资源简介

(共50张PPT)
第四单元
计量时间
教材解读
1
单元整体概述
2
3
分课时教材分析
单元小结和科学阅读
目录
CONTENTS
单元整体概述
1
探究计时工具的计时原理
工程实践任务驱动学生深度探究
2017版教材
2022版教材
新旧版本的继承与发展
明确的任务目标：通过认识计时工具的发展，理解“时间”是一个可测量、有规律、与万物演化紧密相连的科学概念
这一目标贯穿了整个单元的学习过程，为学生提供了明确的学习导向。
“计量时间”单元特点
1.任务驱动的学习设计：激发探究兴趣与明确学习方向
理解地球运动和物质可燃性 分析与推理能力
理解水的流动性 综合分析与归纳能力
综合运用所学知识 工程设计能力与创新能力
“计量时间”单元特点
1.任务驱动的学习设计：激发探究兴趣与明确学习方向
分阶段的任务设计：逐步积累知识与技能
阶段1
阶段2
阶段3
阶段4
理解摆的等时运动 综合分析与归纳能力
工程设计能力与创新能力
理解生命的周期性变化、生命进化与地球演化
综合分析与归纳能力
“计量时间”单元特点
1.任务驱动的学习设计：激发探究兴趣与明确学习方向
分阶段的任务设计：逐步积累知识与技能
利用自然物
（非生物）
太阳钟、“燃香钟”和“蜡烛钟”的研究
水钟的设计与制作
利用摆
利用自然物（生物）
水流速度的研究
摆的研究
钟摆的设计与制作
“生物时钟”（化石钟）的研究
对比实验：观测与理解
实践操作：实验与创造
“计量时间”单元特点
2.实践导向的探究活动：培养实践能力与创新思维
怎样才能让水匀速地往下流？用四层铜壶滴漏与用一个四倍大的铜壶滴漏来计时，哪个更准确？
摆钟为什么能更准确的计时？
“计量时间”单元特点
3.问题驱动的深度探究：培养批判性思维与问题解决能力
引导性问题与思维训练
“计量时间”单元特点
3.问题驱动的深度探究：培养批判性思维与问题解决能力
实验探究与数据分析
“计量时间”单元特点
4.跨学科整合与综合应用：培养综合素养与创新能力
“计量时间”单元特点
5.反思与改进的工程思维：培养问题解决与创新能力
内容主要指向：核心概念
8.生命的延续与进化
12.技术、工程与社会
13.工程设计与物化
9.宇宙中的地球
核心概念 学习内容
8.生命的延续与进化 8.6生物的遗传变异和环境因素的共同作用导致了生物的进化
9.宇宙中的地球 9.2地球绕地轴自转
12.技术、工程与社会 12.1 技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是物化
12.2 技术与工程改变了人们的生产和生活
12.3 科学、技术、工程相互影响与促进
13.工程设计与物化 13.1工程需要定义和界定
13.2工程的关键是设计
13.3工程是设计方案物化的结果
对应课标的学习内容
科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四个方面。具体单元目标，见教学参考书。
“计量时间”单元目标
分课时教材分析
2
·单元起始课
·探索1：根据自然现象判断时间
·探索2：交流日晷计时的方法。
·探索3：燃香计时的方法。
·探索4：燃香计时的方法。
·研讨1：归纳小结
·研讨2：思辨不足
·研讨3：总结
·拓展：强调学以致用
培养归纳推理的科学思维
教学建议
要让学生通过分析获得的数据，计算、归纳、推理出燃香的速度基本是均匀的这一结论。
运用合适的实验材料
取质量较好且长度7寸（21厘米）的细檀香。顶部留出1厘米用于点燃，再将其余分成10等分，每等分2厘米，避免实验耗时过久。品质好的檀香烟味少，有效减少空气污染。
关注课后实践
建议课后开展实践活动，教师可以设计相应的学习实践单，指导学生更好地参与拓展活动，在实践中巩固所学知识，提高实践能力和创新能力。
起点
·情境：
用水钟计时
·探索1：
观察水流速度
·探索2：
测量水流速度
·探索3：
水流匀速的方法
·探索4：
原型启发，理解水钟计时的原理。
·研讨1、2：流水计时特点
·研讨3：思辨计时准确的关键。
·拓展：强调学以致用
发展分析归纳的科学思维
教学建议
观察古代利用流水计时的装置，结合自己的实验探究，理解滴漏装置计时的方法。
选择合适的实验材料
将漏水瓶换成200毫升的注射器，提升容器的硬度，方便固定，增加注水量的准确度。安装输液流速调节器调节出水孔水流速度，便于获取数据。
