教科小學科學五年級下冊時間單元教材分析

1、教科版小學科學五年級下冊時間單元教材分析 瑞安市安陽實驗小學 彭青青一、 單元概述（一）單元教學意義“時間”聽起來很熟悉，可又看不見、摸不著，非常抽象，但時間是不停地在流逝的?！皶r間”單元的研究就是從感覺時間流逝開始。學生在聽到“時間”一詞的時候，很自然地就會向導手表與時鐘，因為手表和時鐘可以告訴我們過去了多少時間和現(xiàn)在是幾點鐘?？墒侨绻催^來思考：手表和時鐘是人們?yōu)榱擞嫊r而發(fā)明的，在手表和時鐘發(fā)明之前人們是怎樣來知道時間的呢？這樣就引出了“在時鐘發(fā)明之前”“夜間的計時器”“用水測量時間”“做一個水鐘”等課題的研究。本單元就是這樣要讓學生在“創(chuàng)造”（制作）計時工具的實踐過程中，了解人類計時儀器

2、的發(fā)展史，感受人類對“時間”的認識發(fā)展過程，從而加深對科學的理解，加深對科學與技術關系的理解，認識到時間是不以人的意志為轉移、以不變的速度緩緩流逝的。同時，在整個單元的學習過程中，還將不斷地引導學生去感知、體驗一定時間間隔的長短，以幫助他們逐步建立時、分、秒等時間單位概念。（二）單元組成時間在流逝在時鐘發(fā)明之前夜間的計時器用水測量時間做一只水鐘用擺計時的鐘測量擺的快慢調整鐘擺保持時間統(tǒng)一尋找時間的痕跡（三）單元概念關系時間太陽有規(guī)律運動的裝置蠟燭鐘水鐘沙漏鐘擺機械鐘日晷石英鐘原子鐘脈沖星星(四)單元目標科學概念：時間可以通過對太陽運動周期的觀察和投射形成的影子來測量，一些有規(guī)律運動的裝置也曾被

3、用來計量時間。計時工具準確性的提高要靠設計、材料等的改進。過程與方法：經(jīng)歷“太陽鐘”、“蠟燭鐘”、“水鐘”、“擺鐘”等計時器原理的探究和制作過程，經(jīng)歷感受時間從模糊到精確的活動過程。加深對控制變量的對比實驗在科學探究中作用的理解。情感態(tài)度價值觀：能意識到時間不以人的意志而改變并以其固定的速度緩緩流逝；在對科學發(fā)展史的了解中，促進學生對科學本質的理解；培養(yǎng)學生持之以恒、為獲得一個精確實驗結果不斷進行研究的意志品質。二.各課活動編排及建議.時間在流逝編者意圖:“時間”單元的起始課，主要引導學生用自己的方法估計時間，感受時間。教學目標：科學概念:“時間”有時使指某一時刻，有時則表示一個時間間隔（即時

4、 長）；鐘表是現(xiàn)代人們用于計量時間的常用工具；在不同的情況下，我們對相同時間的主觀感受會不一樣，但時間是以不變的速度在流逝的。借助自然界有規(guī)律運動的事物或現(xiàn)象，我們可以估測時間。過程與方法：經(jīng)歷運用各種方法感受1分鐘長短的活動過程，從而 能合理地估計10分鐘、1小時我們能做哪些事情。情感態(tài)度價值觀：意識到時間的長短不以人的意志而改變，時間以不變的速度在流逝，我們要珍惜時間。 活動編排及實施建議：活動一:現(xiàn)在幾點了“現(xiàn)在幾點了”是讓學生不看手表估計現(xiàn)在是幾點鐘。這個活動不是簡單地讓學生猜現(xiàn)在幾點了，而是要促進學生思考我們可以根據(jù)什么來估計現(xiàn)在的時間，教學中教師要盡量調動學生原有經(jīng)驗爍爍自己或別人

5、是根據(jù)什么來估計時間的。再看看手表，我們根據(jù)自己的方法估計得是否正確。因為這是一節(jié)單元引入課，如果這個活動開展得充分，就為學生以后的學習打下了基礎，并且與以后的幾課產(chǎn)生結構。活動二:一分鐘有多長“1分鐘有多長”這個活動，意在讓學生通過具體的事物來描述時間的長短。1分鐘，在我們的心目中是一個很短的時間段，但是1分鐘到底有多長？學生可能沒有真正地去注意過。我們可以用哪些方法去感受？就是要引導學生用更多的方法充分地感受1分鐘的時間間隔。教材中有兩個學生在對話：每分鐘心跳是80次，以及閱讀書籍和用手打節(jié)拍的插圖。提示學生1分鐘可以這樣來感受它的長度。在這個過程中教師要讓學生這樣描述時間：1分鐘大約是我

