资源简介

《时间与变化》教学设计
【教材分析】
本课是《计量时间》单元收尾拓展课，本单元前几课围绕人造计时工具（日晷、水钟、摆钟）展开，本课转换视角，聚焦天然生物时钟、地层化石时钟，建立“一切规律性变化均可记录时间”大概念。教材哦以生物进化树、树木年轮、贝壳生长纹、珊瑚化石、地层演化图、良渚考古素材为素材，分为聚焦、三大探索活动、分层研讨、考古拓展四大板块。
本课打通生物、地理、考古跨学科知识，让学生明白除人造钟表外，生物生长、地层沉积、文物遗存都是天然计时器，同时借助我国硅化木、良渚碳化稻史料渗透中华古科学、考古文化，为学生建立宏观时间尺度认知。
【学情分析】
六年级学生经过前几课的学习，已经掌握人造计时工具依靠均匀规律变化计时的核心原理，但容易局限于“人工制造的工具才能计时”思维。在生活中有见过树木年轮、贝壳纹路等，但不知道它们可以记录时间；不理解化石纹路怎样记录千万年尺度的时间。
学生对化石、考古素材好奇心强，课堂依托实物图、分层探究记录单、小组资料研读，用直观图文降低抽象地质时间理解难度，通过表格对比梳理各类时钟共性与区别。
【教学目标】
科学观念：
1.动植物生长会留下周期性纹路（年轮、贝壳纹、龟甲环纹），这类纹路被称为 “生物时钟”，能记录生物生长时长；
2.化石、地层是地质时钟，地层中化石组合可以判断地层形成年代，珊瑚化石生长纹能证明地球自转速度持续缓慢变慢；
3.人造钟表、生物时钟、化石时钟本质均依靠规律性变化记录时间，但周期精度、适用时间尺度差异巨大。
科学思维：
1.观察年轮、珊瑚化石图文素材，推理纹路周期与季节、年份的对应关系；
2.结合地层演化示意图，根据化石种类反推远古地理环境；
3.对比分析生物时钟与人造计时工具的异同，形成辩证对比思维。
探究实践：
1.小组合作搜集、梳理多种生物时钟特征，填写《各种各样的生物时钟》记录单；
2.研读珊瑚化石、地层资料，交流科学家依靠化石判定地质年代的方法。
态度责任：
1.了解我国古生物学家马廷英对珊瑚生长纹的研究成果，树立民族科学自信；
2.感受化石、文物承载的漫长地球与人类历史，建立珍惜时间、敬畏自然演化的观念。
【教学重难点】
教学重点：认识年轮、贝壳、珊瑚等生物时钟，掌握地层化石记录地质时间的基本逻辑。
教学难点：了解珊瑚生长纹与地球自转速度变化的关联，区分生物时钟与人造钟表的优缺点。
【材料准备】
教师：多媒体课件、树木横截面、贝壳、龟甲、珊瑚化石图。
小组：生物时钟素材卡、探究记录单。
【教学流程图】
【教学过程】
一、聚焦
复习导入：提问“之前我们学习的燃烧钟、水钟、摆钟依靠什么来计时？”，巩固“均匀、规律的变化可以计量时间”核心概念。
出示生物进化谱系图，讲解地球生命演化漫长历程：38 亿年前原始生物、数亿年鱼类、恐龙、哺乳动物直至人类祖先。
提出驱动核心问题：人类发明钟表只有几千年，科学家没有远古计时工具，是依靠什么证据推算不同生物出现的年代？板书课题《时间与变化》。
设计意图：用漫长生命演化情境打破学生对“计时工具 = 人造物品”的固有认知，制造认知冲突，引出天然生物、化石时钟探究主线。
二、探索
活动一：认识现代 “生物时钟”，梳理生长纹路特征
依次展示树干横截面、海贝、龟甲图片，讲解核心概念：生物随季节、年份周期性生长，会在身体上留下清晰纹路，这些纹路就是记录生长时间的 “生物时钟”。
分别进行观察探究：
① 树木年轮：一年形成一圈宽窄相间纹路，宽圈代表温暖多雨年份，窄圈代表干旱寒冷年份，数年轮可估算树龄；
② 海贝生长纹：每日、每月形成细密分层纹路，可推算贝类存活时长；
③ 龟甲板环纹：每年新增一道环纹，直观记录乌龟生长年限。
填写《各种各样的生物时钟》记录单，小组对照图片研讨，逐项填写不同生物时钟的特征，同桌互相补充完善。
小组代表上台分享记录结果，教师统一梳理板书三类生物时钟共性：周期性生长、受环境影响、只能记录自身生长时间。
