资源简介

粤教版 五年级上册 《时间与效率》单元 20.制作简易日晷 教学设计
单元 《时间与效率》 课题 制作简易日晷 课时 1
核心 概念 12.技术、工程与社会 13.工程设计与物化
学习内容及要求 12.2技术与工程改变了人们的生产和生活 知道技术对提高生产效率或工作效率的影响，举例说明应用适当技术可以提高生产效率或工作效率，应用所学科学原理设计并制作出可以提高效率的作品。 13.3工程是设计方案物化的结果 利用工具制作简单的实物模型，根据实际反馈结果进行改进并展示。
教学目标 科学观念（对客观事物的总体认识） 科学思维（对客观事物的认识方式） 探究实践（科学探究能力 技术与工程实践能力 自主学习能力） 态度责任（科学态度 社会责任）
科学观念 1. 知道产品的检测是工程技术流程中的必要环节，理解模拟检测是在真实检测受限时的一种有效替代方法。 2. 认识到工程设计需要经过“设计—制作—测试—改进”的完整过程，产品质量依赖于持续的迭代优化。 科学思维 1. 能够根据模拟检测的数据结果，分析日晷计时误差产生的原因（如晷针角度、刻度划分、方向对准等），初步培养基于证据的推理能力。 2. 在发现问题的过程中，能够提出有针对性的改进方案，发展工程思维中的优化意识。 探究实践 1. 能按照设计图完成简易日晷的制作，并能使用手电筒模拟太阳位置变化对日晷进行检测，记录实验数据。 2. 能依据检测结果对日晷提出改进方案，并愿意尝试改进自己的作品。 态度责任 1. 在制作和检测过程中养成严谨细致、实事求是的科学态度，如实记录检测数据。 2. 感悟古代计时工具中蕴含的智慧，体会精益求精的工匠精神，初步形成产品质量意识。
教学 重点 本课必须掌握的东西，如：科学原理需要掌握的，动手操作中需要掌握的等等。
经历“制作—模拟检测—记录分析—提出改进”的完整工程流程，掌握用手电筒模拟太阳检测日晷的方法。
教学 难点 学生难以掌握的东西，如：难理解什么？难操作什么？
设计手电筒的模拟照射方案（移动路线、入射角度、距离等）以贴近真实情境；根据检测数据准确诊断产品问题并提出可行的改进方案。
教学 准备 教师：1. 多媒体课件（含日晷结构回顾、模拟检测方法演示视频、手电筒照射方案示例） 2. 演示用简易日晷模型一套、强光手电筒一个 3. 小组活动材料包（每组：圆形硬纸板/泡沫板、竹签、量角器、橡皮泥、彩笔、直尺、双面胶） 4. 记录表格打印（模拟方案表、测试结果表、产品检测表、改进记录表各小组一套） 5. 评价量表（涵盖制作规范性、模拟检测方案合理性、数据记录完整性、改进方案可行性）
学生：1. 上一课设计的简易日晷设计图 2. 每组自备：强光手电筒1个（或教师统一提供） 3. 指南针（或手机指南针APP） 4. 科学笔记本、笔
教学过程
教学环节 教学活动 设计思路 教学备注
情境导入 明确检测任务（3分钟） 教师活动： 展示上一课学生设计的日晷设计图，提问：“上节课我们每个人都设计了自己的简易日晷，但设计图做出来了，产品就一定能用吗？我们怎么知道它能不能准确指示时间呢？”引导学生认识到：设计之后需要制作和检测。 学生活动： 思考并回答：需要做出来试一试、需要和真实时间对比。 以“设计图→实物产品”的转化问题切入，引出“检测”这一工程技术核心环节，激发学生对本课任务的期待。
二．制作实物模型（8分钟） 教师活动： 1.出示制作材料清单，回顾简易日晷的制作要点（晷针垂直于晷面、晷面仰角≈本地纬度30°、刻度均匀划分、正北方向标记）。 2.提醒安全使用剪刀等工具。 3.巡视指导，重点关注晷面角度和晷针垂直度。 学生活动： 小组合作，依据自己的设计图选择合适的材料，按照既定步骤完成简易日晷的制作。 紧扣教材“（1）根据自己的设计方案……完成简易日晷的制作”的要求，给足动手时间，确保每个小组都有一个可检测的实物产品。
