教学基本信息
单元(或主 题)名称 《简易计时器》
学科 科学 学段 中年级 年级 四年级
相关 领域 工程设计与物化
主要教材 小学科学；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
教学设计参与人员
姓名 单位 联系方式
设计者
教学背景分析
一、教材分析 《简易技术计时器》单元内容属于工程设计领域，本课是时间与人类生活密切相关。本 课的科学实践活动是认识“简易计时器是怎样计时的”,观察水漏，探究水漏是如何计时的。可以让学生通过观看视频或图片等方式，认识水漏并激发探究水漏的兴趣，了解水漏的 基本结构和计时原理。然后可以视情况，做探究水的滴漏的实验活动，学习观察记录时间， 理解水漏是利用水的均衡滴漏来计时的。观察沙漏，探究沙漏是如何计时的。引导学生仔细 观察沙漏的基本结构，了解沙漏的计时原理。然后可以视情况，做一做探究沙的流动的实验 活动，思考如何控制沙漏的计时。最后鼓励有兴趣的学生课后做一个可以计量一定时间的沙 漏，促进理解沙漏是利用沙的流动来计时的原理。观察日晷，探究日晷是如何计时的。在前 一单元的学习中，学生已经观察过在太阳光的照射下物体影子的变化规律，了解了古人利用太阳光影制造的一些测量仪器。在本环节，要引导学生详细了解日晷的结构与功能，并通 过模拟计时，深入理解日晷是利用阳光下物体的影子有规律的变化来计时的原理。这些知识 和体验将为后面一课设计和制作日晷的活动打下基础。 本单元设计了2课，分别是《认识简易计时器》《制作日晷》。 二、课标内容分析 《简易计时器》单元属于“工程设计”领域，涉及学科核心概念及学习内容如下。 12.技术、工程与社会 12.3科学、技术、工程相互影响与促进 13.工程设计与物化
13.1工程的关键是设计
学情分析
四年级下学期的学生，具备一定的科学探究能力，能在教师引导下，初步掌握重组思维、 发散思维、突破定势等创造性思维的基本方法，能基于具体事物外在特征展开想象。 主要引导学生了解时间与人类生活密切相关，自人类具有时间这一概念以来，人类就在 不断地探索精确计量时间的方法。学生每天都要根据时间安排自己的学习和生活，但很少有 人去思考时间是什么学生都知道钟表可以计时，但很少有人去思考计时工具背后隐藏的科学原理，本课基于学生的生活经验与感受，引导学生观察水漏、沙漏及日晷的结构、功能， 探究思考它们分别是如何计量时间的；在此基础上，知道人类一直在探索精确计时的科学方法，知道人类发明的计时工具都有一定的科学原理。
教学目标
科学概念 1.初步理解时间概念，知道时间是指某一时刻或一个时间间隔。 2.知道时间可以通过一些有规律运动的物体或装置来测量或计量。 3.初步认识日晷的结构与原理，知道时间测量的基本原理。 科学思维 1.对探究时间和计时工具表现出一定的兴趣和好奇心。 2.认识事物是运动变化的，事物的运动变化是有一定规律的，事物运动变化的规律可以通过一定的工具来观测。 探究实践 1.能观察日晷的结构，探究思考它们各组成部分的作用。 2.能观测和记录周期性运动物体的变化规律，对记录结果与时间变化的关系作出解释。 3.能设计、制作和改进简易计时器日晷。 态度责任 1.知道计时工具准确性的提高要依靠设计、材料、技术等的改进。 2.初步体验科学、技术与人类生活的密切联系，认识到计时工具使人类生活更加精确、便利和快捷。 3.了解我国古人在计量时间和解释自然现象方面所做的贡献，树立文化自信。 教学重点：认识简易计时器。 教学难点：知道时间可以通过一些有规律运动的物体或装置来测量，认识日晷的结构与计时原理。
