1、五年级下册第三单元时间的测量教学设计教科版科学五年级下册时间的测量单元教学设计单元教材分析时间的测量是教科版五年级下册第三单元教学内容。在这一单元中，学生制作计时工具并进行观测和测量，了解人类计时仪器的发展史，及对“时间” 的认识发展过程。认识计时工具的工作原理，感受计时工具的发展对人类生活和发展的影响，感受人类为了不断改进工具所做的不懈努力。初步研读教材有四大特点。其一，教材是依据人类计时仪器的发展史来编排的，其教学内容有三大板块：研究日晷光影计时、“水钟”滴漏计时、“摆钟”等时性计时。其中“摆”的研究是教材的重头戏，安排了4课时。其二，单元教学内容的科学人文素养磁场强大。无论从了解古人日晷
2、计时、水钟计时，还是伽利略摆等时性地发现，惠更斯摆钟的发明,无不浸染着对学生科学人文精神素养的熏陶。教学中要凸显这样单元的科学人文气息。其三，学生动手实践制作活动多。教材明确安排的制作就有日影观测仪、水钟、一分钟计时器。如此密集的动手实践制作活动在同一个教学单元出现是比较少见的。其四，教材编写的内在逻辑成梯度上升，活动探究成纵深发展。以摆的研究为例，先探究了解摆的快慢与摆幅大小无关，与摆锤轻重无关，与摆绳长短有关这三个概念，再研究摆长与摆的快慢有关的概念，最后提升到有机械擒纵器摆的研究，教学内容前后相连、纵深发展。教材编排以主题单元的形式构建，每个主题单元都有其单元概念，这些单元科学概念与课时
3、概念组成了本单元科学概念知识体系。它们提纲挈领，统领课时概念，超越课时概念。且跳出科学知识的概念的范畴，包容一种科学观念、科学思维。帮助孩子建构这些 “科学概念”比让他们掌握大量的事实性信息(知识概念)更为重要。本单元设计了许多探究活动，这对学生科学探究能力的培养是很有帮助的，发展学生识别和控制变量的能力。在前两个单元探究活动的基础上继续学习运用对比实验进行探索的技能，引导学生及时记录实验现象，培养学生分析整理的能力，用科学探究活动帮助学生逐步建构科学概念。单元学情分析与学生而言，如今各种精确的计时工具比比皆是，学生见多了，也用多了。对太阳种、水钟、摆钟，渐以远去的计时工具感兴趣吗？有研究的必
4、要吗？从学生的角度讲，回答是肯定的。而且是单元教学的核心内容、教学重点。因为一方面计时工具是先进了，但学生并不了解计时工具的发展史及其工作原理。另一方面在学生了解、探究、制作古人的计时方法之时，可以欣赏到前人在测量时间和解释自然现象方面所作的贡献，除了经历人文科学精神的洗礼，还能让学生初步意识到可以捕捉生活中规律的事物来计时，体验到科学、技术与人们生活的密切联系。在这一系列的过程中学生科学素养逐渐得到了提升。因此可以确定日晷、水钟、摆钟计时工具的研究是单元教学的核心内容，教学中要凸显。再反观教材相关内容的安排，我们发现第二课太阳钟、第三课用水测量时间的教学内容安排相对简单。如何使简单的内容上深
5、刻了是我们所要思考的。我认为其一可以站在学生已知的角度去体察日晷、水钟、摆钟的发明出现，给人类的生产生活带来的巨大变化，加深了解计时工具发明的一小步对人类进步一大步的意义。比如增加主题讨论：倘若现在我们没有计时工具？人类的生产、生活会怎样。其二，站在学生未知想知的角度丰润教学内容，如根据学生对课外最前言的科学信息的兴趣，引入课外资料时间基准、不同的日晷使学生对“时间”研究发展有纵深的理解。爱动手是每个孩子的天性，制作活动也是知识应用的一种体现。在本单元中对日晷、水钟、摆钟的研究，少不了经历古人一样的制作。如何上好制作课？让学生了解工作原理不就行了吗？其实没有了制作的环节，那是学生缺失了真正体验
