3.7.计量时间和我们的生活
(一)背景和教学目标
学生通过前面6课的学习,已经对人类的计时工具发展过程有了基本的了解,经历了古人制作计时工具的智慧与创造过程,从而认识到科学技术通过促进人们的生活方式、思维方式的变革来推动社会发展。
在本课中,学生将更系统地整理、总结人类计时工具的演变,体会计时工具的精确度对人们的生活、出行等方面的影响,以及帮助人类更好地探索未知的领域,并通过设计作息时间表来体会合理安排时间、珍惜时间的重要意义。
科学概念目标
计时工具的设计运用了物体运动周期性变化的规律。
科学探究目标
能通过表格的方式调查和比较人类计时工具的演变。
能调查因时间的不精准给人类生活造成麻烦的一些事件。
科学态度目标
认识到人类设计不同的计时工具来满足不同的用途和需求。
认识到科技的进步能更好地造福人类。
科学、技术、社会与环境目标
意识到科学技术的发展和应用影响着社会的发展。
(二)教学准备
为学生准备:“计时工具发展史”资料、“计时工具的比较”记录表、“精确计时的重要性”班级记录表。(可按组准备)
教师准备:“精确计时的重要性”班级记录表(大表)、教学课件。
(三)教学过程
一、聚焦
1.同学们,老师来问大家一个问题,你们每天做什么事情的时候,最需要关注时间?
学生列举生活中关注时间的事例。
预设:
什么时候到学校?
什么时候起床?
早上读书读读了多长什么时间?
什么时候上什么课?
晚上什么时候放学?
晚上什么时候睡觉?
和小伙伴们约好什么时候出去踢球?
2.是的,我们每天很多事情都要关注时间,而且我们每天都要通过钟表来掌握这些时间,安排工作或者做出决定。那么在现代生活里,人们为了精确计时又做出了哪些努力呢?今天我们就来探讨计量时间和我们生活之间的关系。
3.板书课题:3.7.计量时间和我们的生活
二、探索
活动一:总结和比较人类计时工具的演变
1.教师引导:通过这个单元的学习,我们知道计时工具经过了漫长的演变,从最初的日出而作,日落而息,到后来的日昝、水钟、燃香、蜡烛,再到后来的机械钟,到现在我们使用的各种各样的计时工具。这些计时工具各有哪些特点呢?下面我们对这些计时工具做一个比较。
2.出示课本55页的“计时工具的比较”记录表。
3.学生分小组活动,讨论交流各种各样的计时工具并填写这张记录表。
教师巡视,了解学生记录表填写情况。
4.全班交流,共同完成这张表格的填写。
计时工具的比较
日昝
水钟
摆钟
手表
使用材料
石头
水
金属
石英
准确性
不准确
不太准确
比较准确
准确
计时原理
太阳下物体
影子变化的规律
水滴的
等时性原理
摆的等时性原理
机械原理
方便程度
不方便
不太方便
比较方便
很方便
缺陷
不太准确
比较笨重
晚上不好用
不太准确
要有人看守
要加水
比较笨重
携带不方便
造价昂贵
技术要求高
5.教师小结:通过刚刚的的比较,我们发现不管是哪一种计时工具都有自己的特点,既有自己的优点,也有自己的缺点。不过随着科技的发展,人们制作出来的计时工具越来越方便,越来越准确。
活动二:调查和了解精确计时的重要性
1.教师引导:在日常生活中,我们有这样一个现象:有的时候,我们需要精确的时间,最好要精确到分和秒,而有的时候,我们只需要知道大概的时间就可以了。那什么情况下,我们需要精确的时间呢?
2.出示课本65页三幅图片,学生认真观察三幅图片并读一读相关的文字,了解我们需要精确计时的事例。
图片1:航天器的发射过程需要精确计时,才能保证安全和成功。
图片2:百米赛跑的时候需要精确计时,才能知道是否打破了记录。
图片3:时刻表可以保障交通有序运行,提醒我们准时到达。
3.除了书上列举的三个事例之外,我们还有哪些时候需要精确计时呢?
