資源簡介

教學基本信息
單元(或主 題)名稱 《簡易計時器》
學科 科學 學段 中年級 年級 四年級
相關 領域 工程設計與物化
主要教材 小學科學；出版社：人民教育出版社，湖北教育出版社 出版日期：2019年7月
教學設計參與人員
姓名 單位 聯系方式
設計者
教學背景分析
一、教材分析 《簡易技術計時器》單元內容屬于工程設計領域，本課是時間與人類生活密切相關。本 課的科學實踐活動是認識“簡易計時器是怎樣計時的”,觀察水漏，探究水漏是如何計時的。可以讓學生通過觀看視頻或圖片等方式，認識水漏并激發探究水漏的興趣，了解水漏的 基本結構和計時原理。然后可以視情況，做探究水的滴漏的實驗活動，學習觀察記錄時間， 理解水漏是利用水的均衡滴漏來計時的。觀察沙漏，探究沙漏是如何計時的。引導學生仔細 觀察沙漏的基本結構，了解沙漏的計時原理。然后可以視情況，做一做探究沙的流動的實驗 活動，思考如何控制沙漏的計時。最后鼓勵有興趣的學生課后做一個可以計量一定時間的沙 漏，促進理解沙漏是利用沙的流動來計時的原理。觀察日晷，探究日晷是如何計時的。在前 一單元的學習中，學生已經觀察過在太陽光的照射下物體影子的變化規律，了解了古人利用太陽光影制造的一些測量儀器。在本環節，要引導學生詳細了解日晷的結構與功能，并通 過模擬計時，深入理解日晷是利用陽光下物體的影子有規律的變化來計時的原理。這些知識 和體驗將為后面一課設計和制作日晷的活動打下基礎。 本單元設計了2課，分別是《認識簡易計時器》《制作日晷》。 二、課標內容分析 《簡易計時器》單元屬于“工程設計”領域，涉及學科核心概念及學習內容如下。 12.技術、工程與社會 12.3科學、技術、工程相互影響與促進 13.工程設計與物化
13.1工程的關鍵是設計
學情分析
四年級下學期的學生，具備一定的科學探究能力，能在教師引導下，初步掌握重組思維、 發散思維、突破定勢等創造性思維的基本方法，能基于具體事物外在特征展開想象。 主要引導學生了解時間與人類生活密切相關，自人類具有時間這一概念以來，人類就在 不斷地探索精確計量時間的方法。學生每天都要根據時間安排自己的學習和生活，但很少有 人去思考時間是什么學生都知道鐘表可以計時，但很少有人去思考計時工具背后隱藏的科學原理，本課基于學生的生活經驗與感受，引導學生觀察水漏、沙漏及日晷的結構、功能， 探究思考它們分別是如何計量時間的；在此基礎上，知道人類一直在探索精確計時的科學方法，知道人類發明的計時工具都有一定的科學原理。
教學目標
科學概念 1.初步理解時間概念，知道時間是指某一時刻或一個時間間隔。 2.知道時間可以通過一些有規律運動的物體或裝置來測量或計量。 3.初步認識日晷的結構與原理，知道時間測量的基本原理。 科學思維 1.對探究時間和計時工具表現出一定的興趣和好奇心。 2.認識事物是運動變化的，事物的運動變化是有一定規律的，事物運動變化的規律可以通過一定的工具來觀測。 探究實踐 1.能觀察日晷的結構，探究思考它們各組成部分的作用。 2.能觀測和記錄周期性運動物體的變化規律，對記錄結果與時間變化的關系作出解釋。 3.能設計、制作和改進簡易計時器日晷。 態度責任 1.知道計時工具準確性的提高要依靠設計、材料、技術等的改進。 2.初步體驗科學、技術與人類生活的密切聯系，認識到計時工具使人類生活更加精確、便利和快捷。 3.了解我國古人在計量時間和解釋自然現象方面所做的貢獻，樹立文化自信。 教學重點：認識簡易計時器。 教學難點：知道時間可以通過一些有規律運動的物體或裝置來測量，認識日晷的結構與計時原理。
《認識簡易計時器》教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