6、的机会。我们常说：实践出真知。科学探究活动也是如此，光是讨论说理，没有实践过程，很多问题就会被屏蔽了、隐藏了。而恰恰这些被屏蔽隐藏的问题对学生科学思维，解决问题能力有极大的提升，极有帮助。如让学生做日晷。你会发现有不少价值问题。比如，日晷要考量放置的角度、方向，要考虑日晷面与晷针的角度，是做成平面日晷还是赤道日晷。这些问题的思考与解决就是对学生的一种科学思考的训练。因此制作的意义不在复制重复，而在于经历古人的思考，提升解决问题的能力。 本单元孩子的思维将由形象思维向抽象思维发展，五年级学生的抽象思维，仍然需要直观形象的支撑，因此在思维发展过程中，我们要从现象和事实出发，帮助学生进行概括总结，得
7、出结论，发展学生的科学探究能力。对情感、态度、价值观的培养，应该基于对证据意识的培养上，使学生能够不断地寻找证据来支持自己的假设，通过理性的思考和大胆的质疑，来发展学生的情感态度价值观。单元教学目标情感态度价值观目标1.通过感受1分钟、10分钟来感知时间的长短，并且意识到我们的实际行为很容易使自己估计时间时发生偏差，因此需要准确地、客观地计量时间，发展探究时间以及计时工具的兴趣。2.通过摆的研究活动中，对实验数据的整理，让学生认识到重复实验证实结果的重要性。3.通过在本单元中对日晷、水钟、摆钟的研究，经历古人一样的制作，在欣赏前人在测量时间和解释自然现象方面所做的贡献的同时，初步体验到科学、技
8、术与人们生活的密切关系。4.通过对时间的测量工具的探索，初步意识到事物是运动变化的，事物的运动变化是有一定规律的。过程与方法目标1.能够观察和记录有关太阳运动变化周期的信息。通过观察太阳钟、水钟、摆钟的运动变化，自主发现事物运动的规律性。2.能够学习辨别和控制实验中的可变因素，预测和测试怎样改变一个可变因素从而影响实验结果，解释结果及总结可变因素是如何改变、影响实验结果的。3.学习用图表、表格等来记录、整理、交流信息。4.设计、制作和改进“太阳钟”“水钟”“摆钟”等简易计时器。5.阅读和研究科学资料以获取更多的信息。科学概念目标1.“时间”有时是指某一时刻，有时则表示一个时间间隔（即时长）。在
9、不同的情况下，我们对相同时间（时长）的主观感受会不一样，但是时间时以不变的速度在延伸的。2.时间可以通过对太阳运动周期的观察和投射形成的影子来测量，一些有规律运动的装置也曾被用来计量时间。3.长期以来，人们一直在寻求精确的计时方法，随着科学和技术的发展，人们制作的计时工具越来越精确。4.计时工具准确性的提高要靠设计、材料等的改进。重点和难点自古至今，关于时间的测量工具在不断更新，也越来越精确，学生在经历从太阳钟、水钟到机械擒纵器的实践过程中，让学生认识到“时间的测量”过程也是对事物有规律运动的认识活动过程，这也是本单元的教学重点。能在探究过程中发现规律，并将自己的认识和想法应用于设计计时工具中
10、是本单元的教学难点。单元教学思路“时间”是一种看不见、摸不着的事物，时间运动的轨迹，是根据其他物体的有规律运动的轨迹来记录的，所以在教学的过程中要关注到这点。本单元要让学生使用一些测量时间的重要设备做实验，从太阳钟、水钟到机械擒纵器在制作的计时工具的实践过程中，了解人类计时仪器的发展史，认识技术对人类社会发展的作用。分析教材，内容大致分为三部分。第一部分为第1课，“时间在流逝” 让学生学会去估计时间，在不断的调整的过程中已经估计稍微准确了，然后再让学生去估计一个电影片段，意识到时间没有快慢，我们的实际行为很容易使自己估计时间时发生偏差，所以我们需要有规律的物体来估计时间，需要准确地、客观地计量
