认识简易计时器（教学设计）-2025-2026学年四年级下册科学人教鄂教版

该小学科学教学设计聚焦水漏、沙漏、日晷的结构与计时原理，通过展示日晷图片提问，连接学生日常计时经验与古代工具，搭建从已知到未知的认知支架，引导探究简易计时器工作原理。 以实验探究为主线，通过自制水漏记录不同水量流完时间、自制沙漏探究孔径与沙粒粗细影响等活动，培养科学思维与探究实践能力，结合古人计时智慧增强文化自信，落实态度责任，助力教师开展动手实践课堂，提升学生科学素养。

教学设计 课程基本信息 授课老师 授课班级 班级人数 课题 认识简易计时器 教学目标 （1）科学观念：初步理解时间的概念，知道时间可以通过有规律运动的物体或装置进行测量，认识水漏、沙漏、日晷的结构与计时原理。 （2）科学思维：通过观察和实验，探究影响水漏、沙漏、日晷计时的因素，培养分析问题和解决问题的能力。 （3）探究实践：通过动手制作简易计时器并进行实验，体验科学探究的过程，提升实践操作能力。 （4）态度责任：了解我国古人在计时技术方面的贡献，树立文化自信，认识到科学技术对人类生活的重要影响。 教学重难点 （1）理解时间的概念及其与人类生活的密切联系，能够区分 “时刻” 与 “时间间隔”，并举例说明时间在生活中的实际应用。 （2）通过观察和实践，探究水漏、沙漏、日晷的计时原理，分析影响计时准确性的因素，并初步体验科学探究的过程。 教学内容 （1）本节课的主要教学内容是认识简易计时器。 （2）本节课主要介绍了水漏、沙漏和日晷等简易计时器的结构与计时原理。学生将初步理解时间的概念，了解时间可以通过有规律运动的物体或装置来测量，并认识到这些计时工具与人类生活的密切关系。 （3）通过学习本节课，学生能够初步掌握简易计时器的工作原理，理解时间在日常生活中的重要性。此外，学生还将了解到中国古代在计时领域的贡献，从而增强文化自信，并体会到科学、技术进步对人类生活的积极影响。 教学过程 一、导入新课 激发兴趣，引入主题 (1) 教师展示一幅日晷的图片，提问学生：“大家看看这幅图上有什么？它有什么用途？”（学生可能会回答：“这是日晷，它用来计时。”） (2) 教师继续追问：“我们平常是怎么知道时间的？”“你们知道古代人用什么方法计时吗？”“除了日晷，古人还用过哪些计时工具？”“这些计时器的原理是什么？”（学生可能会提到水漏、沙漏等常见的计时方法和工具。） (3) 教师简单介绍本课的主题：“今天我们将探讨一些简易计时器的工作原理。让我们一起走进这个神秘又有趣的领域。” 二、讲授新课 （一）观察水漏，了解并探究水漏的计时原理 播放水漏的视频资料，引导学生认识水漏 (1) 教师播放一段关于水漏的视频资料，并提问学生：“水漏是如何工作的？”“它的主要组成部分是什么？”“猜猜各部分的功能是什么？”（学生认真观看视频，并思考问题。） (2) 视频结束后，教师引导学生结合课本上的图片和小资料，进一步了解水漏的基本结构和工作原理。 (3) 教师讲解：“水漏是利用水均衡滴漏的原理制成的计时工具。它包括容器（漏壶）、标尺（浮箭）等基本结构。水漏计时的准确度取决于水流的均匀程度，但容器中水量的多少会影响水滴漏的速度。因此，为了让水以均匀的速度往下流动，古人通过增加漏壶的数量来保持容器中的水量，从而提高计时的精确度。” 做水的滴漏实验，探究影响水漏计时的因素 (1) 教师引导学生自制简易水漏模型，并进行实验。学生可以记录并比较 50 毫升、100 毫升、200 毫升水缓慢流完所需要的时间。 实验步骤： 准备一个透明的塑料瓶，将其切割成两部分，底部钻一个小孔。 将上部倒置，放入下部，用胶带固定。 分别倒入 50 毫升、100 毫升、200 毫升水，记录每种水量流完所需的时间。 讨论： 实验中，学生需要记录每种水量的流速。 学生分组进行实验，教师巡回指导。 实验结束后，小组汇报实验结果，讨论影响水漏计时的因素。