6、心跳80次吧”在對分鐘有了直觀的認識后，再讓學生對“10分鐘又有多長”“1小時有多進行描述。有了1分鐘的感受，相信學生會運用更多的方法對“1個小時”進行描述。 活動三:過去多長時間了課上到這里，那么“這節(jié)課過去多長時間了 呢？”教師在學生研究投入的情況下提出這樣的問題，學生往往對過去的時間要么估計過短要么過長。原因就是課堂上過于投入或者沒有興趣，影響了他們的估計。針對學生出現(xiàn)的問題教師可以問學生：“什么時候感覺時間過得特別快？”“什么時候感覺時間過得特別慢？”，這是對剛才的估計尋找歸因。那這節(jié)課真的比原來長了（或者比原來短了）很多嗎？于是引出了“時間有快慢嗎”的討論話題。這個問題就讓學生自己去

7、辯論，使學生知道時間是不會以人的意志而改變的，它總是以不變的速度緩緩流逝?；顒訉嵤┙ㄗh：1、 要遵循學生的年齡特點，開展學生感興趣的活動。2、 注重學生的親身體驗和感受，讓學生真正成為科學學習的主體。過度語：現(xiàn)在幾點鐘了？我們可以看自己的手表。可是古代人沒有手表怎么知道時間的？因為在第一課的學習中，他們知道了借助身邊很多能夠感受時間。也為下一課的學習奠定了基礎。.在時鐘發(fā)明之前編者意圖: 引導學生對人類最早的計時方法“日”進行了解，了解“天”的具體計時方法時辰。討論“太陽鐘”的計時原理和陰天、夜間不能計時的，為下一節(jié)課“夜間計時器”作鋪墊。教學目標：科學概念: 古時候的人們根據(jù)生活的需要，把晝

8、夜交替的一個周期算作 一天，并把一天劃分為十二個時辰；隨著時間的變化，陽光下物體的影子的方向、長短也會慢慢地發(fā)生變化，根據(jù)太陽和影子的關系，古人制成了“日晷”用于計量時間。過程與方法：制作一個“太陽鐘”，思考和理解太陽鐘計時的原理,并發(fā)現(xiàn)太陽鐘的弊端。情感態(tài)度價值觀：感受人類對時間的認識和探索過程.活動編排及實施建議：活動一:用太陽來計時現(xiàn)在幾點鐘了？我們可以看自己的手表。可是古代人沒有手表怎么辦？在第一課的學習中，他們知道了借助身邊很多能夠感受時間。學生根據(jù)自己的原有認知會很快地做出回答：古人利用太陽的東升西落來判斷時間。學生們還會想到古人還用“流水”“香炷”等計時。對于古人來說，他們最早的

9、時間單位可能是“日”了日出而作，日落而息。有了最初的計時單位后，慢慢地需要對一天的時間進行劃分。那古人又是怎么劃分一天的呢？在這里可以讓學生說說自己知道的關于古人的計時方法：古代所說的 子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥分別代表幾點；古代的一個時辰是現(xiàn)在我們規(guī)定的的幾個小時。中國古代的“十二時辰”計時，對于現(xiàn)代學生來說是比較難以理解的。建議教師在上課前應該讓學生收集有關古人的“十二時辰”計時資料，為本課的學習奠定基礎，同時也為他們理解古代和一些近代的文學作品打好基礎（許多文學做中有用十二時辰表示時間的）。活動盡可能充分，這樣才能更深入地研究教材安排的第二個活動。 活動二:用光陰來計

10、時在了解了古人一天的時間劃分后，發(fā)展比較快的學生就會產(chǎn)生這樣的問題：古人是怎么知道現(xiàn)在是“午”時還是“申”時等時辰的呢？他們也像現(xiàn)代人一樣有像手表或者時鐘那樣的計量時間的儀器嗎？這就引出“用光陰計時”這個活動的研究。如何利用光陰進行計時呢？教師可放手讓學生自行設計，但教師心中應該明白，讓學生設計太陽鐘本身并不是苛求孩子能制造準確的計時工具，而是希望學生能在設計的過程中更好地了解日晷的構造和原理。當然如果有科學工具箱的教師，這個活動要充分地展開，課堂上教師還要留有時間讓學生用日晷去計時?；顒尤?討論與思考 在計時的過程中學生會發(fā)現(xiàn)日晷顯示的時間與手表的時間有一定的誤差，這就引出了太陽計時的缺陷性

11、。組織學生對太陽鐘進行分析，它在實際使用中會有哪些問題。也為第三課的學習埋下伏筆，使學生在學完這課后能進一步思考。如，古人陰天怎么辦，到了晚上怎么辦等問題。 活動實施建議：1、這節(jié)課的三個活動是相互聯(lián)系的一個整體，每個活動都有自身的價值，同時也對下個活動產(chǎn)生一定的影響，所以教師在處理教材時不要將其孤立地分開。2、對“時辰”的概念的教學目標定位要準確，只要學生理解，出示時間，能算出時辰，出示時辰能說出時間，不需要很熟練，只要會算就行。對各時辰相對應的時間，教師可采用一些游戲或競賽的形式，讓學生在不知不覺中記住。3、工具箱里的日晷是塑料的，其對折的角度要根據(jù)你所在地的緯度進行調整的， 學生通過對太

