第四單元精確時(shí)間的步伐1原子鐘尋親記【教學(xué)分析】本課教學(xué)內(nèi)容屬于技術(shù)與工程領(lǐng)域，學(xué)習(xí)目標(biāo)包括：主要概念17.技術(shù)的核心是發(fā)明，是人們對(duì)自然的利用與改造。17.1知道一些著名工程師、發(fā)明家的研究事跡，了解他們的設(shè)計(jì)和發(fā)明過程。17.3-2知道使用工具可以更加精確、便利和快捷。主要概念18.工程技術(shù)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)，工程是運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、解決實(shí)際問題和制造產(chǎn)品的活動(dòng)。18.1舉例說出，一項(xiàng)工程運(yùn)用到的科學(xué)技術(shù)和原理，如汽車剎車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中運(yùn)用到的科學(xué)與技術(shù)。學(xué)生在本課主要經(jīng)歷對(duì)計(jì)時(shí)工具的資料收集與整理任務(wù)。而學(xué)生收集資料的具體結(jié)果對(duì)本課任務(wù)的有效完成有一定的影響，教師需要在了解學(xué)生收集信息能力水平的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。學(xué)生最終通過對(duì)所收集信息的交流展示、比較分類等思維加工完成對(duì)技術(shù)的特點(diǎn)與意義的初步認(rèn)識(shí)。【教學(xué)目標(biāo)】（1）了解人類計(jì)時(shí)工具的發(fā)明和發(fā)展歷史，認(rèn)識(shí)重要儀器的原理、結(jié)構(gòu)與功能及優(yōu)缺點(diǎn)。（2）收集計(jì)時(shí)工具的信息并對(duì)這些信息進(jìn)行比較與分類，培養(yǎng)收集信息與處理信息的科學(xué)探究能力；在認(rèn)識(shí)某種計(jì)時(shí)工具使用局限性的過程中，培養(yǎng)反省思維的意識(shí)與習(xí)慣，培養(yǎng)反思評(píng)價(jià)能力。（3）激發(fā)研究計(jì)時(shí)工具的興趣，表現(xiàn)出對(duì)計(jì)時(shí)工具發(fā)展歷史中重要事件的發(fā)生原因、過程與結(jié)果的探究興趣。（4）了解并意識(shí)到人類對(duì)產(chǎn)品不斷改進(jìn)以適應(yīng)自己不斷發(fā)展的需求，知道人類的需求是促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。教學(xué)重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)重要儀器的原理、結(jié)構(gòu)與功能及優(yōu)缺點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：培養(yǎng)反省思維的意識(shí)與習(xí)慣，培養(yǎng)反思評(píng)價(jià)能力。【教學(xué)準(zhǔn)備】材料準(zhǔn)備：教師準(zhǔn)備：計(jì)時(shí)工具發(fā)展史相關(guān)課件，計(jì)時(shí)工具處理信息記錄單。學(xué)生準(zhǔn)備：課前收集計(jì)時(shí)工具的相關(guān)資料，初步了解計(jì)時(shí)工具的發(fā)展歷史。活動(dòng)場(chǎng)地：教室。【教學(xué)過程】本課按照信息類課程的科學(xué)過程進(jìn)行組織：提出問題收集信息展示信息處理信息得出結(jié)論。1.童話導(dǎo)入，提出問題，初步了解計(jì)時(shí)工具發(fā)展史師：如果現(xiàn)在有人問你：現(xiàn)在是什么時(shí)間？你怎么獲得時(shí)間的信息呢？生：我可以看電子表知道時(shí)間。師：對(duì)，電子表是一種計(jì)時(shí)工具。你們還知道哪些計(jì)時(shí)工具？是怎么了解到的？生：我還知道有水鐘，我媽媽曾經(jīng)給我介紹過。生：我知道有全自動(dòng)手表，我爸爸戴的就是那種表。生：我媽媽戴的是石英表。生：還有懷表，我在電影和賣計(jì)時(shí)工具的地方都看到過。生：還有日晷，我到上海玩時(shí)看到過。生：體育課上，老師給我們跑步計(jì)時(shí)用的秒表。師：這么多計(jì)時(shí)工具呀！誰知道世界上現(xiàn)在最精確最先進(jìn)的計(jì)時(shí)工具是什么嗎？它叫原子鐘，雖然它看上去不像計(jì)時(shí)工具，但是它卻是當(dāng)今世界上最精確的計(jì)時(shí)工具。