【核心素养目标】3.1《时间在流逝》教学设计

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1.时间在流逝
【核心素养目标】
科学观念：通过阅读资料、观察燃香实验，知道古人利用天体的运动来计时，且在一定条件下，燃香变短的速度基本是均匀的，认识到有规律变化的事物可以用来计时。
科学思维：通过分析、比较数据等方法，发现有规律变化的事物是计时的本质。
探究实践：在实验中，观测并记录燃香时间的相关数据，并对“蜡烛可以计时吗”这一问题结合实验现象进行讨论，表达自己的观点。
态度责任：在研究中，产生关注计时方法的意识和兴趣，并对计时工具的迭代更替过程充满好奇。
【教学重难点】
重点：了解古代人们的计时方法、计时工具及其发展史。
难点：实验研究燃香计时的科学原理。
【教学准备】
教师：1.教学课件；2.有关古人用天体（如太阳、月亮）运动计时的图文或视频资料；3.时钟模型。
学生：1.每组提供秒表、香、火柴、记号笔；2.实验记录表。
【教学过程】
一、情境导入，揭示课题（预设4分钟）
材料准备：课件、时钟模型
现在是几点几分？请学生把时钟模型中的指针拨动到相应的时间位置。
2.看关于时间的小视频后，提问：现在几点几分？现在的时间还是黑板上的时间吗？
3.小结：原来时间在不知不觉中悄悄地流逝了。揭示课题：时间在流逝（板书）。
【设计意图】学生通过拨动时钟模型的方式记录一开始的时间，观看一段视频后再来记录时间，对比发现时间在悄悄流逝，从而引出课题。
二、探索活动：测量时间（预设30分钟）
材料准备：秒表、香、火柴、记号笔、实验记录表、课件
（一）根据自然现象来计时
1.提问：时间在流逝，刚刚同学们利用钟表很快地确定时间。在钟表发明之前，人们怎样计时安排生活和劳作的呢？
（预设：人们根据太阳的东升西落这一自然现象来确定时间，安排生活和劳作，这就出现了最早的计时单位——天。）
2.追问：除了利用太阳计时，人们还会利用哪些自然现象来确定时间呢？
3.小结：在没有任何计时工具的情况下，人们利用自然现象的规律运动来判断时间。
（二）利用太阳来计时
1.古代的人们利用最简单且最容易发现的自然现象来制作计时工具，比如日晷、圭表。
2.阅读资料：学生仔细阅读资料，结合自己已有的知识经验来介绍日晷和圭表。
3.研讨：日晷和圭表的结构、计时的原理。
4.教师结合图片着重向学生介绍日晷晷面上的刻度和计时单位。古代的一个时辰相当于今天的两个小时，子时：晚上11点到凌晨1点，午时：中午11点到下午1点。
5.提问：人们在使用日晷和圭表来计时会遇到什么困难吗？
小结：为了解决这些问题，人们慢慢地改进计时工具，也出现了更多描述时间的词语，如“一炷香”的时间，“一盏茶”的时间等。
（三）研究一炷香的时间
1.教师出示燃香，古人又是如何利用燃香来计时的呢？引导学生探究燃香的长度变化是不是匀速的。
2.小组讨论并提出实验设计要求：
（1）研究香燃烧“速度是均匀的吗？”需要哪些材料？怎么研究？
（2）讨论确定研究方法：给燃香等分四段，在四分之一、二分之一、四分之三处分别做标记，并记录每一段燃烧的时间，重复三次。
3.学生分组实验。
实测、统计、分析燃香时间数据，并记录。
4.研讨交流：每一段燃香的时间一致吗？能用来计时吗？学生比较每等份的燃烧时间，分析并讨论。
5.小结：在一定的条件下（燃香粗细均匀，没有风吹等外在干扰因素），燃香的长度变化基本是匀速的。燃香可以用来计时，人们根据这一原理制造出了燃香钟这一计时工具。
【设计意图】学生通过收集与阅读资料、动手实验等方法进行研究，发现当某事物在一段时间间隔内发生有规律的变化所需的时间一致时，可以利用这种事物来计时。随着时代的进步，我们的计时工具也在不断发展和变化。
三、研讨（预设：4分钟）
1.古人曾用过哪些方法计时？这些方法为什么能帮助人们计时？
2.蜡烛可以用来计时吗？
提问：燃香可以用来计时，那蜡烛也可以燃烧，可以用来计时吗？在不受外界因素干扰的情况下蜡烛变短的速度也是基本不变的，所以也能计时。
【设计意图】先对古人计时方法和原理进行巩固。再运用燃香实验中的发现，探讨“蜡烛计时”的问题，启示学生学以致用。
四、课堂小结（预设：2分钟）
时间像流水一样，在我们身边悄悄流逝，人们探索更精准的计时工具的步伐永远不会停歇，课后请同学们继续探索人类计时工具的发展史。
板书设计
【疑难解答】
日晷和圭表有什么异同点？
答：日晷和圭表都是利用阳光下物体影子的变化规律来计时。日晷由晷面和晷针组成，是利用阳光下物体的影子方向来计时，圭表由圭和表组成，是利用阳光下物体影子的长度变化规律来计时。