资源简介

《原子钟寻亲记》教学设计
教材分析 第1课《原子钟寻亲记》是本单元的总领课，其目的是让学生了解人类计时工具的发展历史。学生在对计时工具的资料收集整理后，经分析发现计时工具的意义与特点。这将为后续日晷、水钟和摆钟的学习做好铺垫。这种铺垫作用体现在知道不同计时工具在历史发展中的地位、原理与局限等方面，学生将对技术发展与进化的本质产生初步的认知。而在了解科技史的过程中，会涉及一些典型的事迹与故事，旨在引发学生对发明家与工程师的敬慕之情，加深学生对科技改变世界的理解，激发他们对科学发明的热情。
学习目标 (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，培养收集信息与处理信息的能力；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，提高反思评价能力。 (3)激发研究计时工具的兴趣。 (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。
教学准备 材料准备：有关计时工具发展历史的文字、图片资料、课件，计时工具比较分析记录单。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、新课导入 师：请问你早上几点来上学？ 生：八点 师：你怎么知道你出发的时间就是八点呢？ 生：看我家墙上的表呀！ 师：我们现在可以通过钟表看时间，那生活在远古时期的祖先又是怎样测量时间的呢？最早的计时工具又是什么呢？ 生：他们可以看太阳的位置来判断时间。 师：原始人凭天空颜色的变化，以及太阳的光度来判断时间。我们当今世界上精密度最高计时仪器叫原子钟，他的亲戚们都有哪些呢？今天我们就来学习《原子钟寻亲记》。 1.倾听并思考。 3.思考并讨论。 通过谈话导入，创设简单情境，激发学生探索兴趣，从而更好地学习新课。
二、教学过程 活动一：了解计时工具家族 师：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。观察视频想一想他们分别是怎样计时的？ （出示计时工具图片） 师：课前已经让同学们小组合作搜集了这些计时工具的资料，现在我们现在来开一个计时工具展会吧，各小组分别介绍一下你们自己调查的计时工具的资料。 （学生分享交流） 1、日晷 生：日晷的工作原理是 太阳东升西落，它所照射的物体的影子也会随着移动。在古代人们通过对这个自然现象的观察，学会了计算时间，发现了日晷。 师：你们在查找资料时有没有发现日晷的优缺点？ 生：发现了，它的优点是不需要太复杂的工艺，在当时的时代是很先进准确的计时工具。缺点是携带非常不方便,日晷的精确值是一刻钟,也就是现在的15分钟。 2、水钟 生：我们组查找的是水钟的资料，它的工作原理是等时性原理。根据等时性原理滴水记时有两种方法，一种是利用特殊容器记录把水漏完的时间，即泄水型水钟，另一种是底部不开口的容器，记录其用多少时间将水装满，即受水型水钟。中国的水钟，最先是泄水型，后来泄水型与受水型同时并用或两者合一。水钟的优点是相较于日晷实现了夜间、阴雨天计时，方便移动。 缺点有以下几点： （1）天寒地冻时，会因水结冰而不能运转; （2）壶容量有限，需要不断加水； （3）水的流速与压力有关，“满则速，浅则迟”，增加了计时误差。另外，水的清洁程度也影响流速。 3、蜡烛 我们主要找到了蜡烛的有关信息，蜡烛的工作原理是根据蜡烛燃烧的长度来计时。缺点是易断易灭,测量不精确。 4、沙漏 生：我们还找到了沙漏的计时原理，沙漏是根据从一个容器漏到另一个容器的沙量来计时的。 5、摆钟 生：我们组查到的是摆钟的信息， 在1657年,荷兰物理学家和天文学家克里斯蒂安·惠更斯利用摆的等时性原理发明了摆钟。一般来说，摆的重量是确定的，调节摆的引用长度即可调整摆的振动周期。但它的缺点是摆钟对外界的震动和撞击很敏感,因而对安装的环境很高,钟摆的精确值是1秒。 6、石英表 世界上第一个石英表是瑞士在1967年7月制成的。石英表就是以电池为能源，以石英振荡器为时间基准，以集成电路为核心通过指针或数字来显示时间的结构。走时十分准确。不过石英表的使用寿命比较短，当电池电量耗尽就要更换电池，否则，严重影响走时精度,石英表的精确值是1秒。 7、秒表 秒表是 Louis Moinet在1816年发明的,秒表实际就是计数器,通过记录脉冲的个数不计量时间,秒表的精确值是0.01秒。 师：那么原子钟又是什么样的呢？我们来看一看它的介绍。（播放视频：原子钟） 原子钟是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的。人们平时所用的钟表精度高的大约每年会有1分钟的误差。原子钟的精度可以达到每100万年才误差1秒。原子钟是现在最为精确的计时仪器。 活动二：处理信息，比较与分类计时工具。 师:同学们介绍的真的很详细。找到了这么多的计时工具，你们能给他们分分类吗 如何分类？分类的标准又是什么 生1：根据时代来划分的话，可以分为古代和现代。 师：哪些计时工具属于现代，哪些属于古代呢？ 生：日晷、漏壶、蜡烛属于古代，而钟摆、石英表、秒表属于现代。 师：还有其他的分类方式吗？ 生：按动力划分，可以分为机械、电力和其他，摆钟、石英表属于机械，电子表属于电子，日晷、水钟和沙漏属于其他。 师：其实我们还可以按照指示方式来分类，石英表和电子表属于显示时间的，摆钟、日晷、水钟和沙漏属于显示时间间隔的。 师：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 （师生总结） 这些工具的精确值变得越来越小，测量出的时间越来越精确，人类的需求让科技进步越来越快,而这些成就都是科学家们认真研究，积极探索才得以实现，所以我们也应该向这些伟大的科学家学习。 活动一：了解计时工具家族 1.学生倾听并思考。 2.学生分组讨论。 3.小组汇报，集体讨论。 活动二：处理信息，比较与分类计时工具。 1.学生观察并填表格。 2.学生汇报交流。 3.师生合作得出结论。 本活动意在充分发挥学生的自主能动性，让学生分享自己的课前调查，同时让他们自己挖掘本节课的知识点。进一步培养学生的归纳总结能力。 本活动意在结合通过小组合作让学生们发现计时工具的发展进步。激发学生对科学家的崇拜，从而进一步让学生热爱科学探究。

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