三．方法学习 认识模块检测 （5分钟） 教师活动： 提问：“如果我们想检测日晷在一天中所有时刻是否准确，需要等一整天，太耗时了。有没有更快的方法？” 引出教材“方法学习”板块的核心概念：当真实环境检测受限时，可以创设模拟模型进行检测。 演示：用手电筒模拟太阳，绕日晷移动，学生观察晷针影子的变化。 追问：手电筒应该怎么照射才更贴近真实情境？（移动路线：东→南→西；高度变化：日出低→日中高→日落低；距离：远近适中） 学生活动： 观察教师演示，思考并讨论手电筒模拟的关键要素，初步形成模拟方案的概念。 突破“模拟检测”这一核心方法难点，让学生理解工程中“以模拟替代真实”的思想，这是本课区别于普通制作课的关键技术方法。
四．技能训练 设计模拟方案（6分钟） 教师活动： 出示教材中的“模拟方案”表格，组织学生小组讨论：如何用手电筒模拟日出、日中、日落三个时段的太阳位置？ 引导学生从“手电筒的高度、方向、与日晷的距离”三个维度进行方案设计。 请小组代表分享模拟方案，师生共同点评完善。 学生活动： 小组讨论并填写模拟方案表，明确三个时段手电筒的照射位置（如：日出—东侧低处约30cm；日中—正上方约40cm；日落—西侧低处约30cm），并记录在表格中。 落实教材“技能训练”板块的要求，让学生在动手模拟前先动脑设计，培养工程活动中的计划性和严谨性。
五．模拟检测 收集数据 （9分钟） 教师活动： 组织各小组按照制定的模拟方案进行检测：用手电筒依次模拟日出、日中、日落三个时段的照射。 指导学生在“测试结果”表中记录日晷所示时间（观察晷针影子所指刻度）。 提醒学生多次测试、取平均值，并注意手电筒位置的一致性。 学生活动： 小组合作进行模拟检测：一人手持手电筒按方案照射，一人观察记录日晷所示时间。 完成“测试结果表”和“产品检测表”（对比模拟时间与日晷所示时间）。 3.发现误差时进行二次验证。 落实教材“测试结果”和“产品检测表”的填写要求，让学生在真实操作中收集数据，为后续“讨论与发现”提供证据基础。
六．讨论发现 分析改进 （6分钟） 教师活动： 引导小组交流检测结果：日晷指示的时间与模拟时间是否相符？哪些时段误差大？ 组织学生分析问题产生的原因（可能原因：晷针不垂直、晷面 仰角不准、刻度不均匀、方向未对准北、手电筒模拟误差等）。 引导学生填写“改进方案”，提出具体的改进措施。 小结：工程产品往往需要经过“设计—制作—检测—改进”多次循环才能达到理想效果。 学生活动： 小组内讨论并填写“问题”和“改进方案”。 分享交流：我们发现的问题是什么？准备怎么改进？ 3.听取其他小组的建议，完善自己的改进方案。 落实教材“讨论与发现”板块，这是工程思维中的关键环节——从数据到问题诊断，从问题到解决方案，培养学生的反思迭代能力。
总结提升 （3分钟） 教师活动： 结合教材“总结与提升”板块，回顾本课的工程流程：制作实物→创设模拟检测→分析数据→发现问题→改进方案。 拓展：教材“思考与练习”第3题提到“尝试制作一个沙漏并对其效果进行检验”，今天的模拟检测方法也可以迁移到其他计时产品的检测中。 布置课后任务：根据改进方案完善自己的简易日晷，并带到下一课进行真实环境下的验证。 学生活动： 回顾本课所学，将工程流程整理在笔记本上。 强化“工程迭代”的思想，引导学生将本课习得的模拟检测方法迁移到其他产品的设计与制作中，体现单元“时间与效率”的延伸价值。
八．板书设计 第20课 制作简易日晷 一、工程流程 设计图 → 制作实物 → 模拟检测 → 数据分析 → 改进方案 安全用剪 手电筒模拟 二、模拟检测三要素 移动路线：东 → 南 → 西 高度变化：低 → 高 → 低 距离适中 三、产品检测表（示例） 时段 日出 日中 日落 模拟 6:00 12:00 18:00 日晷 5:30 11:45 17:20 →发现问题→改进 四、工程启示 产品需要检验，检验可以模拟，发现问题就要改进！

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