環節一；提 出和聚焦問 題 一、提出和聚焦問題 1.上節課我們了解簡單的計時器 水漏、沙漏，古代人還會用什么進行計時呢 2.今天這節課我們繼續學習認識簡 單計時器。 板書課題 學生思考并回答問題。 了解學生的已有認知，導入新課。
環節二：科 學實踐活動 二 、科學實踐活動 1.觀察日晷，了解日晷的計時原理 (1)播放有關日晷的視頻資料。 請大家認真觀看。 (2)談話：人類使用日晷的時間非 常久遠，它是利用陽光下物體的影 子在一天中不同時間的變化而測量 時間的儀器，被稱作太陽鐘。 提出以下問題，引導學生觀察日晷并思考： 日晷是由哪些結構組成的 你見過哪些不同類型的日晷 日晷的擺放有什么講究嗎 日晷是如何利用太陽光影的變化規 律計時的 (3)請大家閱讀教科書第58頁 中的小資料，日晷的結構組成、放 置方法及計時原理 (4)日晷的結構組成放置方法、計 時原理等方面的你是怎樣認識的 2.做模擬計時活動，探究日晷是 怎樣計時的。 (1)提出思考問題： 日晷晷面朝什么方向擺放，日晷才能計時 晷盤傾斜角度的改變會影響日晷計時嗎 (2) 教師小結。 日晷是一種古代的計時儀器，是根 學生觀看視頻。 說說日晷的使用方法 圍繞上述問題，學生交流、討論。 回答問題。 小組為單位觀察日晷模型 學生回答問題。 各小組派代表在全班交流 學生用手電筒模 擬太陽東升西落并照射日晷模型，觀測時間。學生做模擬計時活動，填寫活動記錄單。 通過觀察日晷模型以及閱讀資料，引導學生了解日晷的 結構組成，放置方法以及計時 原理。 通 過 模 擬 計時的體驗活動，使學生進一 步認識日晷必須坐南朝北擺放才能計時。這 一體驗活動將為后面一課設計與制作日晷并用自制日晷 實際測量時間的活動，進一步奠定知識和方法基礎。
據被太陽照射到的物體投下的影子 位置來指示時間的。日晷有多種， 常見的赤道式日晷由晷針、晷盤和 底座組成，晷針垂直地過程穿過晷 盤中心，晷針與地平面的夾角等于當地的地理緯度。日晷坐南朝北擺 放。通過觀察晷面上晷針影子的位置來判斷時間。 3.對本課所學進行總結 (1)請同學們比較三種簡易計時器 的計時特點 (2)世界上最早的日晷誕生于六千 前的巴比倫王國。對計時工具發展的認識，促使學生進一步理解科學技術的發展與人類生活的密切聯 系。 各小組派代表在 全班交流展示模 擬計時活動的過 程、活動中的發現等。 學生比較 學生交流 通過比較、分析，認識計時上 的特點和局限性。 通過交流引導學生意識到時間與人們生活的密切相關。
環節三：布 置課后任務 (三)布置課后任務 1.提出任務：課后搜集資料，了解其他類型的日晷。 思考下述問題：它們的結構是什么樣的 它們是怎樣計時的 2.課后搜集的資料，初步確定自 己打算制作哪種類型的日晷。 學生交流。 這一環節目的為下一節課制作日晷的活動進行鋪墊。
環節四：交 流收獲，課堂小結 1.暢談學習收獲。 同學們，今天這節課我們有什么收獲呢 2.教師小結。 學生自由交流。 引導學生對本節課所學科學知識進行回顧整理，梳理 科學的學習方法，養成及時總結的良好的學習習慣。
板書設計 認識簡易計時器結構組成 日晷 放置方法 坐南朝北 計時原理教學基本信息
單元(或主 題)名稱 《簡易計時器》
學科 科學 學段 中年級 年級 四年級
相關 領域 工程設計與物化
主要教材 小學科學；出版社：人民教育出版社，湖北教育出版社 出版日期：2019年7月
教學設計參與人員
姓名 單位 聯系方式
設計者
教學背景分析