12、陽鐘的操作，理解利用太陽計時的原理。（當然也可以利用一張薄紙板、木板、半圓規(guī)、磁性羅盤 、透明膠條等材料自己制造日晷。）附相關資料：怎樣做一個日晷儀 材料： 一張薄紙板 木板或紙板基座 （ 30厘米×15厘米） 半圓規(guī)、磁性羅盤 透明膠條 制作方法： 用一張薄紙板可以剪成一個直角的三角形，這就是一個指示針。但首先你要知道，你所在地的緯度，這是一條想像的、環(huán)繞地球的圓線，緯度線與赤道平行。從赤道到地球的極分成若干個度數(shù)，赤道的度數(shù)是零度，北極是北緯 90度，南極是南緯90度，你可以在地球上找出你所在的緯度。美國約是在北緯3050度；中國約是在北緯555度。 假設你所在的緯度是 40度，

13、這就是你所做的三角形最長邊（斜邊）的角度。在直板上畫一個15厘米長的基線（如圖1），再畫一個90度的角，沿這個角邊線向上約長13厘米，從底線量出40度的角，并沿這個角畫直線，完成了這個三角形。這條斜線長約20厘米，剪下這個三角形。畫一個 30厘米×15 厘米的方塊，再把這個方塊的中間對折，使之成為兩個邊長15厘米的正方形。在這個長方形內畫一個半徑為15厘米的半圓。這樣，就做成了一個底座。用膠條把前面的三角形貼在這個底座上，三角形的底邊就放在使長方形分成兩個正方形的折線上，三角形40度角的斜邊端點放在半圓的中心（如圖2）。 用一個羅盤針使太陽表成南北走向（如圖 2），使日光表站立的直角

14、邊向北，圓心向南，也可以使直角邊向正北方向而不是磁極的北極。一般街道都是正南正北的，你也可以在晚上借助北極星來確定正北。 日晷儀安置完畢后，在底盤上記下每小時的太陽陰影的位置。你可以得到日晷儀開始的時間在半圓的開始處是 6點，在三角形的直角邊處是12點，在半圓的另一端是下午6點。每一個小時間距是一樣的。這樣，在晴朗的天氣，你就可以用日晷儀來測時間。日晷日晷又稱“日規(guī)”，是我國古代利用日影測量時刻的一種計時儀器。 通常由銅制的指針（晷針）和石制的圓盤（晷面）組成， 在晷面的正反兩面刻畫出 12個大格，每個大格代表兩個小時。 當太陽光照在日晷上時，晷針的影子就會投向晷面。太陽由東向西移動時，投向晷

15、面的晷針影子也會慢慢地由西向東移動。移動著的晷針影子就好像是現(xiàn)代鐘表的指針，晷面也就 好比是鐘表的表面，以此來顯示時刻。日晷依晷面所放位置的不同，可分成地平日晷 (晷面水平放置而晷針指向北極，其晷面和晷針夾角就是當?shù)氐牡乩砭暥?、赤道日晷(晷針平行地球自轉軸而晷面呈北低南高狀擺放，其晷面和晷針垂直)等。過渡語：在沒有太陽的夜間，古人是怎樣計時的？3、夜間計時器教學目標：科學概念:古人還利用燃燒的蠟燭、流動的沙子、流動的水等制成計時的工具，因為它們的運動是有規(guī)律的。過程與方法：經(jīng)歷制作蠟燭鐘的活動過程；經(jīng)歷改進自己制作的蠟燭鐘活動過程；經(jīng)歷設計和制作一個蠟燭報時器的活動過程。 情感態(tài)度價值觀：意

16、識到科學成果的制作需要不斷的改進。 活動編排及實施建議：活動一:做個蠟燭鐘在沒有太陽的夜間，古人是怎樣計時的？課前可讓學生圍繞這個問題，利用課前已收集的信息或者自己的推測、想象，充分地討論交流關于古人夜間有哪些計時的方法。在討論的基礎時間行，引導學生思考，古人在夜間常用的照明工具主要是蠟燭，可否利用燃燒的蠟燭作為計時的工具？那么“蠟燭為什么可以作為計時的工具呢？”這個問題與上節(jié)課的“太陽為什么能作為計時工具”有著同樣的含義。因為太陽的東升西落和蠟燭的燃燒都是一種空間的變化，時間和空間有密切的關系，時間的測量是通過空間位移轉換而來的。教材安排了“讓我們用蠟燭做一個可以計時 10分鐘的蠟燭鐘！”這