《认识简易计时器》教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一；提 出和聚焦问 题 一、提出和聚焦问题 1.上节课我们了解简单的计时器 水漏、沙漏，古代人还会用什么进行计时呢 2.今天这节课我们继续学习认识简 单计时器。 板书课题 学生思考并回答问题。 了解学生的已有认知，导入新课。
环节二：科 学实践活动 二 、科学实践活动 1.观察日晷，了解日晷的计时原理 (1)播放有关日晷的视频资料。 请大家认真观看。 (2)谈话：人类使用日晷的时间非 常久远，它是利用阳光下物体的影 子在一天中不同时间的变化而测量 时间的仪器，被称作太阳钟。 提出以下问题，引导学生观察日晷并思考： 日晷是由哪些结构组成的 你见过哪些不同类型的日晷 日晷的摆放有什么讲究吗 日晷是如何利用太阳光影的变化规 律计时的 (3)请大家阅读教科书第58页 中的小资料，日晷的结构组成、放 置方法及计时原理 (4)日晷的结构组成放置方法、计 时原理等方面的你是怎样认识的 2.做模拟计时活动，探究日晷是 怎样计时的。 (1)提出思考问题： 日晷晷面朝什么方向摆放，日晷才能计时 晷盘倾斜角度的改变会影响日晷计时吗 (2) 教师小结。 日晷是一种古代的计时仪器，是根 学生观看视频。 说说日晷的使用方法 围绕上述问题，学生交流、讨论。 回答问题。 小组为单位观察日晷模型 学生回答问题。 各小组派代表在全班交流 学生用手电筒模 拟太阳东升西落并照射日晷模型，观测时间。学生做模拟计时活动，填写活动记录单。 通过观察日晷模型以及阅读资料，引导学生了解日晷的 结构组成，放置方法以及计时 原理。 通 过 模 拟 计时的体验活动，使学生进一 步认识日晷必须坐南朝北摆放才能计时。这 一体验活动将为后面一课设计与制作日晷并用自制日晷 实际测量时间的活动，进一步奠定知识和方法基础。
据被太阳照射到的物体投下的影子 位置来指示时间的。日晷有多种， 常见的赤道式日晷由晷针、晷盘和 底座组成，晷针垂直地过程穿过晷 盘中心，晷针与地平面的夹角等于当地的地理纬度。日晷坐南朝北摆 放。通过观察晷面上晷针影子的位置来判断时间。 3.对本课所学进行总结 (1)请同学们比较三种简易计时器 的计时特点 (2)世界上最早的日晷诞生于六千 前的巴比伦王国。对计时工具发展的认识，促使学生进一步理解科学技术的发展与人类生活的密切联 系。 各小组派代表在 全班交流展示模 拟计时活动的过 程、活动中的发现等。 学生比较 学生交流 通过比较、分析，认识计时上 的特点和局限性。 通过交流引导学生意识到时间与人们生活的密切相关。
环节三：布 置课后任务 (三)布置课后任务 1.提出任务：课后搜集资料，了解其他类型的日晷。 思考下述问题：它们的结构是什么样的 它们是怎样计时的 2.课后搜集的资料，初步确定自 己打算制作哪种类型的日晷。 学生交流。 这一环节目的为下一节课制作日晷的活动进行铺垫。
环节四：交 流收获，课堂小结 1.畅谈学习收获。 同学们，今天这节课我们有什么收获呢 2.教师小结。 学生自由交流。 引导学生对本节课所学科学知识进行回顾整理，梳理 科学的学习方法，养成及时总结的良好的学习习惯。
板书设计 认识简易计时器结构组成 日晷 放置方法 坐南朝北 计时原理教学基本信息
单元(或主 题)名称 《简易计时器》
学科 科学 学段 中年级 年级 四年级
相关 领域 工程设计与物化
主要教材 小学科学；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
教学设计参与人员
姓名 单位 联系方式
设计者
教学背景分析