设计意图：依托生物图片开展定性观察，建立生物时钟基础认知，用表格记录规范学生梳理信息的能力，为后续古生物化石时钟学习铺垫。
活动二：探究古生物化石时钟（化石钟）
出示珊瑚化石图片，同步出示我国古生物学家马廷英的科研史料，完整讲解研究发现：珊瑚化石表面保留清晰季节生长纹。
小组研读课件文字资料，开展分层讨论：
① 古代珊瑚每年生长纹路数量和现代珊瑚不同，反映出什么变化？
② 为什么珊瑚化石能成为记录远古年份的 “时钟”？
师生共同总结核心推论：远古一年天数更多，随着地球自转持续变慢，每年天数逐步减少，珊瑚化石纹路数量是佐证该推论关键证据。
出示地层化石演进分层示意图，讲解地层沉积规律：底层地层形成年代更早，不同地层留存专属古生物化石，化石组合可以判定地层地质年代，推算千万年前的时间。地层的绝对年代通常用“放射性同位素方法”测定。
补充地质年代划分：古生代、中生代、新生代及对应距今时长。
设计意图：结合本土科学家史料渗透文化自信，打通生物时钟到地质化石时钟的知识迁移，突破 “化石如何记录千万年时间” 教学难点。
活动三：汇总对比，整理所有类型“时钟”特征
结合前两项活动观察、阅读所得，小组合作完善记录单表格，横向对比树木、贝壳、龟甲、珊瑚化石四类时钟的形成原因、计时尺度、影响因素。
教师巡视指导，引导学生区分：现代生物时钟记录个体生长年限，化石时钟记录千万年地质年代。
全班汇总所有天然时钟种类，板书统一归类：现代生物时钟、古生物化石地层时钟两大类。
设计意图：通过表格汇总整合碎片化探究信息，建立结构化知识体系，为研讨环节对比人造钟表、天然时钟异同提供完整素材。
三、研讨
研讨问题1：除树木年轮外，你还知道哪些生物时钟？
预设回答：贝壳生长纹、龟甲环纹、鱼鳞纹路等，教师同步板书补充。
研讨问题 2：中生代地层中发现硅化木，这根树木是在什么年代被掩埋的？
明确结论：地层与其中化石形成时间同步，中生代距今约 2.5 亿 —6600万年，硅化木掩埋时间对应该时段；同步展示北京延庆硅化木公园实景图辅助理解。
研讨问题3：将各种各样的钟进行比较，包括生物时钟和非生物时钟，谈谈它们的异同点。
师生统一梳理：
相同：依靠稳定周期性变化记录时间流逝，均可判断时长；
不同：生物/化石时钟为自然形成，周期不均匀、易受环境干扰，记录跨度较大；钟表等是由人工制造，变化均匀稳定、计时精度高，测量时间范围有限。
研讨问题4：地层中化石群演进”图下部的化石主要是海洋生物留下的，说一说该地区古生代时的环境是怎样的。
结论：该地区在古生代时期可能是一片广阔的大海水体温暖、阳光充足，适宜海洋生物生存。后来随着地壳运动，海水退去，变成陆地。
设计意图：四层研讨问题由浅入深，先巩固生物时钟基础认知，再辩证对比天然、人造时钟的差异，最后结合地层图推理古地理环境，整合本单元全部计时相关知识，打通单元知识。
四、拓展
出示良渚遗址复原图、碳化稻与现代水稻对比图，讲解考古计时方法：碳十四放射性同位素定年，测出碳化稻距今约一万年，证明远古先民已规模化种植水稻。
布置课后探究任务：查阅资料，思考两个问题：①出土碳化稻的地区范围有多大？这些地区今天的环境有什么变化？这些地区的农作物类型是否仍然主要是水稻？②良渚先民生活复原图是否符合真实历史环境，下节课分享查阅成果。
设计意图：将地质化石计时延伸至人类考古计时，拓展时间记录的应用场景，融合历史、科学跨学科知识，引导学生课外自主资料探究。
【板书设计（生成）】
【学生记录单设计】
各种各样的生物时钟
“生物时钟” 特征
树木的年轮
贝壳的生长纹
龟甲上的环纹
珊瑚化石的生长纹(共15张PPT)
教科版 六年级上册《计量时间》单元
7.时间与变化
聚焦
