/ 让教学更有效 高效备课 | 科学学科
单元基本信息
单元主题 精确时间的步伐
课标要求 一、核心概念 技术、工程和社会 二、学习内容 12.1技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造 ②举例说出工具在生产和生活中的应用，知道使用工具可以更加便利、快捷和精确;学会使用常见的工具制作简单作品;拆装简单产品，了解产品的构造和特点。 12.2技术与工程改变了人们的生产和生活 ③尝试设计和制作某种产品的简化实物模型，并反映其中的部分科学原理。 12.3科学、技术、工程相互影响与促进 ④初步说明一些技术产品涉及的科学概念或原理，尝试应用科学原理设计并制作简易装置(如传声器、听诊器等) 三、学业要求 能归纳总结常见产品或工程的主要外在特征，能拆开简单产品并复原，能举例说出一些技术产品所涉及的科学概念或原理。 能在教师引导下，利用常用工具制作某种产品的简化实物模型，并能反映其中的部分科学原理。 具有参与技术与工程实践的兴趣，
单元课时设计 5课时
一、单元学习主题分析（体现学习主题的育人价值）
主题名称 精确时间的步伐
单元设计意图 1.本单元旨在通过探究时间的精确测量及其发展历程，引导学生理解时间与人类生产生活的紧密联系，培养科学实证意识与探究能力。单元以计时工具的演变为主线，从日晷、漏刻等古代仪器到现代原子钟技术，展现科技进步如何推动时间精度的提升；通过观察实验（如单摆等时性）、制作简易计时装置等活动，帮助学生建构"精确时间源于规律性自然现象"的科学认知，同时渗透科学史教育，感悟人类追求精确的探索精神。 2.本单元对《课程标准》的落实 （1）本单元通过一系列动手、动脑科学实践活动，落实《课程标准》高年段的课程目标。 （2）本单元学习内容是基于落实《课程标准》中课程内容高年段要求。 3.熟悉整套教材内容，明确该单元在整套教材中与其他单元的关系和作用。 4.本单元次级主题的构成及逻辑关系 本单元的基本设计思路就是以计时工具的发展历史为引领,以相应的技术实践活动为骨架,让学生在经历一系列设计制作活动的过程中来达成本单元面的教学目标。本单元侧重培养的科学探究要素是“反思评价”,其三至四年级的学段目标是“在教师引导下,能对自己的探究过程、方法和结果进行反思,作出自我评价与调整”。通过本单元的技术实践活动训练,学生的自我评价与调整能力必将有所发展。由于本单元的学习内容属于技术与工程领域,所以本单元的教学线索及各课之间的逻辑关系主要以技术发展史和历史中重要的事件为基础。基于此种考虑,本单元以计时工具发展的历史为线索,以认识典型的计时工具,、制作相应模型为核心活动,以认识技术的发展特点并培养实践能力为最终目标。本单元一共由五课组成,分别是《原子钟寻亲记》《日晷》《水钟》《改进小水钟》和《摆钟的秘密》,课标题即明确了每节课的主要技术实践活动的内容。
主题学情分析 学生已具备初步的时间概念（如时分秒、自然周期现象），但对时间精确测量的科学原理和技术演变缺乏系统性认知，可能误将“计时工具”简单等同于钟表。其认知兴趣集中于直观现象与动手实践（如制作日晷、制作水钟），但理解“周期性规律与计时精度”的关系时可能存在思维跨度，需借助实验（如单摆摆动次数统计）将抽象原理具象化。
开放性学习环境 1.指导性预习：阅读+问题+检测； 2.大单元大概念大任务课堂学习：问题+探究+讲述+整合+实战； 3.现代教育新技术：PPTX+微视频+网络+师生互助
二、单元学习目标设计（基于标准、分析教材、结合学情，体现素养导向）
