第四单元精确时间的步伐1原子钟寻亲记【教学分析】本课教学内容属于技术与工程领域，学习目标包括：主要概念17.技术的核心是发明，是人们对自然的利用与改造。17.1知道一些著名工程师、发明家的研究事迹，了解他们的设计和发明过程。17.3-2知道使用工具可以更加精确、便利和快捷。主要概念18.工程技术的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动。18.1举例说出，一项工程运用到的科学技术和原理，如汽车刹车系统的设计中运用到的科学与技术。学生在本课主要经历对计时工具的资料收集与整理任务。而学生收集资料的具体结果对本课任务的有效完成有一定的影响，教师需要在了解学生收集信息能力水平的基础上进行适当的指导。学生最终通过对所收集信息的交流展示、比较分类等思维加工完成对技术的特点与意义的初步认识。【教学目标】（1）了解人类计时工具的发明和发展历史，认识重要仪器的原理、结构与功能及优缺点。（2）收集计时工具的信息并对这些信息进行比较与分类，培养收集信息与处理信息的科学探究能力；在认识某种计时工具使用局限性的过程中，培养反省思维的意识与习惯，培养反思评价能力。（3）激发研究计时工具的兴趣，表现出对计时工具发展历史中重要事件的发生原因、过程与结果的探究兴趣。（4）了解并意识到人类对产品不断改进以适应自己不断发展的需求，知道人类的需求是促进科学技术发展的关键因素。教学重点：认识重要仪器的原理、结构与功能及优缺点。教学难点：培养反省思维的意识与习惯，培养反思评价能力。【教学准备】材料准备：教师准备：计时工具发展史相关课件，计时工具处理信息记录单。学生准备：课前收集计时工具的相关资料，初步了解计时工具的发展历史。活动场地：教室。【教学过程】本课按照信息类课程的科学过程进行组织：提出问题收集信息展示信息处理信息得出结论。1.童话导入，提出问题，初步了解计时工具发展史师：如果现在有人问你：现在是什么时间？你怎么获得时间的信息呢？生：我可以看电子表知道时间。师：对，电子表是一种计时工具。你们还知道哪些计时工具？是怎么了解到的？生：我还知道有水钟，我妈妈曾经给我介绍过。生：我知道有全自动手表，我爸爸戴的就是那种表。生：我妈妈戴的是石英表。生：还有怀表，我在电影和卖计时工具的地方都看到过。生：还有日晷，我到上海玩时看到过。生：体育课上，老师给我们跑步计时用的秒表。师：这么多计时工具呀！谁知道世界上现在最精确最先进的计时工具是什么吗？它叫原子钟，虽然它看上去不像计时工具，但是它却是当今世界上最精确的计时工具。原子钟有一个愿望，想了解它们计时工具家族的成员和历史，让我们和原子钟一起穿越时空，来了解一下计时工具的发展历史吧。（课件展示：原子钟寻亲记）师：从这段动画片中你收集到了计时工具的哪些信息？生：我知道了人类很早就发明了计时工具，它叫日晷。生：人类发明了很多计时工具，我最想研究水钟了。生：我知道人类用过燃香和点蜡烛来计时。生：生：计时工具越来越好用了。师：好用的意思是什么？生：就是越来越准。生：而且用起来越来越方便。生：2.小组合作，展示交流，进一步了解计时工具的特点师：课前同学们都收集了一些关于计时工具的资料，各小组先在组内将收集的资料交流一下，然后可以自己确定资料展示的顺序，也可以选择一两种计时工具的资料在全班进行展示交流。（学生分组整理，教师深入各组了解学生分类的标准，并给予适当指导）师：哪个组先展示一下你们整理好的资料？好，你们组给大家介绍一下吧！生：我们组收集到很多计时工具的图片，有日晷、有沙漏、有水钟、有水运仪象台、有法国生产的自鸣式机械钟、有20世纪人们戴的怀表、有机械摆钟、有第一块石英手表，还有原子钟。师：了不起，收集到的图片真多！他们一共收集了多少种计时工具？还有补充的吗？生：我们找到的机械钟还有日本、德国的。师：这两个组收集到的都是什么资料？生：计时工具图片。师：还有哪个组想来展示一下？生：我们了解到日晷是人类最古老的计时工具，漏壶是摆脱了天文现象的计时仪器。 “水运仪象台”是中国宋朝的机械师苏颂在公元1088年发明的。第一块怀表是1511年，荷兰人彼得亨莱茵制成的，但它只有时针而没有分针和秒针。摆钟1656年产生于荷兰天文学家、数学家克里斯蒂安惠更斯的实验室内。