亿万年前，人类还没有出现，更没有计时工具。但是，科学家能推测出地球上大约 38 亿年前出现了像草履虫一样的原始生物；又过了30多亿年才进化出鱼；再用 2 亿多年时间才进化出恐龙；然后又经过几千万年才出现了哺乳动物；距今大约 400万年前才出现了现代人类的祖先。
聚焦
科学家是根据什么证据推测各种生物在地球上出现的时间的？
探索
活动1：认识“生物时钟”
生物的活动会随着时间进行规律性的周期变化，
这些变化会在生物体上留下痕迹。
· 观察树干的横截面，数一
数它的年轮并测量其宽度，
估计树木的大致年龄。
树干的横截面
探索
活动1：认识“生物时钟”
生物的活动会随着时间进行规律性的周期变化，
这些变化会在生物体上留下痕迹。
· 调查、搜集更
多关于生物体
上时间的痕迹。
海贝表面的生长纹
龟甲上的环纹
探索
活动2：了解古生物时钟（化石钟）
和现代生物一样，古代生物体上也有反映其“年龄”特征的信息。那么，我们能知道古生物生活的年代和它们的生存环境吗？
我国古生物学家马廷英一百多年前就发现珊瑚化石上的生长纹记载了季节生长的过程。古生物学家通过对各个地质时期的四射珊瑚化石生长线的观察和计算，发现从古到今一年中的天数在逐渐减少，而一天的时数却在逐渐增加。这样的结果证明了地球自转的速度在有规律地变慢。
资料
珊瑚化石
探索
活动2：了解古生物时钟（化石钟）
和现代生物一样，古代生物体上也有反映其“年龄”特征的信息。那么，我们能知道古生物生活的年代和它们的生存环境吗？
· 观察珊瑚化石生长纹的变化，搜集、查阅资料，讨论古代珊
瑚虫生长与季节之间的关系。交流不同时期古代珊瑚虫生长
纹数量变化与地球自转周期之间的关系。
· 搜集、阅读资料，交流科学家通过化石判断地层年代的方法
和实例。
探索
活动2：了解古生物时钟（化石钟）
至少从古生代开始，地球就成了生机勃勃的星球，之后有数百万个物种先后出现又绝灭，构成了一幅壮观的生命演化图卷。一些物种可以形成化石保留在地层中。化石的出现、存续和灭绝是地质时代的天然记录。科学家正是根据一组地层中的化石组合来确定物种灭绝的先后关系，而地层的绝对年代通常用“放射性同位素方法”测定。
探索
活动3：总结和比较各种各样的生物时钟
研讨
研讨问题1. 除了树木年轮，你还知道哪些“生物时钟”？
研讨问题2. 在中生代地层中发现一根硅化木，你认为它大致
是在什么时间被掩埋下去的？
鱼鳞、贝壳生长纹、珊瑚生长纹、龟甲环纹
硅化木被掩埋的时间与地层形成时间一致，
中生代大致时间为2.5亿年至6500万年前。
研讨
北京延庆硅化木国家地质公园
研讨
研讨问题3. 将各种各样的钟进行比较，包括生物时钟和非生
物时钟，谈谈它们的异同点。
相同点：都能记录时间的流逝，提供时间信息。
不同点：
生物时钟：记录生物自身的生长周期，周期不均匀，
受环境影响大，信息是被记录的。
非生物时钟：是人造物品，均匀恒定，受环境干扰
小，信息是被测量的。
研讨
研讨问题4.“地层中化石群演进”图下部的化石主要是海洋生
物留下的，说一说该地区古生代时的环境是怎样的。
该地区在古生代时期可能是一片广阔的大海水体温暖、阳光充足，适宜海洋生物生存。后来随着地壳运动，海水退去，变成陆地。
拓展
化石是地质历史的时钟，文物是人类历史的记录。要了解祖先的生活，就要靠他们留下的文物来推测，例如杭州地区良渚遗址出土的碳化稻。考古学家利用“放射性碳定年法”（又称“碳十四断代法”）测出碳化稻距今约10 000年，这说明一万年前良渚人就已经会种植水稻了。而且，碳化稻储量巨大，说明水稻丰收。
杭州良渚遗址出土的碳化稻（左） 与现代水稻（右）的比较
拓展
请查阅资料，思考下列问题。
1.出土碳化稻的地区范围有多大？这些地区今天的环境有什么变化？
这些地区的农作物类型是否仍然主要是水稻？
2.下图为良渚先民生活环境复原图，我们认为是否合理？

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