单元学习目标 科学观念：理解时间测量的本质是对自然规律（如日影变化、单摆等时性、原子振动）的观察与应用，形成“周期性现象是计时基础”的认知 ；认识计时工具从日晷、水钟到原子钟的迭代过程，理解科技进步与精度提升的关联 。 科学思维：通过分析不同时代计时工具的工作原理（如泄水型水钟的漏水计时、摆钟的摆长调控），建立“工具设计依托科学原理”的逻辑推理能力 ；运用对比归纳方法，总结古代与现代计时技术的差异，揭示“需求驱动创新”的技术发展规律 。 探究实践：通过制作简易日晷、改进小水钟等实验活动，掌握利用自然现象设计计时工具的操作技能 ；在单摆摆动次数统计、钟摆调节等探究中，培养数据记录、变量控制等实证研究能力 。 态度责任：感悟人类追求时间精度的探索精神，形成尊重科学规律、严谨求实的科学态度 。
三、学习活动/任务设计（指向学习目标，强调学生的活动与体验）
第1课时 任务1 名称：计时工具家族 引领学生收集资料，了解几种历史上典型的计时工具(着重在发展变革和计时原理方面)。 设计意图：通过多种方式收集计时工具积累资料，如探访计时工具店、上网或到图书馆查阅资料等方法获取资料。在收集资料中调动学生脑海里已有的知识和经验，引导学生了解人类历史上都出现过哪些计时工具 它们出现的顺序大致是怎样的 最早的计时工具是什么等问题。
任务2 名称：计时工具展示会 引领学生在选择研究对象后进行某一计时工具的深入研究，并作展示交流。 设计意图：通过各学习小组选一种计时工具进行专项信息的收集，从名称、工作原理、精确值、优缺点等信息进行分类整理。
任务3 名称：处理信息 （1）比一比各种计时工具的最小精确值和工作特点，完成表格。 （2）比较一下它们的异同，尝试自定标准进行分类。 设计意图：通过用图表整理计时工具的有关信息进行最小精确值和工作特点方面的分项汇总整理。使学生对计时工具发展的规律有初步的认知,初步知道使用工具可以更加精确、便利和快捷。
第2课时 任务4 名称：观察日晷 了解古代的计时工具——日晷，观察赤道式日晷，说一说它的结构特点，将想研究的问题记录下来。 设计意图：该活动以“观察—提问”为路径，既训练学生从具象结构抽象科学原理的能力，又通过问题生成驱动自主探究。另外知道日晷的结构和计时原理，更有助于学生制作日晷。
任务5 名称：阅读 收集赤道式日晷的相关资料，交流分析信息。 提问：古代人是怎么保证晷针正好指着北极星的呢？ 设计意图：通过赤道式日晷的介绍，引领学生关注晷针指向北极星的特点,为后续制作活动做准备。
任务6 名称：设计制作：自制赤道式日晷 设计制作简易赤道式日晷模型。 设计意图：通过引领学生使用一些身边常见的材料自制简易赤道式日晷，初步知道制作的基本步骤包括明确问题、确定方案、设计制作、改进完善等。
任务7 名称：反思 对制作的日晷进行实际测试，发现不足并调整。 设计意图：通过引领学生对自己及他人的作品进行试用评价与改进反思。培养愿意对自己或他人设计的思路、草图、模型等提出改进建议并说明理由的意识与能力。
第3课时 任务8 名称：阅读：水钟——漏刻 阅读漏刻资料，理解漏刻的原理。 设计意图：让学生学会独立思考，能够从文字资料中提取有效信息，认识水钟的构造，了解工作原理，为后续制作小水钟奠定科学知识基础。
任务9 名称：设计制作：自制小水钟 指导学生设计并制作泄水型和受水型漏刻（水钟） 设计意图：学生根据前面知识的铺垫，及教师的讲解，小组合作设计并制作小水钟。
任务10 名称：反思 实际测试自制的小水钟，看看计时是否准确。想一想，问题可能出在哪里？ 设计意图：通过实际测试自制的小水钟,发现不足，产生改进的需求，为下一课改进小水钟做铺垫。
第4课时 任务11 名称：提出问题 回忆上节课设计的小水钟存在的问题：随着水位降低，漏壶滴水的速度会越来越慢，这是造成小水钟变慢的主要原因。 出示任务：收集资料，小组讨论，怎样改进小水钟，使水流速度稳定呢 设计意图：引领学生回忆制作的小水钟存在计时不准确的问题，从而通过头脑风暴发现问题的根源。
任务12 名称：阅读：三级漏刻 阅读《三级漏刻》，了解古人设计的三级漏刻。 设计意图：通过了解古人发明的保持漏刻流速稳定的设备--三级漏刻，为后续改进自己的小水钟做准备。
