师：同学们好，这节课由我带领大家一起学习影长的四季变化。三年级时，我们曾观察过一天中阳光下物体影长的变化，还记得它有什么样的变化规律吗？让我们通过一个视频来回顾。
（播放视频）
师：通过视频，你回忆起物体影子的长度变化与什么有关了吗？我们听听同学怎么说。
生：我们发现阳光下物体影子的变化与太阳的位置有关，太阳位置越低，影子越长；太阳位置越高，影子越短。
师：是的，物体的影长变化与太阳在天空中的位置变化有关。太阳在天空中的位置除了用东南西北不同方向来表述，我们还可以用太阳高度来表示。太阳高度是太阳光线与地平面的夹角，夹角越大，太阳高度越高；夹角越小，太阳高度越低。一天中太阳东升西落，太阳高度有什么不同呢？早晨和傍晚太阳在地平面，太阳光线与地面的夹角小，太阳高度小；中午时太阳光线与地面的夹角大，太阳高度大。所以说一天的时间里物体影长的变化是受太阳位置高低决定的。那同学们，你们有没有想过，日复一日，暑往寒来，四季在不断交替，物体的影长也会随季节的变化而有规律地变化吗？同学们不妨大胆地说出你的猜想。其实我们的先辈很早就已经开始思考并观察这一自然现象，让我们通过视频来了解古人是如何观察日影的四季变化。
（播放视频）
师：视频中提到的圭表和日晷一样，也是利用日影进行时间测量的，是中国最古老、结构最简单的一种测量日影长度的天文仪器。它是由一把有刻度的尺称为圭，和一根立在圭面南端的柱子称为表，两部分相互垂直组成。每当太阳转到正南方向的时候，表影就落在了圭面上。量出表影的长度，就可以推算出一年中冬至、夏至、春分和秋分等节气。比如说表影最长的时候，冬至日到了；表影最短的时候，夏至日来临了。同学们，你注意到了吗？使用圭表时应怎样摆放它的位置呢？我们听听同学怎么说。
生：正南正北摆放，圭平置于南北方向，表垂直立于圭的南端，正午的日影正好落在圭面上。
师：同学们观察得非常仔细，看来你们和我们的先辈们一样，都具有细心观察、认真思考的好习惯。利用先辈们的日影观测工具，我们发现不同季节物体影子长度如图中所示。仔细看图，你对图中日影长度的四季变化情况有什么发现？我们看同学有什么发现？
生：我们发现夏至时太阳高度最高，影子最短；冬至时太阳高度最低，影子最长；春分秋分时，太阳高度适中，影子长度也居中。
师：这位同学对记录表进行了仔细的分析和总结，说得也很有道理，看来先辈们给我们留下的日影观测方法还真不错。古为今用，同学们可不可以学习这种方法，通过制作简易圭表来亲自观察日影长度的四季变化。我们已经知道了圭表的各部件组成，让我们来学习制作一个简易的圭表吧。第一步，制作圭面刻度，用一张薄纸板剪成一个长方形，在板面的中轴线上从零开始标记出长度的标准尺寸即可。第二步，在圭面上立表，在纸板的零刻度端垂直竖立一根标杆或纸板，即为表。为了观察得更清晰，我们也可以将表的宽度做得更宽一点，一个简易的圭表就制作完成了。
可能有同学有疑问，制作圭表的尺寸比例是多少呢？老师这里有两个参考提供给大家，你们看看能否从中得到一些启发。参考一，南京博物院1965年在江苏仪征汉墓中发掘了一件铜圭表，称为仪征铜圭表，是我国现存最早的圭表。圭长34.5厘米，表高19.2厘米。参考二，现存的河南登封观星台被认为是我国现存最大的圭表。大家看，平卧在地面的是圭，由46块巨石铺成，长31.196米，相当于三个教室那么长；建筑的高墙就是表，高9.46米，有三层楼那么高。在当时的天文界，这个巨大的圭表就是个巨无霸，当地人给它取了个既形象又霸气的名字，叫量天尺。同学们，请你们想一想，圭与表的尺寸比例是多少呢？
生：圭的长度大约是表高度的2到3倍之间。
师：原来制作圭表的尺寸比例是圭的长度大约是表高度的2到3倍之间。有了这个参考，再根据圭表的制作步骤选择合适的制作材料，同学们就可以动手制作一个简易的圭表了。关于制作材料，其实除了卡纸，生活中我们还能利用哪些材料来制作圭表呢？同学们可以尝试用更多的可回收材料，学会变废为宝，发扬绿色环保的精神。圭表制作完成后，同学们如何在课堂上观测不同季节日影长度的变化情况呢？我们可以参考已学的知识，或根据课本中同一地点一年四季中午时分太阳的位置图，通过模拟夏至、春分、秋分和冬至正午时太阳的位置，来模拟观察日影的四季变化情况。根据课本中的提示，我们需要准备手电筒、自制圭表和标有夏至、春分、秋分、冬至的卡片。同学们可以利用准备好的材料三人一组进行日影长度的观测。老师这里给大家分享部分同学的实验操作过程。一、首先固定好四个季节的位置。二、用手电筒模拟正午时分的太阳，从四个季节的不同位置照射表，观察表投射在圭上的影子长度变化。老师在这要提醒大家，模拟实验要多进行几次，注意仔细观察。通过刚才的观察，你们发现不同季节影子长度有什么不同了吗？听听同学的发现。