一、教材分析 《簡易技術計時器》單元內容屬于工程設計領域，本課是時間與人類生活密切相關。本 課的科學實踐活動是認識“簡易計時器是怎樣計時的”,觀察水漏，探究水漏是如何計時的。 可以讓學生通過觀看視頻或圖片等方式，認識水漏并激發探究水漏的興趣，了解水漏的基本 結構和計時原理。然后可以視情況，做探究水的滴漏的實驗活動，學習觀察記錄時間，理解 水漏是利用水的均衡滴漏來計時的。觀察沙漏，探究沙漏是如何計時的。引導學生仔細觀察 沙漏的基本結構，了解沙漏的計時原理。然后可以視情況，做一做探究沙的流動的實驗活動， 思考如何控制沙漏的計時。最后鼓勵有興趣的學生課后做一個可以計量一定時間的沙漏，促 進理解沙漏是利用沙的流動來計時的原理。觀察日晷，探究日晷是如何計時的。在前一單元 的學習中，學生已經觀察過在太陽光的照射下物體影子的變化規律，了解了古人利用太陽 光影制造的一些測量儀器。在本環節，要引導學生詳細了解日晷的結構與功能，并通過模擬 計時，深入理解日晷是利用陽光下物體的影子有規律的變化來計時的原理。這些知識和體驗 將為后面一課設計和制作日晷的活動打下基礎。 本單元設計了2課，分別是《認識簡易計時器》《制作日晷》。 二、課標內容分析 《簡易計時器》單元屬于“工程設計”領域，涉及學科核心概念及學習內容如下。 12.技術、工程與社會 12.3科學、技術、工程相互影響與促進 13.工程設計與物化
13.1工程的關鍵是設計
學情分析
四年級下學期的學生，具備一定的科學探究能力，能在教師引導下，初步掌握重組思維、 發散思維、突破定勢等創造性思維的基本方法，能基于具體事物外在特征展開想象。主要引 導學生了解時間與人類生活密切相關，自人類具有時間這一概念以來，人類就在不斷地探索 精確計量時間的方法。學生每天都要根據時間安排自己的學習和生活，但很少有人去思考時 間是什么學生都知道鐘表可以計時，但很少有人去思考計時工具背后隱藏的科學原理，本 課基于學生的生活經驗與感受，引導學生觀察水漏、沙漏及日晷的結構、功能，探究思考 它們分別是如何計量時間的；在此基礎上，知道人類一直在探索精確計時的科學方法，知 道人類發明的計時工具都有一定的科學原理。
教學目標
● 科學觀念 1.初步理解時間概念，知道時間是指某一時刻或一個時間間隔。 2.知道時間可以通過一些有規律運動的物體或裝置來測量或計量。 3.初步認識水漏、沙漏的結構與原理，知道時間測量的基本原理。 科學思維 1.對探究時間和計時工具表現出一定的興趣和好奇心。 2.認識事物是運動變化的，事物的運動變化是有一定規律的，事物運動變化的規律可以 通過一定的工具來觀測。 探究實踐 1.能觀察水漏、沙漏的結構，探究思考它們各組成部分的作用。 2.能觀測和記錄周期性運動物體的變化規律，對記錄結果與時間變化的關系作出解釋。 3.能設計、制作和改進簡易計時器。 ●態度責任 1.知道計時工具準確性的提高要依靠設計、材料、技術等的改進。 2.初步體驗科學、技術與人類生活的密切聯系，認識到計時工具使人類生活更加精確、 便利和快捷。 3.了解我國古人在計量時間和解釋自然現象方面所做的貢獻，樹立文化自信。 教學重點：認識簡易計時器。 教學難點：知道時間可以通過一些有規律運動的物體或裝置來測量，認識水漏、沙漏的結 構與計時原理。
《認識簡易計時器》教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
環節一：提 出和聚焦問 題 一、提出和聚焦問題 1.有哪些工具可以幫助你知道時間 2.請觀察太陽升落的變化圖，并且想一想，當沒有計時工具是如何知道過一天了 3.觀察月相的變化圖，沒有計時工具如何知道過了一個月 學生思考并回答問題。 圍繞上述問題， 由太陽、月亮、四季變化導入，由此提出探究的問題，激發學生對簡易計時器計時原理的認識基礎，引導學生對新課內容學習的興趣。