任务13 名称：设计制作 根据我们收集的资料和小组讨论的结果，选择合适的材料改进受水型小水钟，使小水钟的水流速度稳定。 设计意图：让学生根据资料中获取的信息，通过合作设计并改进小水钟。
任务14 名称：反思 测试我们改进后的小水钟，看看水流的速度是否稳定，计时是否准确。 思考问题：改进后的小水钟更准确了吗？在改进小水钟的过程 中，我们都有哪些收获？ 想一想，能否把小水钟的刻度做成钟表表面的样式？ 设计意图：通过引领学生对改进后的效果和过程进行反思，将研究延续到课后。
第5课时 任务15 名称：阅读：摆来摆去的吊灯 了解伽利略发现单摆产生了解计时工具的需求。 设计意图：了解伽利略发现单摆秘密的过程以及摆钟的发明过程与构造特点。
任务16 名称：实验：摆的研究 做一个简单的摆，测一测每10秒摆的摆动次数。 思考摆的快慢与什么有关呢？提出自己的假设并设计实验进行验证。 设计意图：通过实验让学生感受到什么是摆的等时性，并在实验中发现不同的摆摆动快慢不一样，从而引出问题：哪些因素会影响摆的摆动快慢？通过一系列的对比实验，学生探究出其影响因素。
任务17 名称：设计制作 小组合作,制作一个1分钟摆动60次的摆 设计意图：通过观察和比较，能依据摆的科学原理制作一个1分钟摆动60次的摆,发展科学探究能力和动手实践能力。
任务18 名称：反思 从计时工具的发展历程中进行总结和反思。 设计意图：通过回顾本单元的研究过程,对计时工具发展的历程、成果、规律进行反思，引导学生关注发明的过程，感受发明家锲而不舍的科学精神。
四、单元学习评价设计
评价要素 针对单元整体描述
评价内容 第1课时：原子钟寻亲记 1.了解人类计时工具的发明和发展历史,认识有代表性的计时工具的结构、功能、优缺点及工作原因等。 2.收集计时工具的信息并对这些信息进行比较与分类。 第2课时：日晷 1.知道日晷是古代的计时工具,是以阳光下物体影子的变化规律为科学基础。 2.知道日晷的基本结构与核心部件。 3.动手制作简易日晷，实地测量，检测自制赤道式日晷计时是否准确。 第3课时：水钟 1.知道水钟利用了滴水的等时性这一原理,是古人发明的一种计时工具。 2.收集关于水钟的信息,能设计与制作小水钟,在小水钟的测试中反思评价,发现小水钟的不足。 第4课时：改进小水钟 1.能发现造成小水钟计时不准的主要原因,以及古人为解决这一困难而采用的方法。 2.能依据对三级漏刻资料的阅读理解,改进自制小水钟。 第5课时：摆钟的秘密 1.知道同一个摆,在相同时间里摆动次数是一定的。摆的快慢与摆线长短有关,摆线越短,摆动越快。 2.能依据摆的科学原理制作一个1分钟摆动60次的摆。实验探究摆的等时性和影响摆运动快慢的因素。
评价指标 第1课时：原子钟寻亲记 1.了解人类计时工具的发明和发展历史,认识有代表性的计时工具的结构、功能、优缺点及工作原因等。（科学观念） 2.在认识某种计时工具的优缺点过程中，培养反思的意识与习惯。（科学思维） 3.能收集计时工具的信息，并对这些信息进行比较与分类；在教师引导下，能反映一些计时工具的部分科学原理。（探究实践） 4.了解并认识到人类对产品不断改进以适应不断发展的需求,知道人类的需求是促进科学技术发展的关键因素。（态度责任） 第2课时：日晷 1.知道日晷是古代的计时工具，了解日晷的结构特点和计时原理。（科学观念） 2.能归纳总结出日晷是按照阳光下物体影子的变化规律的科学原理设计的。（科学思维） 3.在教师引导下，能制作简易的赤道式日晷，并能反映其中的部分科学原理。（探究实践） 4.激发对古代科技智慧的认同感，体会中华传统文化中“天人合一”的哲学思想；培养严谨求实的科学态度（如校准实验误差、尊重观测数据）（态度责任） 第3课时：水钟 1.知道水钟利用了滴水的等时性这一原理,是古人发明的一种计时工具。（科学观念） 2.收集关于水钟的信息,能设计与制作小水钟,在小水钟的测试中反思评价,发现小水钟的不足,发展反省思维能力。（科学思维） 3.在教师引导下，能设计与制作小水钟，并能反映其中的部分科学原理。