原子鐘有一個(gè)愿望，想了解它們計(jì)時(shí)工具家族的成員和歷史，讓我們和原子鐘一起穿越時(shí)空，來了解一下計(jì)時(shí)工具的發(fā)展歷史吧。（課件展示：原子鐘尋親記）師：從這段動(dòng)畫片中你收集到了計(jì)時(shí)工具的哪些信息？生：我知道了人類很早就發(fā)明了計(jì)時(shí)工具，它叫日晷。生：人類發(fā)明了很多計(jì)時(shí)工具，我最想研究水鐘了。生：我知道人類用過燃香和點(diǎn)蠟燭來計(jì)時(shí)。生：生：計(jì)時(shí)工具越來越好用了。師：好用的意思是什么？生：就是越來越準(zhǔn)。生：而且用起來越來越方便。生：2.小組合作，展示交流，進(jìn)一步了解計(jì)時(shí)工具的特點(diǎn)師：課前同學(xué)們都收集了一些關(guān)于計(jì)時(shí)工具的資料，各小組先在組內(nèi)將收集的資料交流一下，然后可以自己確定資料展示的順序，也可以選擇一兩種計(jì)時(shí)工具的資料在全班進(jìn)行展示交流。（學(xué)生分組整理，教師深入各組了解學(xué)生分類的標(biāo)準(zhǔn)，并給予適當(dāng)指導(dǎo)）師：哪個(gè)組先展示一下你們整理好的資料？好，你們組給大家介紹一下吧！生：我們組收集到很多計(jì)時(shí)工具的圖片，有日晷、有沙漏、有水鐘、有水運(yùn)儀象臺(tái)、有法國(guó)生產(chǎn)的自鳴式機(jī)械鐘、有20世紀(jì)人們戴的懷表、有機(jī)械擺鐘、有第一塊石英手表，還有原子鐘。師：了不起，收集到的圖片真多！他們一共收集了多少種計(jì)時(shí)工具？還有補(bǔ)充的嗎？生：我們找到的機(jī)械鐘還有日本、德國(guó)的。師：這兩個(gè)組收集到的都是什么資料？生：計(jì)時(shí)工具圖片。師：還有哪個(gè)組想來展示一下？生：我們了解到日晷是人類最古老的計(jì)時(shí)工具，漏壺是擺脫了天文現(xiàn)象的計(jì)時(shí)儀器。 “水運(yùn)儀象臺(tái)”是中國(guó)宋朝的機(jī)械師蘇頌在公元1088年發(fā)明的。第一塊懷表是1511年，荷蘭人彼得亨萊茵制成的，但它只有時(shí)針而沒有分針和秒針。擺鐘1656年產(chǎn)生于荷蘭天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家克里斯蒂安惠更斯的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。第一塊石英手表叫“Seiko Astron”，是1969年由瑞士人創(chuàng)意、日本精工企業(yè)制作的，其價(jià)格在當(dāng)時(shí)相當(dāng)于一部汽車。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所的銫原子鐘是目前世界上最精確的計(jì)時(shí)工具，在3億年的時(shí)間內(nèi)的誤差不會(huì)超過1秒鐘。師：他們是按什么來整理資料的？生：是按計(jì)時(shí)工具出現(xiàn)的時(shí)間順序。生：我們給他們補(bǔ)充幾點(diǎn)：機(jī)械鐘的出現(xiàn)大大提高了時(shí)鐘的精確度。1350年，第一座機(jī)械鬧鐘出現(xiàn)于德國(guó)，到16世紀(jì)初，意大利教堂中就響起了機(jī)械鐘聲。1583年，伽利略發(fā)現(xiàn)單擺的等時(shí)性，這是時(shí)鐘歷史上的一大進(jìn)步。在前人的研究基礎(chǔ)上，1656年，荷蘭天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家惠更斯提出了單擺原理并制作了第一座自擺鐘，從此，時(shí)鐘在一天內(nèi)的誤差可以以秒來計(jì)算。在1762年，最好的機(jī)械表已經(jīng)能夠達(dá)到每3天才差1秒鐘的精確程度。這樣的時(shí)鐘，即使在如今的日常生活中也足夠用了。但在天文、物理等科學(xué)領(lǐng)域中，人們對(duì)時(shí)間精確度的要求，卻并不以此為止境。師：他們補(bǔ)充了什么鐘的資料？生：機(jī)械鐘。師：你們覺得這種交流有什么好處？生：別人找到的資料，你就不要浪費(fèi)時(shí)間再去找了。3.處理信息，比較與分類計(jì)時(shí)工具，發(fā)現(xiàn)工具的發(fā)展特點(diǎn)師：你們真棒！現(xiàn)在通過收集整理資料，你們對(duì)計(jì)時(shí)工具有更深了解了嗎？生：有！師：那，我來考考你。你們一共收集了多少種計(jì)時(shí)工具的資料？能按一定的標(biāo)準(zhǔn)給它們分類嗎？（小組討論，然后匯報(bào)交流）生：我們一共收集了9種計(jì)時(shí)工具的資料。