自制日晷（教学设计）-2024-2025学年科学四年级上册湘科版（2017）

自制日晷 教学设计 教学内容 （1）本节课的主要教学内容是制作并使用日晷。 （2）本节课主要介绍了日晷的历史背景、工作原理以及如何制作和使用简易日晷。通过故事的形式，学生可以了解到古人是如何利用自然现象来解决时间计量的问题，进而激发他们的好奇心和探索欲。 （3）通过学习本节课，学生能够掌握制作日晷的基本步骤，并学会如何使用日晷进行计时。此外，通过实践活动，学生还可以体验到古人利用自然规律解决问题的过程，从而加深对科学探究方法的理解。同时，学生也能在动手实践中培养耐心和细心的品质，并在观察中发现自然界的规律美，增强对科学的兴趣和热爱。 教学目标 （1）了解日晷是古人利用太阳投影方向测定、划分时刻的工具，知道日晷的基本结构和原理。 （2）能够根据日晷的原理，动手制作简易日晷，并掌握用日晷计时和观测影子变化的方法。 （3）在制作和观测日晷的过程中，激发对古代科学发明的好奇心和探究欲望，体会古人智慧的伟大。 教学重点 （1）理解日晷的工作原理，即利用太阳投影方向测定、划分时刻。 （2）掌握制作简易日晷的方法及用其进行计时观测的操作。 教学难点 （1）理解日晷利用太阳投影方向测定、划分时刻的原理，并能够准确解释赤道式日晷消除计时偏差的机制。 （2）掌握日晷的制作方法，以及如何使用自制日晷进行实际观测和记录影子的位置变化。 教学方法 讲授法、实验法、讨论法 教学准备 （1）多媒体设备。 （2）《日晷的历史与原理》原文。 教学活动及主要语言 一、教学导入 （1）提问：在钟表发明之前，古人是如何测量时间的呢？（生：可以观察太阳的位置，使用日晷等工具。） （2）老师接着介绍日晷，通过课件展示并解释日晷的工作原理。日晷是古代的一种重要计时工具，它利用太阳投影的方向来测定和划分时刻。（最早的日晷出现在汉代，赤道式日晷则因其晷针与晷面垂直的设计而著名，这种设计使时间刻度均匀分布，有助于古人在没有现代计时器的情况下精确地分辨时间。） 二、新课学习 1. 日晷的故事 资料阅读：学生阅读事先准备的日晷故事资料，了解从最初使用竖直立杆测影计时到后来发明更精准的赤道式日晷的发展历程。这不仅是科技的进步，也是文明发展的见证。 讨论与交流：老师提出问题，“从这个故事中，你学到了什么？”（学生可能会提到科学技术对社会发展的推动作用，或是对古代智慧的赞叹。例如，生1：“我发现古人很有创造力，能利用简单的工具来解决复杂的问题。” 生2：“我觉得科技的进步让我们的生活变得更加便利了。”） 小结：通过讨论，同学们了解了人们是如何发现并改进传统测时方法的。特别是赤道式日晷的设计思路——将立杆倾斜指向正北，使得晷针上端始终指向北极星，同时晷针与地平面之间的角度等于当地地理纬度。这一设计不仅解决了早期测量方法中存在的偏差问题，还大幅提高了日晷的准确性。 2. 制作日晷 材料与步骤讲解：教师首先展示制作日晷所需的材料及组装步骤，并详细说明每一步的操作方法。 动手实践： 学生按老师的演示开始尝试组装简易日晷模型。 在此过程中，教师巡视指导，确保每个小组顺利完成任务。如遇到困难，教师可适时提供帮助。 组装完成后，组织学生们围坐一起分享经验心得。（学生A：“我发现用胶水固定晷面和晷针是最难的部分。” 生B：“我认为最关键的是确保晷针和晷面之间的角度正确。”） 探讨使用方法： 老师引导学生们讨论如何使用自制的日晷测量具体的时间。 （生：“我们可以通过记录不同时间段下晷针影子的具体位置变化来估算当前的时间。”） 教师补充说明，并给出正确的使用示范。 实践任务布置： 请所有同学连续几天观察并记录每天同一时刻太阳投射下的晷针影子的确切位置，并将其绘制下来保存于活动手册中。 观察结束后，组织一次班级分享会，比较分析每个人记录结果的差异及其可能原因。例如，讨论天气变化、地理位置等因素对测量结果的影响。 3. 反思总结 回顾探究过程：在课程即将结束之际，老师带领大家回顾整个探究过程中遇到的问题以及解决这些问题的方法。 思考改进方案： 引导学生思考，如果有机会改进自己的日晷设计，他们会做哪些改变？ 学生可以自由发言，表达个人的想法与建议。（生1：“我觉得如果增加一个水平仪，可以帮助我们更好地校准日晷的角度。” 生2：“我们可以在晷面上加上更多的标记，使读数更加准确。”） 鼓励创新思维： 老师鼓励学生继续保持好奇心，继续探索关于时间测量的知识，也许未来某天他们能够创造出比日晷更加先进的计时工具。 三、整理，下课 提醒学生收拾好桌面上的所有物品，保持教室整洁；同时鼓励他们带着好奇继续探索关于时间测量方面的知识，或许将来能够开发出更为先进的计时工具。 $$