第一块石英手表叫“Seiko Astron”，是1969年由瑞士人创意、日本精工企业制作的，其价格在当时相当于一部汽车。美国国家标准技术研究所的铯原子钟是目前世界上最精确的计时工具，在3亿年的时间内的误差不会超过1秒钟。师：他们是按什么来整理资料的？生：是按计时工具出现的时间顺序。生：我们给他们补充几点：机械钟的出现大大提高了时钟的精确度。1350年，第一座机械闹钟出现于德国，到16世纪初，意大利教堂中就响起了机械钟声。1583年，伽利略发现单摆的等时性，这是时钟历史上的一大进步。在前人的研究基础上，1656年，荷兰天文学家、数学家惠更斯提出了单摆原理并制作了第一座自摆钟，从此，时钟在一天内的误差可以以秒来计算。在1762年，最好的机械表已经能够达到每3天才差1秒钟的精确程度。这样的时钟，即使在如今的日常生活中也足够用了。但在天文、物理等科学领域中，人们对时间精确度的要求，却并不以此为止境。师：他们补充了什么钟的资料？生：机械钟。师：你们觉得这种交流有什么好处？生：别人找到的资料，你就不要浪费时间再去找了。3.处理信息，比较与分类计时工具，发现工具的发展特点师：你们真棒！现在通过收集整理资料，你们对计时工具有更深了解了吗？生：有！师：那，我来考考你。你们一共收集了多少种计时工具的资料？能按一定的标准给它们分类吗？（小组讨论，然后汇报交流）生：我们一共收集了9种计时工具的资料。按时间可以分成两大类，第一类是古代钟，有日晷、沙漏、水钟和水运仪象台。第二类是近现代钟，有机械钟、怀表、机械摆钟、石英手表、原子钟。生：我们有不同的分法。我们把日晷、沙漏、水钟、水运仪象台分为一类，这些计时工具材料都是用石头、铁针、沙子、水；我们把机械钟、怀表、机械摆钟分为第二类，它们是机械钟；第三类是石英手表；第四类是原子钟。生：我认为应该把日晷单独分为一类，因为它计时还需要阳光照射它；而沙漏、水钟、水运仪象台就不需要。后面我们和他们分的一样。师：把日晷分出来，你们同意他们做的修改吗？生：同意。师：这是按什么分的？生：它们的计时原理不一样。师：它们都是怎样计时的？能简单说说你的理解吗？生：日晷是利用太阳照射时晷针投下的影子计时的。生：摆钟是利用摆有规律的摆动来计时的。生：石英表是利用石英晶体有规律的震动计时的。师：如果我们将这些计时工具的最小精确值比一比，我们会有什么发现呢？可以小组先研究一下。生：我们发现计时工具的最小精确值越来越小。师：能具体说一说吗？生：例如日晷的最小精确值是一刻钟，就是现在的十五分钟，而到了摆钟就到了1秒了，而到了秒表就更小了。师：最小精确值越来越小有什么好处吗？生：测出的时间更准了。师：为什么人类能发明越来越准的计时工具呢？生：有很多的发明家和科学家的贡献。生：人类会积极动脑，会思考。生：师：课后同学们如果有机会可以到有关的博物馆、科技场馆再了解一些计时工具的发展历史，如果有新的发现请告诉大家。【教学反思】本节课用课件来展示童话故事原子钟巡亲记，使学生真实地了解计时工具的发展史，激起学生探究计时工具的愿望。教师要配以亲切的语言，讲解、展现计时工具的发展过程。以此引导学生自主探究，进一步了解有关计时工具的知识。收集资料与交流展示是本课教材的重点部分，主要目的是为后面几课研究具体的计时工具积累资料。此项活动可以引导学生通过漫游钟表店、上网、到图书馆看书、走亲访友看计时工具等方法收集资料。但要提醒学生把收集到的资料随时记录下来，这样便于整理交流。通过收集资料可以调动学生脑海里已有的知识和经验，唤起对计时工具的回忆。把收集、整理到的资料拿出来与同伴交流、分享、整理、总结，需要教师进行适当的引导与辅助。对计时工具进行比较与分类是更宏观的观察活动和分析整理资料的过程，是更深层次的观察和提问，展示从古到今各种计时器的计时多样性，并初步认知计时工具的发展特点。【总结点评】“学起于思，思源于疑”，教师要非常注重培养学生的问题意识。本课由于是单元首课，所以教师组织学生对计时工具进行一次提出问题的活动，并记录于“问题银行”中，这为后续的学习明确了方向。对资料的整理与展示，教师鼓励学生自主选择展示方案，大胆放手让学生自主设计。但自主探究绝不等同于不管不问、放任自流，教师充分发挥了其主导作用，使学生的自主探究和合作交流真正落到了实处