17、個活動的重點是希望學生在制作過程中，思考怎樣來確定時間刻度（想比做更重要）。當然還要提醒學生注意在制作過程中的安全問題。標號了時間刻度，就來嘗試用自制的蠟燭鐘進行計時。“用我們自己的蠟燭鐘來計時，準確嗎？”學生根據(jù)于手表的對照肯定會發(fā)現(xiàn)蠟燭鐘的誤差。這時就可引導學生思考， “影響計時準確的因素有哪些？”希望學生對各種可能的因素進行分析，并設法進行控制。這個環(huán)節(jié)的學習，是讓學生對自己的學習成果與制作成果進行改進與反思，同時也幫助學生理解古代蠟燭鐘的制作技藝?；顒佣?設計一個報時鬧鐘這個活動是探究的進一步發(fā)展，同時又是個趣味性的拓展活動。教師可以根據(jù)課堂上的時間決定，如果時間比較緊張，就在課堂上討

18、論方法，將具體制作放在它作為課外進行?；顒訉嵤┙ㄗh：怎樣做一個蠟燭鐘？要給學生一個具體可操作的要求：（1） 蠟燭的長度怎么計算，怎樣測量？（2） 蠟燭1分鐘燃燒的長度該怎么測量？（3） 在實驗時，四人小組該怎么分工才能比較精確的確定時間？（4） 燃燒的蠟燭該怎么拿？（5） 實驗時還需要注意什么？4、用水測量時間教學目標：科學概念:水流流動是有規(guī)律的，在一定的時間里，在統(tǒng)一裝置里，水流的流量是基本一定的，但流速先快后慢。過程與方法：經(jīng)歷記錄100亳升水緩慢流完需要多少時、量筒里的水積聚到 10 毫升和50 毫升時需要多少時間的活動過程；并根據(jù)已有的經(jīng)驗進行推測和驗證。情感態(tài)度價值觀：在探究中能做

19、到樂于與人合作?；顒泳幣偶皩嵤┙ㄗh：活動一:認識兩種類型的水鐘古代人是怎么利用流水報時的呢？教材中分別安排了“受水鐘”、“泄水鐘”、“漏壺”三種古人的計時工具，這三種計時工具是怎樣計時?的我們要讓學生站在古人的角度上，考慮他們是怎樣想到用流水來制成計時工具的。因為流水是一種運動的事物，與蠟燭和太陽極為相似。這樣的認識要讓學生自己去體悟。接下來的問題“流水和時間有哪些相似特點？”這是對上節(jié)課的太陽、蠟燭做計時工具原因的進一步概括，發(fā)展了前兩節(jié)課的思考。使學生感受到時間就像流水一樣在流動，更加形象地認識時間這一事物?；顒佣?滴漏實驗該活動是要讓學生從思維層面轉向實踐操作，親身體驗上怎樣用水來計量時

20、間的流逝。教材利用“滴漏實驗”，使學生親身經(jīng)歷流水計量時間這一活動。先組織學生進行“ 100毫升水從杯中緩慢流出需要多少時間”的推測實驗活動，根據(jù)這個活動推測這樣的速度流10毫升與50毫升需要多少時間？在這個活動中教師要有意識地培養(yǎng)學生有根據(jù)地進行科學推測。然后進行滴水實驗。這三個活動互相聯(lián)系，所以每個活動學生都要充分體驗，因為前一活動的學習情況直接影響著下一個活動的開展。不用手表僅觀察水的流動我們就能知道過了多長時間嗎？這是對前面活動的一個鞏固與提高。接著教材創(chuàng)設了一個沒有手表或者時鐘的情境，根據(jù)剛才我們對 100毫升流水時間的記錄，估計要多少時間，量筒內的水能積聚10毫升？到50毫升時，需

21、要多少時間？教師要指導學生記錄自己的推測結果，并驗證自己推測的結果正確與否。錯了，原因是什么？對了，原因又是什么？指導學生有根據(jù)地進行推測，意識到推測要根據(jù)原有的經(jīng)驗與認識，而不是隨意的猜想。 在前面活動的過程中，學生也許會提出這樣的問題：如果流水的速度慢了，時間是不是也跟著放慢了？教材也提供了這樣的提示，試圖引導學生思考這一問題，進一步體驗時間的快慢是不會因為流水的快慢而加快或者防慢的。時間的流逝我們不能控制，但是同樣的時間里我們可以做多少事情是可以控制的。這就于第一課產(chǎn)生了呼應。 教材在結束的時候，向誰提出了“設計制作一個每分鐘滴60滴水的滴漏”的活動，延續(xù)了關于滴漏的研究，同時為下節(jié)課的