（探究实践） 4.有探究和制作水钟的欲望,体会动手做的乐趣,培养质疑意识；感受中国古人的智慧,了解人类的需求是影响科学技术发展的关键因素。（态度责任） 第4课时：改进小水钟 1.能发现造成小水钟计时不准的主要原因,以及古人为解决这一困难而采用的方法。（科学观念） 2.在对改进后的小水钟的测试评价中，继续培养反思评价能力。（科学思维） 3.在教师引导下，依据对三级漏刻资料的阅读理解，改进自制小水钟，控制水流的速度，从而使水钟计时更加准确。（探究实践） 4.体会动手做的乐趣，感受经过努力解决困难的喜悦，继续引发对中国古人智慧的钦佩之情。（态度责任） 第5课时：摆钟的秘密 1.知道同一个摆,在相同时间里摆动次数是一定的。摆的快慢与摆线长短有关，摆线越短，摆动越快。（科学观念） 2.通过分析获得的数据，归纳概况摆的快慢与摆长、摆锤、摆幅之间的关系。（科学思维） 3.在教师引导下，能利用常用工具制作摆的实物模型，并探究影响摆动快慢的因素。（探究实践） 4.愿意用实验的方法探究并发现科学原理，发展实事求是、认真细致的科学精神；体会到人类的不断追求,不断产生的新需要和科学原理的新发现都促进了科学技术的发展。（态度责任）
评价方法 课上评价 1.教师激励评价 2.学生自我反思评价 3.成果展示，学生互评：赞赏性评价和质疑性评价 5.使用评价量化表，延时评价 课后评价 1.课时作业 2.单元测试
五、单元作业设计
第1课时：原子钟寻亲记 一、填空题 1.（ ）虽然看起来没有钟的样子，却是现在最精确的计时工具。 2.沙漏（沙钟）的原理是根据一定数量的沙子从一个容器漏到（ ）中所需的时间来计时。 3. （ ）就是工具可以测量出来的最小单位。单位越小,精确度越高。 二、判断题 1.沙漏短时计时较准确,测量时间越长越不准确。（ ） 2.日晷是最早的计时工具。（ ） 3.最小精确值越大,精确度越高。（ ） 4.电子手表是现在最为准确的计时工具。（ ） 5.人们最早使用的计时工具是日晷。（ ） 6.蜡烛钟是通过蜡烛燃烧的长度来计量时间的。（ ） 三、选择题 1.按照计时精确度由高到低排序,下列选项正确的是（ ）。 A.摆钟→沙漏→电子表 B.沙漏→电子表→摆钟 C.电子表→摆钟→沙漏 2.下列不属于计时工具的是（ ）。 A. 蜡烛 B.时辰 C.沙漏 3.下列计时工具中,精确度最高的是（ ）。 A. B. C. 参考答案 一、填空题 1、原子钟 2、另一个容器 3、最小精确值 二、判断题 1、 2、 3、╳ 4、 5、 6、╳ 三、选择题 1、C 2、B 3、A 第2课时：日晷 一、填空题 1、“日晷”又称“日规”是古代利用（ ）来测量时刻的一种计时仪器,通常由晷针(表针)和晷面带刻度的表座)组成。日晷是人类计时的重大发明，被沿用了几千年。 2、赤道式日晷通常由（ ）和（ ）两部分构成，晷针垂直穿过晷面。晷面与赤道面平行，所以叫赤道式日晷。晷针指向（ ）。晷针在阳光照射下投在晷面上的影子就像（ ），晷面则像钟表的表面。 二、判断题 1.自制赤道式日晷时,只需要制作一个晷面。（ ） 2.日晷上的晷针和晷面是垂直的。（ ） 3.日晷能在没有阳光的时候使用。（ ） 4.日晷只有赤道式日晷一种结构。（ ） 三、选择题 1.赤道式日晷的晷针上端总是指向（ ）。 A.北极 B.南极 C.北极星 2. 安装赤道式日晷时,怎样保证晷针指向北极星 （ ） A.晷针指向正南方,且仰角等于当地的地理纬度 B.晷针指向正北方,且仰角等于当地的地理经度 C.晷针指向正北方,且仰角等于当地的地理纬度 3.赤道式日晷的特点是（ ）。 A.晷面与赤道面平行 B.晷面与地面平行 C.晷面与赤道面垂直 参考答案 一、填空题 1、太阳的投影方向 2、晷面 3、晷针 4、北极星 5、现代钟表的指针 二、判断题 1、╳ 2、 3、╳ 4、╳ 三、选择题 1、C 2、C 3、A 第3课时：水钟 一、填空题 1、水钟又叫（ ）,是中国古代科学家发明的计时仪器。