11、时间。第二部分是第25课，“太阳钟”“用水测量时间”“我的水钟”“机械摆钟”分别引导学生讨论和思考日晷、水钟和摆钟的构造和原理。认识到计时工具的规律性。这部分中一个必不可少的环节就是资料的收集，课前的收集整理能够帮助学生发挥课堂的主动性，这对学生理解计时单位的精确发展是很有好处的。另外在观察不同的计时工具时，要以计时的准确程度出发强化观察和思考。如在“滴漏实验”中，学生会围绕准确性提出许多有价值的问题，并且应用于我的水钟的制作过程中。在“观察我们的摆”中，学生除了会发现摆的等时性之外，还会得出摆的快慢与摆的幅度无关，而这一点恰恰是学生在后续学习中将要提出的问题之一。第三部分是第68课，“摆的研
12、究”“做一个钟摆”“制作一个一分钟计时器”则指导学生对摆钟的制造原理和设计进行了更为深入的研究和探索。本单元学习“时间的测量”的过程，从某种意义上说，也是对“事物有规律运动”的认识活动过程。 整体看来，本单元的各个课时之间联系紧密，前后呼，是根据学生思维发展进行编排的。紧扣时间的测量这一主题进行研究，核心概念在单元教学中统一构建。单元教学准备第1课，教师准备：一面时钟，以及一段15分钟的学生非常喜欢的动画片。 学生准备：一个秒表，一份估计时间的记录表。第2课，教师准备：关于圭表与日晷的介绍资料与图片。 学生准备：一根立竿、一把尺子、一个手表，制作日晷需要的晷针、晷面各一个第3课，教师准备：各种
13、水钟的资料与图片。 学生准备：每组一个能容纳300毫升水的塑料瓶子，每组一个100毫升量筒，签字笔一支，铁钉一个，一个透明水杯。第4课，教师准备：一个医院输液用的管子。 学生准备：每个小组准备一把美工刀、两个塑料瓶、一个时钟（或者手表）、一支记号笔和尺子。第5课，教师准备：大摆钟。 学生准备：每组秒表一只，摆锤一个、摆绳一根、支架一个、记录表两张。第6课，教师准备：上节课的实验记录单，摆绳长度相同，摆锤长度不同的两个摆。 学生准备：每组一根摆绳，三个大小相同轻重不同的摆锤，研究摆锤和摆绳与摆快慢关系的记录单，铁架一个，秒表一只。第7课，教师准备：长度分别为20cm,30cm,粗细相同的木条构成
14、的摆。 学生准备：每组一根宽1厘米、长30厘米的木条，秒表，一个摆锤。第8课，学生准备：每组一个带齿轮操纵器摆钟，每组一张硬纸板，一根木条，一个摆锤，一个秒表，一把剪刀，一个钩码，一根棉线，一胶带纸。分课教学过程设计第1课 时间在流逝教学过程设计教学思路 本课是单元的起始课，通过让学生感受1分钟、10分钟来感知时间的长短，学会估测和推理的能力。在此基础上进行的最后一个活动，在活动中引发对“时间有快慢吗”的思考，同时让学生明白估测容易出现偏差，引发学生思考准备计量时间的方法，顺利引入后面的学习。教学方法本课主要采用体验法让学生学会估测与推测，让学生在趣味活动中，掌握估测的方法。注意事项1.估计时
15、间活动中不准看手表。2.“时间有快慢吗”中要保证活动的趣味性。教学目标情感、态度、价值观目标：关注流逝的时间，培养学生珍惜时间的意识；意识到只凭主观感受有时是不正确的。过程与方法目标：经历各种活动，感知、体验1分钟时间的长短，进而合理估计10 分钟、1小时持续的时间。科学概念目标：知道时间有时指某一时刻，有时指时间间隔；知道借助自然界有规律运动的事物和现象可以估计时间。教学重点：感受时间流逝；合理估计时间。教学难点：客观合理的估计时间。教学准备：大时钟一个，学生自带钟表（小组）。教学过程一、引入：1带领阅读单元导语。2揭题：时间在流逝。（板书课题）二、现在几点了：1如果不看钟表，你能知道现在大