22、學習打下了基礎?；顒訉嵤┙ㄗh（滴漏實驗的指導）:1. 怎樣才能知道我所測量的是流完100毫升水所需要的時間？先倒?jié)M150毫升的水，開始流時計時，當水位到50毫升時，再計時，這樣就是流完100毫升水所需要的時間。2.為了能比較準確地測量出100毫升的水，你覺得在實驗中應該注意哪些方面才能減少誤差？為什么？（1）倒水前先用手堵住小孔（2）指導學生看水位的方法：平視、凹線為準（3）如何計時？分工合作、同步進行（一人喊口令，一人看鐘）過渡語：經(jīng)歷了前一節(jié)課關于滴水計時的研究后，學生已經(jīng)有了制作水鐘的欲望和理論基礎。5、做一只水鐘編者意圖: 讓學生經(jīng)歷“設計制作運用改進”的科學探究過程。教學目標：科學概

23、念:古人利用流動的水制成計時的工具，因為它們的運動是有規(guī)律的。過程與方法：能夠運用畫圖和文字描述的方法設計制作水鐘方案；并且能在實際運用過程中對自己的方案進行改進。情感態(tài)度價值觀：在探究中能做到樂于與人合作,并養(yǎng)成實事求是嚴謹?shù)目茖W態(tài)度?；顒泳幣偶皩嵤┙ㄗh：活動一:設計水鐘經(jīng)歷了一節(jié)關于“用水測量時間”的研究，學生已經(jīng)有了制作水鐘的欲望和理論基礎。本節(jié)課的重要活動是：設計水鐘，制作水鐘。教學時可先組織學生進行小組討論預備制作的水鐘的類型、式樣、材料、操作步驟等事項，教材要求學生用圖畫設計方案，在插圖的右邊作了提示與思考，引領學生在制作設計方案的時候，思考一些必要問題，有準備、有目的地制作計劃。

24、計劃的完善是制作水鐘的一個關鍵，在這部分教師要引導學生，清晰地將自己的想法表示出來，反映在計劃上，并且清楚地知道自己的分工及操作過程。 活動二:做個水鐘這是計劃的實施階段，要求學生在這個活動中嚴格按照自己設計的方案制作水鐘。其重點應放在怎樣標出時間的刻度、控制水流的速度上。教材中有吊針的一幅插圖，這里是提示學生根據(jù)日常生活中見到的一些事物，來控制水流的速度。關于標時間刻度，教師要引導學生思考，怎樣的做法比較簡單。學生在做蠟燭鐘的時候已經(jīng)積累下這樣的經(jīng)驗，在這里學生會想到只要測 1分鐘或者幾分鐘就行了，不需要測量10分鐘。 活動三:用水鐘來計時這個活動，是讓學生在實踐中檢驗自己的制作成果。在這個

25、過程中學生會發(fā)現(xiàn)自己設計的水鐘可能不能準確計時甚至誤差較大，這就促使學生對自己的水鐘進行改造。 整個活動過程中，學生再次經(jīng)歷了一個思考方案制定計劃實施方案檢驗成果尋找原因改進成果的科學探究活動。要讓學生意識到，一項科學成果的完成光有方案是不夠的，還要在實踐中不斷地嘗試與改進。6、用擺計時的鐘教學目標：科學概念: 同一個單擺每擺動一次所需要的時間是相同的，根據(jù)單擺的等時性，人們制成了擺鐘，使時間的計量誤差更小。過程與方法：能夠根據(jù)自己的推測設計相關的研究方案；能夠根據(jù)自己制作的擺，推測擺擺動的次數(shù)與什么因素有關；經(jīng)歷一個“觀察現(xiàn)象推理判斷制訂方案論證計劃的可行性”的活動過程。 情感態(tài)度價值觀：在

26、探究中能做到樂于與人合作,并養(yǎng)成實事求是嚴謹?shù)目茖W態(tài)活動編排及實施建議：活動一:觀察鐘擺隨著社會越來越發(fā)達，人類對計量時間的要求也更加精確了，往往有的時候需要以秒來計算時間。以前學生探究過的日晷、水鐘、沙漏等一些簡易的時鐘，已經(jīng)不適應社會的發(fā)展了。擺鐘的發(fā)明大大地提高了時鐘的精確度。擺鐘為什么會比其他的計時工具都要精確呢？這對學生是一個有吸引力的問題。帶著這樣的疑惑去觀察擺鐘的構造，會達到更好的效果。教材就是這樣開始這節(jié)課的學習，學生通過觀察實物和內部構造圖片。通過觀察發(fā)現(xiàn) ，同一座鐘的鐘擺每分鐘擺動的次數(shù)是相同的。那么是不是所有的鐘擺每分鐘擺動的次數(shù)都一樣呢？教材引導學生自己用一條細繩和一個