（ ）是指带孔的壶，（ ）是指有刻度的标尺。漏刻有泄水型和受水型两种。 2、（ ）水钟是通过记录漏水时间来计时的，（ ）水钟是通过记录注水时间来计时的。 3、与日晷相比,水钟的优点是（ ）。 4、实际测试我们自制的小水钟时,水面到达每一格用的时间越来越长，说明漏壶里的水滴得越来越（ ）。 二、判断题 1.随着水位降低,漏壶滴水的速度会越来越快。（ ） 2.日晷在夜晚和阴雨天时无法测时,水钟则不受影响。（ ） 3.受水型小水钟应该用上面瓶子漏下去的水的刻度计时。（ ） 4.水钟是根据滴水的等时性原理来计时的。（ ） 5.中国的水钟，最早出现的是泄水型。（ ） 6.水钟在任何时候都可以用，弥补了日晷的不足，所以使用比日晷更广泛。（ ） 三、选择题 1.自制水钟的漏水速度与（ ）无关: A.容器的水位 B.漏壶孔的大小 C.容器的颜色 2.水钟和日晷相比，水钟最大的优点是（ ） A. 更先进 B. 使用不受天气的影响 C. 更精确 3.下列关于水钟的说法不正确的是（ ）。 A.水钟是利用水流具有相对稳定性制作的 B.观察受水型水钟,应该用受水壶中的水的刻度计时 C.水钟容易受到天气的影响,如阴雨天就无法正常使用 参考答案 一、填空题 1、漏刻 漏 刻 2、泄水型 受水型 3、不受夜间和阴雨天的限制 4、慢 二、判断题 1、╳ 2、 3、╳ 4、 5、 6、 三、选择题 1、C 2、B 3、C 第4课时：改进小水钟 一、填空题 1、使漏壶滴水速度稳定的方法是( )的水位稳定。 2、使用改进后的小水钟进行实验时,如果平水壶中的液面在小孔下方且越来越低,说明天壶水流速度( ) (填“过快”“过慢”或“合适”)。 3、如果平水壶液面在水小孔下方且越来越高，说明天壶水流速度( )。 二、判断题 1.古代的水钟与现代的计时工具相比,一点也不准确。( ) 2.水钟能测量时间,也能测量温度。( ) 3.用直筒的瓶子做一个泄水型水钟,这个水钟的时间刻度线可能从上到下间隔慢慢变大。( ) 4.漏刻、漏壶、水钟都是同一种测量时间的工具。( ) 5.利用特殊容器记录水漏完的时间是“受水型”水钟。( ) 6.标时间刻度时，只需要测-分钟或者几分钟就行了，不需要连续测量十分钟。( ) 三、选择题 1.三级漏刻中分水壶的作用是（ ） A.向受水壶中注水 B.向平水壶中注水 C.接收平水壶中多余的水 2. 如果水不停地从溢水口流向分水壶且速度越来越快,则说明（ ） A.天壶水流速度过快 B.平水壶中的水量太少 C.受水壶中的水量太多 3. 下列关于三级漏刻的说法错误的是（ ） A.设置天壶是为了持续不断地为平水壶和分水壶供水 B.解决了漏壶内水位不稳定的问题 C.如果平水壶液面在小孔下方且越来越低说明天壶水流速度过慢 参考答案 一、填空题 1、保持漏壶内 2、过慢 3、过快 二、判断题 1、╳ 2、╳ 3、╳ 4、╳ 5、╳ 6、╳ 三、选择题 1、C 2、A 3、A 第5课时：摆钟的秘密 一、填空题 1、摆的快慢与角大小摆线长短无关,与（ ）有关。 2、1582年,意大利科学家伽利略发现了摆的等时性：同一个摆,在相同时间里摆动的次数是（ ）。（填“一样的”或“不一样的”） 3、科学家惠更斯在摆的等时性的基础上,利用（ ）,发明了机械摆钟，并出版了《摆钟论》一书。 4、从计时工具的发展历程中，测定时间的工具，从日晷到水钟，从水钟到（ ），从摆钟再到现在我们常用的电子表，最后直到原子钟，今后，人们还会发明更精准更便捷的计时工具。 二、判断题 1.摆锤的质量越大,每分钟摆动的次数就越多。（ ） 2.与水钟和日晷相比,摆钟有着便于携带的优点。（ ） 3.同一个摆,每分钟摆动的次数相同。（ ） 4.摆钟的发明大大提高了时钟的精确程度。（ ） 5.摆的摆动快慢与摆锤的重量增减有关。（ ） 6.摆幅大小对摆的快慢没有多少影响。（ ） 三、选择题 1.