16、约几点钟吗？（学生自由发表自己的观点。） 2可以根据日常生活中的哪些现象来估计现在几点了？（分组讨论估计的方法。） 3汇报、交流估计方法。 4要准确地知道现在的时间，该怎么办？（看钟表） 5请看看钟表，现在几点了？你们小组谁估计的最接近？ 三、1分钟有多长？ 1师出示大时钟，结合叙述：教材P50黑底部分文字。 2体验一分钟有多长？A集体闭上眼睛，体验一分钟，师看时间。B你们还可以找哪些活动，来体验一分钟？小组里面先讨论下，然后拿出时钟或手表，开始体验活动。3汇报交流体验方法和结果。4我们体验了 1 分钟有多长，那如果让我们估计 10 分钟持续的时间，或者是1小时持续的时间，你打算用那些方法？四
17、、过去多少时间了？1从上课到现在已经过去多长时间了？离这节课下课还有多长时间？ 2在学生估计后，师出示正确时间进行对照，让学生发现有时自己的估计居然这么不准确。3引导交流：在你的生活中，什么时候你感觉时间过得特别快？什么时候感觉时间过得特别慢？ 4讨论：时间是否真的如我们的感受一样，有时候快有时候慢呢？5小结：时间是以不变的速度在流逝的，我们之所以会对时间有快慢的感觉，原因就是有些事情我们会很投入，而有些事情我们没兴趣。 五、延伸：1完全依靠自身的感觉来计量时间，准确吗？怎样能比较准确地计量时间呢？2完成作业本作业。板书设计：时间在流逝体验：一分钟有多长？ 时间有快慢吗？第2课 太阳钟教学过程
18、设计教学思路在本节课中让学生经历一个观察太阳影子变化的过程，通过观察太阳光影的变化来讨论古人是怎么利用太阳来计时的。认识“日”是怎么来的，一日的12小时是怎么产生的。其次，用光影来计时，利用太阳光影子的方向与长短来确定时间。最后讨论与思考，包括太阳钟计时的原理和实际使用中存在的问题。教学方法本课主要使用了信息搜集法，小组讨论法，探究发现法、作品制作法等，让学生既丰富了信息储备，同时在探究过程中发现光影计时的奥秘，并在不断的实践中提出新的研究问题。注意事项1.教师收集关于圭表与日晷的介绍资料与图片。2.在研究光影计时活动中要坚持观察太阳光影的变化规律。教学目标 情感、态度、价值观目标：感受古人探
19、索时间的过程，感受古人的智慧和探究意识。过程与方法目标：观察太阳光影在一定时间内长短和方向的变化；讨论太阳光影是怎么用来记录一天的时间的；学习使用简易日晷计时。科学概念目标：知道在阳光下物体影子的方向和长度会慢慢的变化，日晷就是根据这个原理制成的计时器。教学重点：理解太阳钟计时的原理。教学难点：制作使用太阳钟计时。教学准备：关于日晷计时的资料、立竿、制作太阳钟的套材（小组）。教学过程 一、引入：1如今，我们只需要看一看钟表就能知道现在几点了。可过去的人们并没有我们今天使用的钟表，在时钟发明之前，古人是用什么来计量时间的呢？（学生充分交流）2揭题：太阳钟。（板书课题）二、用太阳来计时：关于古人利
20、用太阳计时的资料交流。如：一天是怎么确定的？（古人用太阳来计时，日出而作，日落而息，昼夜交替就成了人类最早使用的时间单位天。）如：古时候一天分为几小时？是怎样划分的？阅读课本P52资料等等。 三、用光影来计时：1师：古代的人还常常用光影来计时。他们是怎样做的呢？2引导思考：在太阳下，将一根木棒竖直地插在地上，地面上会有一个木棒的影子。随着时间的变化，影子的方向、长短会花生变化吗？3组织观察活动。（课前老师画一次影子，课中和学生再去画一次，使用太阳钟时还可以画一次。）4如有录象片段，可适当代替上面的观察光影的活动。5讨论：古人是怎么利用太阳的光影来计时的？6出示日晷及日晷面图，解释怎样计时。7师
21、结合日晷面介绍“时辰”资料。8师提供太阳钟套材，小组合作组装。9师介绍使用方法，学生尝试计时。四、延伸：1为什么古人选用太阳来记录一天时间的流逝呢？ 2太阳钟在实际使用中会有哪些弊端？板书设计太阳钟资料： 日晷“天”“时辰”第3课 用水测量时间教学过程设计教学思路本节课首先让学生认识古代的水钟分为“受水型”水钟和“泄水型”水钟，理解流水能作为计时工具的原理。在此基础上进行滴漏实验，推测并测量在瓶子中积聚10毫升和50毫升水分别需要的时间。通过学习使学生初步了解和认识利用滴漏计时的原理。教学方法信息搜集法，小组讨论法让学生了解古代水钟的工作原理。猜测，观察实验法让学生发现更多的问题，了解滴漏实验