27、小重物制作一個簡單的擺，并測量其每分鐘擺動的次數(shù)。由于學生使用的細繩長短不一樣，每個擺每分鐘擺動的次數(shù)也就不一樣。這就自然引發(fā)了擺每分鐘擺動的次數(shù)與什么有關的問題?；顒佣?問題與思考擺動的次數(shù)與什么因素有關？希望學生通過討論做出自己的推測。怎么來驗證我們自己的推測？組織學生根據(jù)自己的推測，選擇一種可能的影響因素作為研究內容，并討論設計一個研究方案。教材右下角給學生在討論方案時，作了一個提示。提示學生在制定計劃時要考慮三方面的問題，一是選擇研究的問題；二是我們計劃的可實施性；三是怎么對自己的計劃進行改進。在交流計劃時，也要從這三個方面評價一個小組制定的計劃。根據(jù)自己提出的問題制定一份研究計劃是本

28、節(jié)課的活動重點。教材雖然對制作計劃做了一定提示，但教師還須根據(jù)學生的實際情況作一定的指導。7、測量擺的快慢編者意圖:本節(jié)課是上節(jié)課的延續(xù)，教材目的是讓學生通過實驗發(fā)現(xiàn)擺長是影響擺快慢的主要因素，擺的快慢與擺錘的重量和擺的幅度沒有關系。教學目標：科學概念:不同的單擺每擺動一次所需要的時間是不同的，這主要與單擺的長度有關：擺長越長，每擺動一次所需要的時間越多。過程與方法：經(jīng)歷改變擺的擺錘、擺的幅度、擺的擺長對擺動次數(shù)是否產(chǎn)生影響的實驗活動過程;能夠對自己實驗的結果進行分析，并且根據(jù)自己的分析進行預測.情感態(tài)度價值觀：初步意識到精確測量結果的得到是需要反復測量記錄的?；顒泳幣偶皩嵤┙ㄗh：活動一:用擺

29、做實驗本節(jié)課是對上節(jié)課制定計劃的實施階段。要研究影響擺動次數(shù)的因素，先要制作一個擺。實驗前組織學生思考怎樣才能使我們測量的數(shù)據(jù)更精確：一是制作的擺是否能自由擺動；二是擺動幅度的大??；三是測量的表的選用；四是測幾次比較科學。教材對這些問題都做了提示，教師在教學中要引導學生自己去思考，而不是直接把這些給予學生。關于擺的快慢與什么因素有關，學生在前一節(jié)課中已經(jīng)有了自己的推測，影響擺快慢的可能因素有擺錘的重量、擺繩的長度、擺動的幅度。這三個實驗，可以讓學生選擇其中1-2個在課堂上進行。但是不論是選做哪項實驗，都要特別強調對實驗變量的控制，比如在研究擺錘的時候，擺長和擺幅一定要保持一致。活動二:思考與討

30、論實驗結束后要對實驗中獲得的數(shù)據(jù)進行分析：哪種擺的速度比較快？哪種擺的速度比較慢？擺的快慢與繩長有關嗎？擺的快慢與擺錘有關嗎？擺的快慢與擺幅有關嗎？對這些問題我們是怎么知道的？通過實驗希望學生形成新的認識，并能產(chǎn)生新的問題?？傊谶@三個實驗中，教師在學生的探究過程中要起到一個“扶、引、放”的作用。教師扮演的角色是一個參與者，是一個合作者，三個實驗中不斷地強化學生對實驗變量的控制，對實驗結果作出分析，并且能夠利用自己的實驗結果進行推測。 8、調整鐘擺教學目標：科學概念:通過控制擺長，可以制成一個每分鐘擺動60次（或任意次）的單擺。過程與方法：經(jīng)歷研究擺長如何影響擺動次數(shù)的活動過程；經(jīng)歷對擺長不斷

31、地調整直至擺每分鐘正好擺動60次的活動過程, 情感態(tài)度價值觀：初步形成為測量到一個精確的實驗結果而不斷地進行研究的意 志品質。 活動編排及實施建議：活動一:擺長怎樣影響擺動次數(shù)在對擺的快慢進行研究后，學生會對擺有一個新的認識。一個具有良好科學素養(yǎng)的學生會繼續(xù)提出問題：擺長是怎樣影響擺動次數(shù)的？教材就此提出制作一個每分鐘擺動 60次的擺。這是一個有一定難度的活動。要制作一個每分鐘擺60次的擺，必須先要清楚地知道擺長是怎樣影響擺動次數(shù)的這個問題。對于小學生來說，他們只能探究出“擺長越長，擺速越慢；擺長越短，擺速越快?！睌[速正好是每分鐘60次的擺的擺長是多少呢？學生只能靠不斷嘗試了。也就是說，他們只