在观察摆的活动中,我们发现（ ）。 A.摆动的幅度越来越小,摆动得越来越慢 B.摆动的幅度保持不变,摆动得越来越慢 C.摆动的幅度越来越小,摆动的快慢保持不变 2.小萌想设计一个1分钟摆动60次的摆,结果1分钟摆动了58次,他应该将摆线的长 度（ ）。 A.调短一些 B.调长一些 C.保持不变 3.关于摆长与摆动次数之间的关系,下列说法正确的是（ ）。 A.摆长越长,在一定时间内摆动的次数越多 B.摆长越长,在一定时间内摆动的次数越少 C.摆长和一定时间内摆动的次数没有关系 参考答案 一、填空题 1、摆锤质量 2、一样的 3、擒纵轮 4、摆钟 二、判断题 1、╳ 2、 3、 4、 5、╳ 6、 三、选择题 1、C 2、A 3、B
六、单元教学结构图
七、反思性教学改进（实施后填写）
实施后填写
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第1课时教学设计
课题 原子钟寻亲记
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析 大象版科学四年级下册第四单元第1课《原子钟寻亲记》以拟人化故事为载体，巧妙融合科学知识与人文情感，通过“原子钟”寻找“时间家族”成员的线索，引导学生探索时间的精确测量原理及其现代应用。教材以原子钟的高精度特性为核心，串联起钟表发展史、原子振动规律等科学概念，借助生动的情节和类比（如石英钟、机械钟对比）降低抽象知识的理解难度，同时渗透科技发展对社会的影响。课程设计注重探究性与趣味性，通过问题链激发学生思考科学、技术与社会的关系，培养科学思维与创新意识。
2.学习者分析 学生已具备基础时间概念（时、分、秒）及简单计时工具（日晷、机械钟）的认知，但对原子钟等高精度计时原理缺乏了解，易将抽象概念（如原子振动）与生活经验割裂。学生思维以具体形象为主，对拟人化叙事、实验操作和科技应用场景（如导航、通信）兴趣浓厚，但可能对“时间误差”“频率稳定性”等专业术语理解困难。教学中需借助类比（如钟摆摆动对比原子振动）、多媒体动态演示及生活案例（如GPS定位依赖精确时间），化解微观科学与宏观应用的认知壁垒，同时通过小组探究“计时工具演变”等活动，衔接新旧知识，激发科学探究与技术创新的深层思考。
3.学习目标确定 科学观念：了解人类计时工具的发明和发展历史，认识有代表性的计时工具的结构、功能、优缺点及工作原因等。 科学思维：在认识某种计时工具的优缺点过程中，培养反思的意识与习惯 。 探究实践：能收集计时工具的信息，并对这些信息进行比较与分类；在教师引导下，能反映一些计时工具的部分科学原理。 态度责任：了解并认识到人类对产品不断改进以适应不断发展的需求，知道人类的需求是促进科学技术发展的关键因素。
4.学习重点难点 重点：了解人类计时工具的发明和发展历史，认识有代表性的计时工具的结构、功能、优缺点及工作原理等。 难点：能收集计时工具的信息，并对这些信息进行比较与分类。
5.学习评价设计 评价内容评价指标表现程度自评互评师评☆☆☆☆☆☆知道常见的计时工具通过收集资料，知道常见的计时工具。能基本能不能展示出自己收集到的计时工具能够把收集到的某一计时工具的资料展示给同学。能基本能不能学习收获
6.学习活动设计 教师活动学生活动环节一：引入新课教师活动1 一、出示谜语：小小骏马不停蹄，日日夜夜不休息，蹄声哒哒似战鼓，提醒人们争朝夕。 ——打一物品 出示谜底：钟表 二、我是一个原子钟。虽然我们看起来没有钟的样子，却是现在最精确的计时工具。我很想了解自己的“家史”,我要穿越时空，去寻找我的祖先。 三、小贴士 铯原子钟是一种精密的计时器具。 日常生活中使用的时间精准到1分钟也就够了。但在近代的社会生产、科学研究和国防建设等部门，对时间的要求就高得多。它们要求时间要准到千分之一秒，甚至百万分之一秒。 为了适应这些高精度的要求，人们制造出了一系列精密的计时器具，铯钟就是其中的一种。