4.学生分小组讨论,并且填写课本55页下面的“精确计时的重要性”记录表。
5.全班交流讨论,预设:
生活中用微波炉加热食物,需要精确计时时间,过长或者过短都不利于食物的加热。
公交车、汽车、火车、飞机等交通工具,需要精确计时才能保证交通的有序运行。
电视台的节目需要精确计时,不然电视节目容易产生混乱。
GPS定位系统需要精确计时,如果产生时间上的误差,就会反映到空间上产生更大的差距。
6.教师小结:通过刚刚大家例举的事例,我们可以发现,精确计时在日常生活中是非常重要的,俗话说:“差之毫厘,谬以千里。”在有的时候,一分一秒的差距,将会带来非常严重的后果,因此我们需要更为精确的计时工具。
7.精确的计时工具
(1)大家知道,我们日常生活中有哪些更精准的计时工具吗?
(2)出示课本56页的资料,学生自由读一读,初步了解石英钟和原子钟这两种精确计时的工具。
(3)教师出示有关原子钟的图片并补充有关原子钟的一些资料,引导学生进一步了解精确计时的原子钟。
人们平时所用的钟表,精度高的大约每年会有1分钟的误差,这对日常生活是没有影响的,但在要求很高的生产、科研中就需要更准确的计时工具。目前世界上最准确的计时工具就是原子钟,它是20世纪50年代出现的。原子钟是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的。由于这种电磁波非常稳定,再加上利用一系列精密的仪器进行控制,原子钟的计时就可以非常准确了。现在用在原子钟里的元素有氢、铯、铷等。原子钟的精度可以达到每2000万年才误差1秒。这为天文、航海、宇宙航行提供了强有力的保障。
(4)除了书本上出示的原子钟和石英钟表之外,我们日常生活中还有一些比较精确的计时工具呢?请大家来列举。
预设:电子表、手机、电脑等等。
三、研讨
刚刚我们讨论了精确计时的重要性,认识了一些精确计时的工具,下面我们来讨论以下几个问题:
问题1:计时工具的设计运用了物体运动的什么规律?
计时工具的设计运用了物体运动的周期性变化规律。
问题2:说说我们知道的现代计时工具。
现代计时工具主要有石英钟表、电子表、手机、手环、原子钟等。
问题3:如果计时工具不准确,会给我们的生活带来哪些影响?
如果计时工具不准确,可能会影响我们日常生活的有序性,影响我们的交通的有序运行,让我们的生活变得非常混乱;可能会影响科学科技的发展。
四、拓展
1.出示课本56页下面的一幅图及其文字,学生自由读一读,了解本次拓展的内容,想一想这段文字中提出的问题。
2.在没有导航仪的年代,航行在茫茫大海上的船员,曾利用钟表来辨识自己所在的位置,让船成功的从一个地方航行到另一个地方,他们是怎样做到的呢?查阅资料,了解人们对时间的有效运用。
预设:
既然天体间的周期性运动可以计时,那反过来,计量时间可以推测出天体间的运动规律等。
原理:地方时0点为正北。太阳在天上转一周手表时针转2周,手表时间除以2,正是太阳所在方位。
操作:手表平放,以当地地方时的一半指向太阳,12点所在方位为北方。
示例:以下午14点为例,14÷2=7,7点位置对准太阳,此时12点位置的指向即是北方。
五、课堂总结
通过这几课的学习,我们了解了计量时间的工具,知道了人类计时工具的演变历史,懂得了日昝、水钟、机械摆钟、手表等一些计时工具的特点和计时原理。同时我们认识到随着科技的发展,精确计时变得越来越重要,因此在日常生活中,我们要形成良好的时间观念,合理安排自己的时间。