32、能用“試誤”的方法來進行研究。當然，“試誤”也并不盲目的，運用一定的科學方法可以提高研究的效率，減少“試誤”的次數(shù)。教師要指導學生做出這方面的思考。教材在這里提示學生在擺長30厘米與15厘米之間進行實驗，也減少了學生“試誤”的范圍?；顒佣?做個鐘擺在這個實驗的基礎上，學生就有辦法制作一個每分鐘擺動 60次的擺。在做之前，讓學生進行小組合作討論：怎樣制作這個60次擺？接著教師為學生提供一根繩子和一個擺錘，請學生根據(jù)自己的設計方案進行實驗。這里關鍵是引導學生根據(jù)自己的判斷進行反復實驗。實驗結束，交流制作的結果和經(jīng)驗，同時引出擺鐘的擺與我們剛才制作的鐘擺有什么相同和不同的地方。引導學生發(fā)現(xiàn)：機械擺鐘

33、就是根據(jù)擺的原理制作而成的，以及我們制作的擺在形狀和材料上進行改進就是擺鐘的擺。如果時間倉促的話，可把這個活動放在課外。9、保持時間統(tǒng)一教學目標：科學概念:隨著科學和科學技術的發(fā)展，人們制作的計時工具越來越精確，為了使人們的工作、學習、生活有序，時間的計量必須要有統(tǒng)一標準。過程與方法：經(jīng)歷感受時間從模糊到精確發(fā)展的活動過程；學會調整自己時鐘出現(xiàn)的不準確或者誤差。情感態(tài)度價值觀：能感受到人類為提高時間計量精度方面所做出的努力?；顒泳幣偶皩嵤┙ㄗh：活動一:精確計時隨著社會不斷發(fā)展，人們對時間計量的精度也在不斷地發(fā)展。要求越來越高了。教材通過一段資料的介紹和交流讓學生了解人類在時間計量方面的不斷探索

34、。這可以說是對前面八課學習的一個總結，也是對前面8課時學習的一個升華。 活動二:校對時鐘正因為現(xiàn)代生活對時間計量的精確度要求越來越高，這就引出了要保持時間的同一。所以教材在這課的第二部分引導學生討論和思考保持時間統(tǒng)一的重要性。課堂上組織學生討論：如果我們各個人的鐘表顯示的時間不相同，那會產(chǎn)生怎樣的結果？如果沒有統(tǒng)一的時間會怎樣？我們的鐘表出現(xiàn)誤差時，怎樣校對和調整？有學生會提到我們要與北京時間對照，也有學生還可能會思考為什么不用自己當?shù)氐臅r間報時呢？教材對這樣的問題沒有做出回答，把這個問題留給學生自己，希望學生自己去思考和解答，給學生更大的思維空間。相關資料：人類計時儀器的發(fā)展史人類的日常生活

35、、科研、導航及測繪等工作都離不開時間。時間的計量涉及兩個量：歷元和時間間隔。任何具有周期性變化的自然現(xiàn)象都可以用來測量時間。人類從以地球自轉為基準來計量時間發(fā)展到機械鐘、石英鐘、乃至原子鐘，經(jīng)歷了約3500年的發(fā)展變化進程。 在公元前 1500年出現(xiàn)的日晷是人類最古老的計時工具，埃及人首先開始使用這項技術，然后在整個地中海地區(qū)普及開來。日晷是以太陽投向刻度盤的陰影為基礎的，通常由銅制的指針（晷針）和石制的圓盤（晷面）組成。當太陽光照在日晷上時，晷針的影子就會投向晷面，太陽由東向西移動時，投向晷面的晷針影子也會慢慢地由西向東移動。于是，移動著的晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以

36、此來顯示時刻。在公元前 1400年出現(xiàn)的漏壺（沙漏或者滴漏）是第一個擺脫天文現(xiàn)象的計時儀器。它是根據(jù)流沙從一個容器滴漏到另一個容器的數(shù)量來計量時間的。古代人設計的“五輪沙漏”通過流沙從漏斗形的沙池流到初輪邊上的沙斗里，以此來驅動初輪，從而帶動各級機械齒輪的依次旋轉。最后一級齒輪帶動在水平面上旋轉的中輪，中輪的軸心上有一根指針，指針則在一個有刻線的儀器圓盤上轉動，以此來顯示時刻，這種古老的顯示方法幾乎與現(xiàn)代時鐘的表面結構完全相同。 在公元 1088年，中國宋朝的機械師蘇頌發(fā)明的“水運儀象臺”（水鐘）被認為是第一架真正的機械鐘，它是集觀測天象的渾儀、演示天象的渾象、計量時間的漏刻和報告時刻的機械裝