铯钟又叫“铯原子钟”。 在第13届国际度量衡会议上，“秒”被重新由铯原子钟来定义。学生活动1 交流讨论，分享生活中自己了解的计时工具的知识，激发学生的学习兴趣活动意图说明：通过谜语激发学生的学习兴趣，再通过“原子钟”寻找“时间家族”成员的故事为载体引出本节课的学习主题。环节二：计时工具家族教师活动2 一、从古至今，人类发明了很多测定时间的工具。收集资料，了解下面的这些计时工具。 （出示图片） 二、小贴士 播放视频《计时工具的进化史》 三、什么是最早的计时工具 日晷→水钟→蜡烛钟→香篆钟→沙漏→水运仪象台→钟摆→机械表→石英表→电子表 四、计时工具是怎样测量时间的呢？ 1、日晷 日晷，本义是指太阳的影子。 现代的日晷指的是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，又称“日规”。 其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻，通常由晷针(表)和晷面(带刻度的表座)组成。 利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明，这项发明被人类沿用达几千年之久。 2、漏刻（水钟） 漏刻，也叫水钟。漏刻主要有泄水型和受水型两类。 早期的漏刻多为泄水型，水从漏壶底部侧面流泄，使浮在漏壶上面的漏箭随水面下降，由漏箭上的刻度指示时间。 受水型，水从漏壶以恒定的流量注入受水壶，浮在受水壶上面的漏箭随水面上升指示时间，提高了计时精度。 此计时工具从春秋战国时期一直沿用到宋朝。 3、蜡烛钟 蜡烛不仅仅可以用来照明，在古代，人们也把它当作时间测量工具。 因为蜡烛在单位时间内燃烧的长度大致相同。 所以古代的人们可以通过蜡烛燃烧的长度来计时。 4、沙漏 沙漏是根据从一个容器漏到另一个容器的沙量来计时。 西方沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成的。通过充满了沙子的玻璃球从上面穿过狭窄的管道流入底部玻璃球所需要的时间来对时间进行测量。 一旦所有的沙子都已流到的底部玻璃球，该沙漏可以被颠倒以测量时间了，一般的沙漏有一个名义上的运行时间1分钟。 5、机械摆钟 摆钟是以伽利略发现的摆的摆动具有规则性这个原理为基础而发明的，运用发条原理。 时钟的体积大为缩小,放在房屋里既方便计时,又是一个不错的摆设装饰。 表盘有十二小时分割点,使得辨认时间清晰，直接，方便。侧面的旋钮方便对时,调时。 整点钟响报时,从听觉方面增强了与人之间的互动。滴滴答答,光阴流逝，珍惜珍惜。 6、石英表 石英表，又叫作石英振动式电子表，是腕表种类之一，英文名是quartz watch。 石英表是利用石英晶体有规律地震动计时的。 将石英晶体运用在钟表上是一种现代的发明，世界上第一个石英表是在瑞士制成的。 7、电子表 电子表的工作原理是电学振荡，使用液晶显示屏显示时间。 8、原子钟 原子钟是利用原子的一定共振频率而制造的精确度非常高的计时仪器。 第一个原子钟于1949年发明，现陈列于史密森尼学会。 美国国家标准局的铯原子钟,每年的误差只有300亿分之一秒。学生活动2 学生根据生活经验分享讨论最早的计时工具和它们测量时间的方法。 根据时间对计时工具进行排序 了解计时工具是怎样测量时间的 活动意图说明：通过多种方式收集计时工具积累资料，如探访计时工具店、上网或到图书馆查阅资料等方法获取资料。在收集资料中调动学生脑海里已有的知识和经验，引导学生了解人类历史上都出现过哪些计时工具 它们出现的顺序大致是怎样的 最早的计时工具是什么等问题。环节三：计时工具展示会教师活动3 一、小组合作，把收集到的某一计时工具的资料展示给同学们。 认真聆听同学们的介绍，可以提出自己的问题。 名称：沙漏（沙钟） 原理：根据一定数量的沙子从一个容器漏到另一个容器中所需的时间来计时。 精确值：一般沙漏一次运行时间是1分钟。 优缺点：短时计时比较准确。测量时间越长，越不准确。 示例： （一） 名称：日晷 原理：利用太阳的投影方向来测定并划分时刻。 精确值：最小精确值十五分钟 优缺点：不但能显示一天之内的时刻，还能显示节气和月份；缺点，是笨重，看不到阳光的阴雨天气和夜晚不能使用, （二） 名称：机械摆钟 原理：摆钟是利用摆锤的周期性振动(摆动)过程来计量时间。