按時(shí)間可以分成兩大類，第一類是古代鐘，有日晷、沙漏、水鐘和水運(yùn)儀象臺(tái)。第二類是近現(xiàn)代鐘，有機(jī)械鐘、懷表、機(jī)械擺鐘、石英手表、原子鐘。生：我們有不同的分法。我們把日晷、沙漏、水鐘、水運(yùn)儀象臺(tái)分為一類，這些計(jì)時(shí)工具材料都是用石頭、鐵針、沙子、水；我們把機(jī)械鐘、懷表、機(jī)械擺鐘分為第二類，它們是機(jī)械鐘；第三類是石英手表；第四類是原子鐘。生：我認(rèn)為應(yīng)該把日晷單獨(dú)分為一類，因?yàn)樗?jì)時(shí)還需要陽光照射它；而沙漏、水鐘、水運(yùn)儀象臺(tái)就不需要。后面我們和他們分的一樣。師：把日晷分出來，你們同意他們做的修改嗎？生：同意。師：這是按什么分的？生：它們的計(jì)時(shí)原理不一樣。師：它們都是怎樣計(jì)時(shí)的？能簡(jiǎn)單說說你的理解嗎？生：日晷是利用太陽照射時(shí)晷針投下的影子計(jì)時(shí)的。生：擺鐘是利用擺有規(guī)律的擺動(dòng)來計(jì)時(shí)的。生：石英表是利用石英晶體有規(guī)律的震動(dòng)計(jì)時(shí)的。師：如果我們將這些計(jì)時(shí)工具的最小精確值比一比，我們會(huì)有什么發(fā)現(xiàn)呢？可以小組先研究一下。生：我們發(fā)現(xiàn)計(jì)時(shí)工具的最小精確值越來越小。師：能具體說一說嗎？生：例如日晷的最小精確值是一刻鐘，就是現(xiàn)在的十五分鐘，而到了擺鐘就到了1秒了，而到了秒表就更小了。師：最小精確值越來越小有什么好處嗎？生：測(cè)出的時(shí)間更準(zhǔn)了。師：為什么人類能發(fā)明越來越準(zhǔn)的計(jì)時(shí)工具呢？生：有很多的發(fā)明家和科學(xué)家的貢獻(xiàn)。生：人類會(huì)積極動(dòng)腦，會(huì)思考。生：師：課后同學(xué)們?nèi)绻袡C(jī)會(huì)可以到有關(guān)的博物館、科技場(chǎng)館再了解一些計(jì)時(shí)工具的發(fā)展歷史，如果有新的發(fā)現(xiàn)請(qǐng)告訴大家。【教學(xué)反思】本節(jié)課用課件來展示童話故事原子鐘巡親記，使學(xué)生真實(shí)地了解計(jì)時(shí)工具的發(fā)展史，激起學(xué)生探究計(jì)時(shí)工具的愿望。教師要配以親切的語言，講解、展現(xiàn)計(jì)時(shí)工具的發(fā)展過程。以此引導(dǎo)學(xué)生自主探究，進(jìn)一步了解有關(guān)計(jì)時(shí)工具的知識(shí)。收集資料與交流展示是本課教材的重點(diǎn)部分，主要目的是為后面幾課研究具體的計(jì)時(shí)工具積累資料。此項(xiàng)活動(dòng)可以引導(dǎo)學(xué)生通過漫游鐘表店、上網(wǎng)、到圖書館看書、走親訪友看計(jì)時(shí)工具等方法收集資料。但要提醒學(xué)生把收集到的資料隨時(shí)記錄下來，這樣便于整理交流。通過收集資料可以調(diào)動(dòng)學(xué)生腦海里已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，喚起對(duì)計(jì)時(shí)工具的回憶。把收集、整理到的資料拿出來與同伴交流、分享、整理、總結(jié)，需要教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)與輔助。對(duì)計(jì)時(shí)工具進(jìn)行比較與分類是更宏觀的觀察活動(dòng)和分析整理資料的過程，是更深層次的觀察和提問，展示從古到今各種計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)多樣性，并初步認(rèn)知計(jì)時(shí)工具的發(fā)展特點(diǎn)。【總結(jié)點(diǎn)評(píng)】“學(xué)起于思，思源于疑”，教師要非常注重培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)。本課由于是單元首課，所以教師組織學(xué)生對(duì)計(jì)時(shí)工具進(jìn)行一次提出問題的活動(dòng)，并記錄于“問題銀行”中，這為后續(xù)的學(xué)習(xí)明確了方向。對(duì)資料的整理與展示，教師鼓勵(lì)學(xué)生自主選擇展示方案，大膽放手讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)。但自主探究絕不等同于不管不問、放任自流，教師充分發(fā)揮了其主導(dǎo)作用，使學(xué)生的自主探究和合作交流真正落到了實(shí)處