4.觀察四季的變化圖，并且想一想，當沒有計時工具如何知道過一年了 5.我們怎么知道時間 你知道在 古代人們用哪些方法計時嗎 你還知道古人用過哪些計時工具 6.教師小結，在計時工具發明之 前，一柱香，一頓飯，一盞茶都是古人的計時方法。古人也發明了水漏、沙漏等，計時器的計時原理是什么 本課我們就要研究簡易計時器是 怎樣計時的。(板書課題。) 學生交流、討論。 回答問題。 了解學生的已有認知，導入新課。
環節二：科 學實踐活動 二、簡易計時器是怎樣計時的 1.觀察水漏，了解并探究水漏 的計時原理 (1)播放水漏的視頻資料。 (2)提出思考問題 水漏是如何計時的 水漏由哪幾部分構成 猜猜各部分的功能是什么 (3)觀察教科書上的圖片，閱讀 小資料認識水漏的基本結構，了解水 漏的計時原理。 (4)做水的滴漏實驗，探究影響 水漏計時的因素。 學生自制簡易水漏模型并做實 驗，如記錄并比較50毫升、100毫升、200毫升水緩慢流完所需要的時間，探究影響水漏計時的因素。 學生觀看視頻。 學生回答問題。 學生閱讀教材了解水漏計時原理 學生進行自制簡易水漏實驗，記錄并比較50毫升、100毫升、200毫升水緩慢流完所需要的時間。 本環節引導學生觀察水漏，了解水漏的 結構及各部分的作用，知道水漏是如何計時的 。
(5)對水漏的計時原理進行小 結。 水漏是利用水均衡滴漏的原理制 成的計時工具。水漏有容器(漏壺)、 標尺(浮箭)等基本結構。水漏計時的準確度取決于水流的均勻程度，但容器中水量的多少影響著水滴漏的速度。因此，為了讓水以均勻的速度往下 流動，古人通過增加漏壺的數量來保持容器中的水量，提高計時的精確度。 2.觀察沙漏，了解并探究沙漏 的計時原理。 (1)出示沙漏實物模型，提出問題：沙漏是由哪些部分構成 沙漏是怎樣計時的 (2)仔細觀察沙漏，初步了解沙漏的計時原理。 3)教師進一步追問： 沙漏計時與什么因素有關 如何證明自己的想法 (4)引導學生在觀察的基礎上， 討論影響沙漏計時的因素。 (5)做沙的滴漏實驗，探究影響 沙漏計時的因素。 可以自制簡易沙漏模型，然后做 實驗，探究影響沙漏計時的因素。 (6)對沙漏的計時原理進行小結。 學生探究水漏工作的原理 觀察發現沙漏的每一部分。 學生觀察沙漏，探究計時原理。 學生猜測。 證明沙漏計時與什么有關。 學生自制簡易沙漏模型，不斷探究沙漏整理實驗記錄單 本活動指導學生自制簡易水漏模型，開 展探究水的滴漏的實驗活動，通過探究實驗使學生理解利用水的均衡滴漏來計時的原理。 本環節目的引導學生觀察沙漏，了解沙 漏的結構，知道沙漏如何計時的 。 通過觀察探究影響沙漏的因素。
沙漏是利用沙的流動性制成的計 時工具。沙漏一般由兩個玻璃球、 一 個連接管道和支架等組成。沙漏計時 的時間長短與沙漏連接管道孔徑的大 小、沙粒的粗細沙量的多少等因素有 關。 學生探究沙漏工作原理 通 過 對 比 實驗，探究影響 沙漏計時的因素。激發學生的興趣。
環節三：布 置課后任務 1.布置課后任務：利用身邊的材料，設計制作個能計時1分鐘的沙漏。 對于設計和制作沙漏的活動，要 提醒學生注意以下幾點： 一是選擇顆 粒較細的干沙； 二是測試沙漏的計時 時，要至少測試三次，然后根據測試 情況調整沙量或連接管道孔徑的大 小，直到能基本準確計時1分鐘； 三是最后要對自制的沙漏進行裝飾，讓它的外形更有特色。 學生交流。 引導學生在課后嘗試利用身邊的材料 設計制作一個1 分鐘的沙漏。并且進行展示。
環節四：交 流收獲，課 堂小結 1.暢談學習收獲。 同學們，今天這節課我們有什么 收獲呢 2.教師小結。 學生自由交流。 引導學生對本節課所學科學知識進行回顧整理，梳理科學 的學習方法，養成及時總結的良好的學習習慣。

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