精确值：机械摆钟摆动一次的时间大约为2秒，最小精确值是秒。 优缺点：辨认时间直接、方便，整点报时增强了与人的互动性。缺点是走时误差较大，需要定期调试。 （三） 名称：电子表 原理：电学振荡，使用液晶显示来显示时间. 精确值：电子手表在温度25~28℃℃时，一昼夜计时误差在一秒以内。 优缺点：当温度至0℃C以下或50℃C以上时，每昼夜会慢两秒钟。 （四） 名称：石英表 原理：石英表是利用石英晶体有规律的振动来计时。 精确值：最小精确值是1秒。 优缺点：计时准确，体积小，外观精美，但需要定期更换电池学生活动3 学生讨论交流，分享自己知道的计时工具 活动意图说明：通过各学习小组选一种计时工具进行专项信息的收集，从名称、工作原理、精确值、优缺点等信息进行分类整理。环节四：处理信息教师活动4 一、比一比各种计时工具的最小精确值和工作特点，我们能发现什么 计时工具最小精确值工作特点沙漏1分钟流沙计时秒表0.01秒振动计时摆钟1秒摆锤摆动计时日晷15分钟投影计时……
二、小贴士 最小精确值就是工具可以测量出来的最小单位。单位越小，精确度越高。 三、比较一下它们的异同，尝试自定标准进行分类。 按发明时间分 古代计时工具： 日晷、漏刻、沙漏、水钟、水运仪 近代计时工具： 自鸣式机械钟、怀表、机械摆钟、石英表、原子钟 四、如果还有其他问题，可以存入“问题银行” 问题银行存折 序号存入问题存入时间提取时间1我们平时摆在家里的沙漏可以成计时1小时吗？XXXX2可以将鱼缸里的水循环设备改成水钟吗？XXXX3新买的电子表慢了怎么调整呢？XXXX4自然界里还有哪些可以用做计时设备呢？XXXX5……
学生活动4 学生讨论并比较各种计时工具， 对自己知道的计时工具用不同的标准进行分类。活动意图说明：通过用图表整理计时工具的有关信息进行最小精确值和工作特点方面的分项汇总整理。使学生对计时工具发展的规律有初步的认知,初步知道使用工具可以更加精确、便利和快捷。
7.板书设计 原子钟寻亲记 时间轴箭头 ：日晷→机械钟→石英钟→原子钟 工具原理优点缺点日晷太阳影子自然、简单依赖天气机械钟齿轮传动便携误差大石英钟石英振动较精确温度影响原子钟原子振动超高精度技术复杂
8.作业与拓展学习设计 一、填空题 1.（ ）虽然看起来没有钟的样子，却是现在最精确的计时工具。 2.沙漏（沙钟）的原理是根据一定数量的沙子从一个容器漏到（ ）中所需的时间来计时。 3. （ ）就是工具可以测量出来的最小单位。单位越小,精确度越高。 二、判断题 1.沙漏短时计时较准确,测量时间越长越不准确。（ ） 2.日晷是最早的计时工具。（ ） 3.最小精确值越大,精确度越高。（ ） 4.电子手表是现在最为准确的计时工具。（ ） 5.人们最早使用的计时工具是日晷。（ ） 6.蜡烛钟是通过蜡烛燃烧的长度来计量时间的。（ ） 三、选择题 1.按照计时精确度由高到低排序,下列选项正确的是（ ）。 A.摆钟→沙漏→电子表 B.沙漏→电子表→摆钟 C.电子表→摆钟→沙漏 2.下列不属于计时工具的是（ ）。 A. 蜡烛 B.时辰 C.沙漏 3.下列计时工具中,精确度最高的是（ ）。 A. B. C. 参考答案 一、填空题 1、原子钟 2、另一个容器 3、最小精确值 二、判断题 1、 2、 3、╳ 4、 5、 6、╳ 三、选择题 1、C 2、B 3、A 作业布置：查阅资料试着制作日晷或沙漏。
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