（学生可能会提到水量、水流速度等因素。） (2) 教师总结：“通过实验，我们发现水流量的均匀程度直接影响到水漏计时的准确性。为了提高计时的精确度，可以通过增加漏壶的数量来维持稳定的水流。” （二）观察沙漏，了解并探究沙漏的计时原理 出示沙漏实物模型，提出问题 (1) 教师出示沙漏的实物模型，并提问学生：“沙漏是由哪些部分构成的？”“沙漏是怎样工作的？”（学生观察沙漏并思考问题。） (2) 学生仔细观察沙漏，初步了解沙漏的计时原理。 学生可能的回答： 沙漏由两个玻璃球组成，中间有细小的通道连接。 沙子从一个球体通过细通道流到另一个球体，通过这种方法来计时。 (3) 教师进一步追问：“沙漏计时与什么因素有关？”“如何证明自己的想法？”（学生讨论并提出自己的假设。） 做沙的滴漏实验，探究影响沙漏计时的因素 (1) 教师引导学生自制简易沙漏模型，并进行实验。学生可以探究沙漏连接管道孔径的大小、沙粒的粗细、沙量的多少等因素对计时的影响。 实验步骤： 准备两个透明的瓶子，将它们连接起来。 在连接处钻一个小孔，调节孔径的大小。 倒入不同粗细的沙子，记录每次沙子流完所需的时间。 讨论： 实验中，学生需要记录每种条件下沙子的流速。 学生分组进行实验，教师巡回指导。 实验结束后，小组汇报实验结果，讨论影响沙漏计时的因素。（学生可能会提到孔径大小、沙粒粗细等因素。） (2) 教师总结：“通过实验，我们发现沙漏计时的时间长短与沙漏连接管道孔径的大小、沙粒的粗细、沙量的多少等因素有关。这些因素都影响着沙粒的流动速度，从而影响计时的准确性。” (3) 教师布置课后任务：利用身边的材料，设计制作一个能计时 1 分钟的沙漏。 （三）观察日晷，了解日晷的计时原理 出示日晷图片或播放有关日晷的视频资料 (1) 教师展示日晷的图片或播放相关视频，并提问学生：“日晷是由哪些结构组成的？”“你见过哪些不同类型的日晷？”“日晷的摆放有什么讲究吗？”“日晷是如何利用太阳光影的变化规律计时的？”（学生观察并思考问题。） (2) 学生阅读教科书第 58 页中的小资料，了解日晷的结构组成、放置方法及计时原理。 学生可能的回答： 日晷由晷针和晷盘组成。 晷针垂直穿过晷盘中心。 晷针与地平面的夹角等于当地的地理纬度。 日晷通常坐南朝北摆放。 (3) 各小组派代表在全班交流对日晷的结构组成、放置方法、计时原理等方面的认识。 做模拟计时活动，探究日晷是怎样计时的 (1) 教师引导学生用手电筒模拟太阳东升西落并照射日晷模型，观测时间。 实验步骤： 用手电筒模拟太阳光，照射日晷模型。 改变手电筒的角度，观察日晷上影子的位置变化。 讨论： 实验中，学生需要记录不同角度下手电筒照射时影子的位置。 学生分组进行模拟计时活动，填写活动记录单。 各小组派代表在全班交流展示模拟计时活动的过程、活动中的发现等。 (2) 提出思考问题：“日晷晷面朝什么方向摆放，日晷才能计时？”“晷盘倾斜角度的改变会影响日晷计时吗？” (3) 教师总结：“日晷是一种古代的计时仪器，是根据被太阳照射到的物体投下的影子位置来指示时间的。日晷有多种，常见的赤道式日晷由晷针、晷盘和底座组成，晷针垂直地穿过晷盘中心，晷针与地平面的夹角等于当地的地理纬度。日晷坐南朝北摆放。通过观察晷面上晷针影子的位置来判断时间。” 三、总结与拓展 总结本课所学 (1) 教师引导学生比较三种简易计时器的计时特点及其局限性。 讨论： 水漏的计时准确度取决于水流的均匀程度。 沙漏的计时准确度取决于沙粒的流动速度。 日晷的计时依赖于太阳的位置，受到天气和地理位置的限制。 (2) 学生交流对计时工具发展的认识，促使学生进一步理解科学技术的发展与人类生活的密切联系。 布置课后任务 (1) 教师布置任务：“课后搜集资料，了解其他类型的日晷。思考下述问题：它们的结构是什么样的？它们是怎样计时的？” (2) 教师鼓励学生根据本课所学和课后搜集的资料，初步确定自己打算制作哪种类型的日晷。 学科网（北京）股份有限公司 $