22、的原理。注意事项1.塑料瓶盖上扎一个小洞，使水缓缓流出。2.尽量选择细长的圆筒形瓶子。教学目标情感、态度、价值观目标：认识到实验观察的重要性；激发研究用水计时的探究兴趣。过程与方法目标：记录100毫升水缓慢流完需要多少时间；根据记录推测流10毫升、50毫升、300毫升分别需要多少时间。科学概念目标： 在一定的装置里，水能保持以稳定的速度往下流，人类根据这一特点制作水钟用来计时。教学重点：滴漏实验教学难点：滴漏实验教学准备：有关水钟的资料、每个小组一个铁架台、一个漏杯、一个量筒、装300毫升水的烧杯、电子表，实验记录单，毛巾一块。教学过程一、引入：1在古代，人们还曾经利用流水来计时，他们是怎样设
23、计这种计时工具的呢？2揭题：用水测量时间。（板书课题）二、古代的水钟：1播放用水计时的录象资料。 2学生独立阅读课本P54有关古代水钟的内容。3尝试解释这些水钟是怎样计时的？ 4讨论：古人是怎样想到用流水来制作计时工具的？水钟的字捉必须解决什么问题？ 三、滴漏实验：1师出示滴漏实验装置，介绍课本P55上的滴漏实验。 2实验一：记录100毫升水缓慢流完需要多少时间。3汇报交流实验结果。讨论：结果为什么会存在差异。4根据自己小组的记录结果，推测流10毫升、50毫升、300毫升分别需要多少时间？5实验二：测量记录流10毫升、50毫升、300毫升分别需要多少时间？6反馈：我们的推测与实验结果接近吗？想
24、一想：为什么？7引导思考：水是以固定的速度往下流的吗？能让水以固定的速度往下流吗？古人是怎样保持水钟里的水以固定的速度往下流的？四、延伸：在同样的瓶子里装水，如果水是一滴一滴地往下漏，漏完100毫升水，所需要的时间将怎样变化？板书设计用水测量时间古代的水钟：受水型、泄水型 滴漏实验：流100毫升水需要（ ），推测： 流10毫升水需要（ ） 流50毫升水需要（ ） 流300毫升水需要（ ）。第4课 我的水钟教学过程设计教学思路让学生经历思考方案-制定计划-实施方案-检验成果-寻找原因-改进实验的探究过程。用所学知识设计一个水钟，亲自制作一个水钟，并用图画的形式对自己设计的水钟进行描述。还要在实验
25、中检验自己的水钟是否计时准确，以及对水钟的设计进行改进。教学方法在这节课中学生设计制作了水钟的方案，并用材料进行制作活动。在小组交流活动中发现问题，能够自我完善、修正，完成改进。注意事项1.设计水钟要调动学生充足的原有认知。2.在教学准备时，每种用具教师都要具体操作。3.不能用水彩笔或者水笔代替签字笔。教学目标 情感、态度、价值观目标：感受科学制作带来的乐趣；意识到分工合作的重要性；体会到科学制作是一个不断改进完善的过程。过程与方法目标：设计制作一个自己的水钟；并用自己制作的水钟尝试计时。科学概念目标：通过一定的装置里，流水能够用来计时；通过控制滴漏的速度可以使水钟更加准确的计时。教学重点：设
26、计制作水钟教学难点：控制漏水速度教学准备：一些以前学生制作的水钟实物、学生自带制作水钟工具材料、钟表等。教学过程 一、引入：1回忆上节课学习的内容。古代水钟和滴漏实验。2师介绍以前学生制作的水钟。3揭题：我的水钟。（板书课题）我们能用两个塑料瓶制成一个能够计时10分钟的水钟吗？二、设计“水钟”：1我准备做一个什么类型的水钟？2怎样控制漏水的速度？3如何来划分10分钟的时间刻度呢？4用画图的方法把我们的设计方案表示出来。三、做一个“水钟”：1制作一个滴漏。思考：怎样制作一个能以固定的速度滴水的滴漏？2标出时间刻度。确定合适的滴水速度，用手表计时，在容器壁上标出水流出或接水1分钟和5分钟时的水位刻