培养认真观察，细致记录的习惯
引导学生及时、科学、准确地记录观察发现。
·明确任务：
设计制作水钟
·制订方案：水钟类型、稳水装置、时间刻度
标准：有依据，可评价
情境：
汉代青铜漏壶
·水钟设计方案（图文结合）
·制作与测试1：制作
组内测试
·制作与测试2：测试
·交流：交流水钟设计的关键点并比较不同方案
·拓展：沉碗水钟
标准前置
教学建议
将评价标准的讨论安排在设计之前，充分讨论标准能更好地依据标准设计。
培养设计思维
关注设计要素，在设计前有所要求，设计中有所提示，设计后有所评价。
本节课内容较多，需根据学生的特点和需求进行重点内容的突破。
根据学生情况有重点突破
水钟设计展示
水钟设计展示
稳水装置测试
水钟作品展示
改进后的水钟展示
情境：
古代水钟原理示意图
·评估与改进：
强调工程思维，迭代。
·梳理改进措施
·改进设计
·完善作品
·交流：加深对工程设计的理解
·拓展：其它可流动物体制作计时工具
发展工程思维
教学建议
强调依据测试结果，进行评价，改进设计。回顾工程过程，提炼解决方案。
为学生提供一定的支架
为了更好地培养学生的动手实践能力，需要给予学生一定的材料支架、评价支架、交流支架等。推荐打孔器和生料带来制作溢水管，安全高效。水钟组装完毕后，先检查是否漏水，再画时间刻度。
·情境：
用机械摆钟计时
·聚焦：摆钟是怎样计时的
·探索1：观察摆的运动
·探索2：观察自制摆的运动
注重证据意识，多次实验及组间数据对比。
·探索3：观察自制摆（每10秒）的运动
·研讨：摆的运动特点
·拓展：生活中更多的摆
培养归纳推理的科学思维
教学建议
培养准确收集数据的能力
注意引导学生多次重复实验，合理记录并得出合适的结论（注意结论须符合实际数据），理解重复实验的意义，强化学生的证据意识。
强调学以致用
体现从特殊到一般的研究方法，无论是钟摆还是自制摆，摆的运动都具有相同的特点，强调这是摆运动的普遍规律。
关注摆在生活中的应用。
·情境：
机械摆钟的摆
·聚焦：研究摆的快慢
·探索1：猜测影响因素
·探索2：设计对比实验，检测猜测。
·实验方案（图文结合）
·探索3：制作一个秒摆（1秒摆动1次）
·研讨3：秒摆的摆长特点
·研讨1、2：摆的快慢影响因素与结论探讨
·拓展：探究摆的重心对摆的快慢的影响
·探究摆的快慢与摆锤质量的关系
强化“控制变量法”的思维训练
教学建议
本课探索环节包含两个对比实验，是训练学生科学思维的核心。建议教师将实验流程结构化、可视化，引导学生深度理解并应用对比实验“控制变量法”。
本课涉及大量数据记录（30秒摆动次数），教师要引导学生超越“记录员”的角色，学会分析和解读数据，从而发现规律，并思考其背后的科学本质。
培养学生的数据处理能力和实证精神
本课的最终目标是制作一个秒摆。教学时应将“探索3”的调试过程提升为一个完整的工程设计挑战，而不仅仅是验证结论后的简单操作。
凸显“工程设计与优化”环节
·情境：
生物进化谱系树及生物进化历史
·聚焦：探索生物出现的时间
·探索1：认识“生物时钟”
·探索2：了解“古生物时钟”（化石钟）
·交流化石与地层年代之间的关系
·探索3：总结比较各种各样的“生物时钟”
·研讨1：对生物时钟的梳理
·研讨2：化石类型与地层年代之间的理解
·研讨4：利用化石类型与古生代环境的关系
·研讨3：生物时钟与古生物时钟的异同点
·地层年代的测定方法
·拓展：文物是人类历史的时钟
设计“古今对话”的跨学科主题任务
教学建议
从自然史过渡到人类史，是进行跨学科教学的绝佳契机。建议设计一个融合科学、历史、地理的驱动性任务。
遵循“具体→抽象”、“现代→古代”的认知规律，经历“基于证据作出解释”的科学实践过程，理解科学家如何利用“证据”（生物痕迹）进行“推理”（判断时间）。
培养观察和推理的能力
单元小结和科学阅读
3
·梳理整个单元内容
·我的收获：单元评价内容
课堂学习评价
评价维度 评价内容 能做到的打“√”
会观测 制定计划，搜集证据
会分析 分析证据，推理结论
会表达 用科学的语言表达与交流，对结果进行解释和评估
会合作 组内合理分工，合作探究
单元学习评价
阅读是学生学习科学的一种途径。
教学时，可以结合在相关课文中进行。
像科学家一样思考
像工程师一样实践
谢谢！

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