一、教材分析 《简易技术计时器》单元内容属于工程设计领域，本课是时间与人类生活密切相关。本 课的科学实践活动是认识“简易计时器是怎样计时的”,观察水漏，探究水漏是如何计时的。 可以让学生通过观看视频或图片等方式，认识水漏并激发探究水漏的兴趣，了解水漏的基本 结构和计时原理。然后可以视情况，做探究水的滴漏的实验活动，学习观察记录时间，理解 水漏是利用水的均衡滴漏来计时的。观察沙漏，探究沙漏是如何计时的。引导学生仔细观察 沙漏的基本结构，了解沙漏的计时原理。然后可以视情况，做一做探究沙的流动的实验活动， 思考如何控制沙漏的计时。最后鼓励有兴趣的学生课后做一个可以计量一定时间的沙漏，促 进理解沙漏是利用沙的流动来计时的原理。观察日晷，探究日晷是如何计时的。在前一单元 的学习中，学生已经观察过在太阳光的照射下物体影子的变化规律，了解了古人利用太阳 光影制造的一些测量仪器。在本环节，要引导学生详细了解日晷的结构与功能，并通过模拟 计时，深入理解日晷是利用阳光下物体的影子有规律的变化来计时的原理。这些知识和体验 将为后面一课设计和制作日晷的活动打下基础。 本单元设计了2课，分别是《认识简易计时器》《制作日晷》。 二、课标内容分析 《简易计时器》单元属于“工程设计”领域，涉及学科核心概念及学习内容如下。 12.技术、工程与社会 12.3科学、技术、工程相互影响与促进 13.工程设计与物化
13.1工程的关键是设计
学情分析
四年级下学期的学生，具备一定的科学探究能力，能在教师引导下，初步掌握重组思维、 发散思维、突破定势等创造性思维的基本方法，能基于具体事物外在特征展开想象。主要引 导学生了解时间与人类生活密切相关，自人类具有时间这一概念以来，人类就在不断地探索 精确计量时间的方法。学生每天都要根据时间安排自己的学习和生活，但很少有人去思考时 间是什么学生都知道钟表可以计时，但很少有人去思考计时工具背后隐藏的科学原理，本 课基于学生的生活经验与感受，引导学生观察水漏、沙漏及日晷的结构、功能，探究思考 它们分别是如何计量时间的；在此基础上，知道人类一直在探索精确计时的科学方法，知 道人类发明的计时工具都有一定的科学原理。
教学目标
● 科学观念 1.初步理解时间概念，知道时间是指某一时刻或一个时间间隔。 2.知道时间可以通过一些有规律运动的物体或装置来测量或计量。 3.初步认识水漏、沙漏的结构与原理，知道时间测量的基本原理。 科学思维 1.对探究时间和计时工具表现出一定的兴趣和好奇心。 2.认识事物是运动变化的，事物的运动变化是有一定规律的，事物运动变化的规律可以 通过一定的工具来观测。 探究实践 1.能观察水漏、沙漏的结构，探究思考它们各组成部分的作用。 2.能观测和记录周期性运动物体的变化规律，对记录结果与时间变化的关系作出解释。 3.能设计、制作和改进简易计时器。 ●态度责任 1.知道计时工具准确性的提高要依靠设计、材料、技术等的改进。 2.初步体验科学、技术与人类生活的密切联系，认识到计时工具使人类生活更加精确、 便利和快捷。 3.了解我国古人在计量时间和解释自然现象方面所做的贡献，树立文化自信。 教学重点：认识简易计时器。 教学难点：知道时间可以通过一些有规律运动的物体或装置来测量，认识水漏、沙漏的结 构与计时原理。
《认识简易计时器》教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一：提 出和聚焦问 题 一、提出和聚焦问题 1.有哪些工具可以帮助你知道时间 2.请观察太阳升落的变化图，并且想一想，当没有计时工具是如何知道过一天了 3.观察月相的变化图，没有计时工具如何知道过了一个月 学生思考并回答问题。 围绕上述问题， 由太阳、月亮、四季变化导入，由此提出探究的问题，激发学生对简易计时器计时原理的认识基础，引导学生对新课内容学习的兴趣。