37、置于一體的綜合性觀測儀器，它實際上就是一座小型的天文臺。這臺儀器的制造水平堪稱一絕，充分體現(xiàn)了我國古代人民的聰明才智和創(chuàng)造精神。 1400年，第一批機械鐘開始在歐洲流行，其始祖由意大利人喬瓦尼·唐迪于1364年制成，他首次在機械鐘里引入了輪式鐘擺。 1511年，荷蘭人彼得·亨萊茵制成了第一塊懷表，但它只有時針而沒有分針和秒針。懷表和鐘的結構其實是完全一樣的，所不同的是它利用螺旋彈簧制成的發(fā)條驅動，從而擺脫了傳統(tǒng)的鐘擺，它靠小巧的“體形”，輕松進入人們的口袋。 1656年，有擺的掛鐘（或座鐘）產(chǎn)生于荷蘭天文學家、數(shù)學家克里斯蒂安·惠更斯的實驗室內。它是以伽利略發(fā)現(xiàn)擺

38、的擺動具有規(guī)則性這個原理為基礎而發(fā)明的。自此以后人類掌握了比較精確測量時間的方法。 1969 年，由瑞士人創(chuàng)意、日本精工企業(yè)制作的第一塊石英手表 Seiko Astron 誕生，其價格在當時相當于一部汽車。石英手表的發(fā)明是由于科學家們發(fā)現(xiàn)了處于電路之中的石英晶體能產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的振動，并且可以通過特殊的切割方式來控制石英晶體振動的頻率。 時間基準 所謂時間基準，就是在當代被人們確認為是最精確的時間尺度。長期以來，人們一直在尋求著這樣的時間尺度。 在遠古時期，人類以太陽的東升西落作為時間尺度；公元前 2世紀，人們發(fā)明了地平日晷，一天差15分鐘；1000多年前的希臘和我國的北宋時期，能工巧匠們曾設計

39、出水鐘，精確到每日10分鐘誤差；600多年前，機械鐘問世，并將晝夜分為24小時；到了17世紀，單擺用于機械鐘，使計時精度提高近100倍；到了20世紀的30年代，石英晶體振蕩器出現(xiàn)，精密的石英鐘，300年只差1秒 自 17世紀以來，天文學家們以地球自轉和世界時作為時間尺度：當?shù)厍蚶@軸自轉一周，地球上任何地點的人連續(xù)兩次看見太陽在天空中同一位置的時間間隔為一個平太陽日。1820年法國科學院正式提出：一個平太陽日的1/86400為一個平太陽秒，稱為世界時秒長。 由于地球自轉季節(jié)性變化、不規(guī)則變化和長期減慢，所以世界時每天可精確到 1×10-9 。但是社會的進步和科學技術（特別是航天、空間物

40、理、軍事等）的飛速發(fā)展，使人們對時間尺度的精度需求越來越高。 1953年是時頻科學一個新的里程碑。世界上第一臺原子鐘在美國哥倫比亞大學由三位科學家研制成功，其中有一位科學家是我們中國人，叫王天眷（后來回國，多年從事祖國的頻標事業(yè)）。原子鐘的出現(xiàn)標志著一門嶄新的學科：量子電子學誕生。1963年13屆國際計量大會決定：銫原子 C s 133 基態(tài)的兩個超精細能級間躍遷輻射震蕩9192631770周所持續(xù)的時間為1秒。此定義一直沿用至今。所以，從1963年后，時間基準的名稱應該由 PRIMARY CLOCK 來代替，它指的是實驗室型大銫鐘。就已發(fā)表的資料來看，德聯(lián)邦的“聯(lián)邦技術物理研究院”的PTB-

41、CsI、美國國家標準局的NBS-6及加拿大國家研究院的NRC-CsV的準確度均已達到10-14 量級。我國計量院的Cs、Cs也達到10-13 量級。由此可見 PRIMARY CLOCK 的準確度至少要比商品型小銫鐘高出一個數(shù)量級。 對于大銫鐘這樣的一級時間標準，世界上只有少數(shù)幾個國家的時頻實驗室擁有，而且，有的還不能長期可靠地工作。但是，對于世界上大多數(shù)沒有大銫鐘的實驗室也可以有自己的時間尺度。其方法是：用多臺商品型銫鐘（目前 5071A型小銫鐘的準確度為1×10-15 ）構成平均時間尺度。實驗室的小銫鐘越多，時間尺度的穩(wěn)定性就越好。有了這樣高穩(wěn)定度的時間尺度，也可以滿足國防、科研、航天等方面的急需。例如：我們國家授時中心有6臺小銫鐘，組成我們的地方原子時尺度，其穩(wěn)定度為10-14 量級。國外有的實驗室有幾十、乃至幾百臺小銫鐘，那么，穩(wěn)定度就更高了。社會在進步，科技在發(fā)展，人類對新的時間基準的研究仍在繼續(xù)，大銫鐘作為 PRIMARY CLOCK 的地位受到嚴重沖擊。例如：原子噴泉、光頻標就是它的強勁對手。噴泉鐘的準確度進入10-15 , 最好的達到1×10-12 （美國標準與技術研究院）。光抽運銫束基準頻標的準確度也進入10-15 （法國巴黎時間頻率實驗室）。國家授時中心 5071銫鐘組