低的關聯

請學生在討論之後將問題的答案發表於因材網討論區，教師進行統整。

說明：

由觀測資料發現高度角不同，氣溫變化不同。

→氣溫高時，太陽的照射角度比較大，例如：夏至中午12點時，太陽高度角90度，氣溫32度。

→氣溫低時，太陽的照射角度比較小，例如：冬至中午12點時，太陽高度角43度，氣溫21度。

課後 Post class

教師指派縱貫診斷測驗任務 111-3a-03：太陽在不同季節，升起與落下的方位不同與四季天氣的關係，幫助學生進行概念鞏固

第五節結束

課 前 Pre class

指派知識節點任務影片，讓學生預習

111-3e 知道太陽是一顆恆星

111-3e-01：認識太陽-太陽是一顆恆星

217-3a 知道太陽能使水溫上升-成為熱能

217-3a-01：太陽的熱能使水溫上升並提供人類運用

217-3a-02：太陽的光能用來發電並提供人類運用

課中 In class

引起動機

1.恆星是甚麼，太陽是恆星嗎？

太陽是一顆會發光、發熱的恆星，而且是距離地球最近的恆星，除了提供自然界的動植物賴以生存的能量外，在生活中也帶來了許多便利

發展活動：利用太陽的例子

想一想：

1.日常生活中，你知道有哪些利用太陽的例子嗎？

2.你知道校園屋頂鋪設的黑色板子是什麼？這些板子對我們的生活有甚麼幫助？

操作：

請學生在討論之後將問題的答案發表於因材網討論區，教師進行統整。

說明：

1.太陽的光對我們的影響？

(1)陽光照亮大地，我們才能看見萬物。

(2)綠色植物必須在陽光下才能生長。

(3)動物必須在陽光下生活，才能保持健康。

2.太陽能是一種符合環保需求的能源，科學家也積極投入發展以太陽為能源的相關技術→太陽能路燈、太陽能熱水器、太陽能船、太陽能車和太陽能計算機等

3.黑色板子是太陽能板/太陽能光電板，可以利用太陽能發電來
減少對傳統電力的依賴，多一分再生能源太陽能發電，就可
以少一分火力與核能發電，二氧化碳零排放、空氣零污染。

課後 Post class

教師指派縱貫診斷測驗任務 111-3e 知道太陽是一顆恆星，

217-3a 知道太陽能使水溫上升-成為熱能，幫助學生進行概念鞏固

第六節結束

課中 In class

引起動機探討日晷的特徵，並了解日常生活中的各種日晷型式。

1. 太陽每天的升落情形和影子的方位、長度都呈現規律變化。古人利用竿影的規律變化，發明了可以用來計時的工具「日晷」，日晷就是一種太陽鐘。

2. 看圖說說看，日晷是怎麼計時的？

→在日晷上，有晷針和晷面，「晷針」指向正北方，「晷面」上畫有時刻線。在陽光下晷針的影子會落在晷面上，可以由晷針投影到晷面上的位置，來告訴我們現在是幾點鐘。

3. 除了校園，你可曾在其他的地方看過日晷嗎？上網查查看，還有哪些資料呢？

指出它們都是利用太陽照射晷針時所形成的影子來計算「時刻」的工具。

4. 晷針的影子為什麼會規律的落在晷面上？

→因為太陽的東升西落是有規律的，所以晷針的影子變化也是有規律。

5. 陽光下，物體的影子會隨著太陽的運行而改變。古人利用不同時間下影子長短會有不同的現象設計「太陽鐘」。

(1)立竿看影來計時，我們學過……。

(2)圖中介紹的「圭表」，說明每天中午，太陽在正南方時，「表」影會落在「圭」上。一年四季的中午「表影」長度不同，故可推測出一年有幾天。

6. 為什麼古代的「圭表」要放置在北回歸線以北？

→明代圭表放置在江蘇省南京市，元代圭表放置在河南省登封市，它們都在北回歸線以北。北回歸線以北，太陽偏南運行，圭呈南北向、表立於南方，故中午表影就會落在圭上。

7. (1)看看嘉義縣太陽館的圭表。

(2)哪兒是圭？哪兒是表？表的影子在哪個季節最長？哪個季節最短？

→橫臥的量尺是圭，直立的標竿是表。表的影子在冬至最長，夏至最短。

8. 看這些天文資料，你學到了什麼？

(1)人類由自然界學到很多。

(2)在好早的時代，祖先就會做科學研究。

(3)我們學的功課可以和古文明聯結。

(4)太陽鐘是由科學知識發明的。

參考資料：因材網