27、度。然后，依水位老推算时间，分别标出1分钟10分钟的时间刻度。3小组讨论后，进行制作。四、用水钟计时：1用做好的水钟与钟表对照，我们的水钟计时准确吗？2讨论：影响水钟计时准确的因素有哪些？ 如：盛水容器的形状、滴漏速度的控制、刻度划分的准确度等。3思考：怎样改进我们的水钟？4实践尝试、改进。板书设计：我的水钟设计水钟：受水型？泄水型？制作水钟：滴漏？刻度？使用水钟：准确吗？改进水钟：哪些因素？第5课 机械摆钟教学过程设计教学思路通过观察机械摆钟认识其结构，然后让全班同学让全班同学对机械摆钟的摆动速度进行测试：测量一分钟机械摆钟的摆动次数。通过学生的亲自测量，认识机械摆钟每分钟都是摆动60次。接
28、下来让学生自己动手制作一个摆，并测量摆动的快慢。通过测量，学生会发现不同同学制作的摆，其摆动速度不同，这是为什么呢？从而自然引出下节课的探究。流程框架图寻找更加精确的计时复习回顾教学方法通过重复观察和测量的方法准确分析摆钟每分钟的摆动次数。能够动手操作制作一个摆。注意事项1.摆来回摆动算作一次。2.起摆时，手要拉直摆绳，正对摆，不能给摆一个外力。教学目标情感、态度、价值观：进一步理解重复进行实验的价值；感受探究计时工具的快乐。科学概念： 同一个单摆每摆动一次所需的时间是相同的；根据单摆的等时性，人么制成了摆钟，使时间的计量误差更小。过程与方法：重复观察和测量摆钟每分钟的摆动次数；动手制作一个单
29、摆并观察和测量单摆在相同时间内摆动的次数。教学重点：动手制作一个单摆并观察和测量单摆在相同时间内摆动的次数。教学难点：通过观测理解摆的等时性。教学准备：摆钟一个或摆钟的录象、学生自带计时表（小组）、铁架台、棉线、镙帽等。教学过程一、引入：1复习前几节课学习的几种古老的计时方法，如：太阳钟、水钟等。同时指出还有很多类似的计时方法，如：一柱香、一个沙漏等等。2师：虽然计时方法很多，但人们总希望有更精确的时钟，摆钟的出现大大提高了时钟的精确度。揭题：机械摆钟。（板书课题）二、观察钟摆：1师出示摆钟，设疑：摆钟计时为什么可以这么精确呢？ 2观察讨论：摆钟是怎样来计量时间的？ 3测量：用秒表测一测：摆钟
30、的摆每分钟摆动几次？ 4集体测量一次后反馈，问：钟摆每分钟摆动的次数相同吗？ 5讨论：课本中的记录表为什么要让我们测三次或更多次呢？ 三、观察我们的钟摆：1师：我也做了一个单摆（出示单摆），它每分钟摆动的次数是不是也是一样的呢？ 2学生猜测后，师带领学生集体测量三次。3设疑：是不是所有的单摆每分钟摆动的次数都是一样的呢？4老师给你提供铁架台、棉线、镙帽，你能做一个摆吗？5小组合作制作一个单摆，并开始测量固定时间内，单摆摆动的次数。（课本记录表上的时间间隔可以让各小组决定，只要相同间隔就可以了）6反馈交流结果。7讨论：你有什么发现？8结合学生发现的（相同间隔时间段里，单摆摆动的次数是固定的），指出：单摆的这个特性就是等时性。利用这个特性，人类发明了摆钟，大大提高了计时的精确度。四、延伸思考：师可结合学生汇报：虽然每个小组的单摆都具有等时性，但不同的单摆之间，摆动的速度确是不一样的。这又是怎么回事呢？下节课我们继续研究。板书设计：机械摆钟单摆：等时性第6课 摆的研究教学过程设计教科版科学五年级下册第三单元第6课摆的研究教学设计执教者：博兴县博奥学校 宋艳华指导者：博兴县教研室 高晓莉教材分析摆的研究是教科版科学教材五年级下册时间的测量单元的第六课。自人类具有“时间”这一概念以来，世世代代的人们就不断地寻求着准确测量时间的方法。古人经过长时间的观测和经验