4.观察四季的变化图，并且想一想，当没有计时工具如何知道过一年了 5.我们怎么知道时间 你知道在 古代人们用哪些方法计时吗 你还知道古人用过哪些计时工具 6.教师小结，在计时工具发明之 前，一柱香，一顿饭，一盏茶都是古人的计时方法。古人也发明了水漏、沙漏等，计时器的计时原理是什么 本课我们就要研究简易计时器是 怎样计时的。(板书课题。) 学生交流、讨论。 回答问题。 了解学生的已有认知，导入新课。
环节二：科 学实践活动 二、简易计时器是怎样计时的 1.观察水漏，了解并探究水漏 的计时原理 (1)播放水漏的视频资料。 (2)提出思考问题 水漏是如何计时的 水漏由哪几部分构成 猜猜各部分的功能是什么 (3)观察教科书上的图片，阅读 小资料认识水漏的基本结构，了解水 漏的计时原理。 (4)做水的滴漏实验，探究影响 水漏计时的因素。 学生自制简易水漏模型并做实 验，如记录并比较50毫升、100毫升、200毫升水缓慢流完所需要的时间，探究影响水漏计时的因素。 学生观看视频。 学生回答问题。 学生阅读教材了解水漏计时原理 学生进行自制简易水漏实验，记录并比较50毫升、100毫升、200毫升水缓慢流完所需要的时间。 本环节引导学生观察水漏，了解水漏的 结构及各部分的作用，知道水漏是如何计时的 。
(5)对水漏的计时原理进行小 结。 水漏是利用水均衡滴漏的原理制 成的计时工具。水漏有容器(漏壶)、 标尺(浮箭)等基本结构。水漏计时的准确度取决于水流的均匀程度，但容器中水量的多少影响着水滴漏的速度。因此，为了让水以均匀的速度往下 流动，古人通过增加漏壶的数量来保持容器中的水量，提高计时的精确度。 2.观察沙漏，了解并探究沙漏 的计时原理。 (1)出示沙漏实物模型，提出问题：沙漏是由哪些部分构成 沙漏是怎样计时的 (2)仔细观察沙漏，初步了解沙漏的计时原理。 3)教师进一步追问： 沙漏计时与什么因素有关 如何证明自己的想法 (4)引导学生在观察的基础上， 讨论影响沙漏计时的因素。 (5)做沙的滴漏实验，探究影响 沙漏计时的因素。 可以自制简易沙漏模型，然后做 实验，探究影响沙漏计时的因素。 (6)对沙漏的计时原理进行小结。 学生探究水漏工作的原理 观察发现沙漏的每一部分。 学生观察沙漏，探究计时原理。 学生猜测。 证明沙漏计时与什么有关。 学生自制简易沙漏模型，不断探究沙漏整理实验记录单 本活动指导学生自制简易水漏模型，开 展探究水的滴漏的实验活动，通过探究实验使学生理解利用水的均衡滴漏来计时的原理。 本环节目的引导学生观察沙漏，了解沙 漏的结构，知道沙漏如何计时的 。 通过观察探究影响沙漏的因素。
沙漏是利用沙的流动性制成的计 时工具。沙漏一般由两个玻璃球、 一 个连接管道和支架等组成。沙漏计时 的时间长短与沙漏连接管道孔径的大 小、沙粒的粗细沙量的多少等因素有 关。 学生探究沙漏工作原理 通 过 对 比 实验，探究影响 沙漏计时的因素。激发学生的兴趣。
环节三：布 置课后任务 1.布置课后任务：利用身边的材料，设计制作个能计时1分钟的沙漏。 对于设计和制作沙漏的活动，要 提醒学生注意以下几点： 一是选择颗 粒较细的干沙； 二是测试沙漏的计时 时，要至少测试三次，然后根据测试 情况调整沙量或连接管道孔径的大 小，直到能基本准确计时1分钟； 三是最后要对自制的沙漏进行装饰，让它的外形更有特色。 学生交流。 引导学生在课后尝试利用身边的材料 设计制作一个1 分钟的沙漏。并且进行展示。
环节四：交 流收获，课 堂小结 1.畅谈学习收获。 同学们，今天这节课我们有什么 收获呢 2.教师小结。 学生自由交流。 引导学生对本节课所学科学知识进行回顾整理，梳理科学 的学习方法，养成及时总结的良好的学习习惯。
