4.7《时间与变化》教学设计-2026-2027学年科学六年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦“时间流逝通过事物变化体现”核心认知，衔接前六课计时工具学习，以地球生命演化时间线引发“无钟表如何知远古时间”的认知冲突，搭建从人工计时到自然时间痕迹的学习支架。 亮点在于递进式探究活动，从观察树木年轮等现代生物时钟，到分析珊瑚化石生长纹、地层化石分层图，结合马廷英科研故事，培养科学思维中的证据推理，通过记录单填写、古环境推测等探究实践，帮助学生建立“痕迹—时间—变化”证据链，为教师提供具象化教学资源，助力核心素养落地。

《时间与变化》教学设计 1、 教材分析 本课是教科版六年级上册第四单元《计量时间》的收尾升华课。前面六课，学生先后认识了日影、燃香、水钟、摆钟等计时工具，已具备用工具精准测量时间的能力。本课在此基础上跳出“制作、使用计时工具”的实操层面，聚焦“科学家凭什么推测亿万年前生物出现的时间”这一核心问题。教材围绕这一核心问题，设计了三个递进的探究活动：认识现代“生物时钟”、了解古生物时钟（化石钟）、总结比较各类生物时钟。从现代生物到古生物化石，再上升到“痕迹—时间—变化”的证据链思维，本课帮助学生建立“时间的流逝需要通过事物的变化来体现”这一科学认知，实现了从“会计量时间”到“懂时间本质”的认知升级。 2、 学情分析 六年级学生经过本单元前六课的学习，已经系统认识了日晷、水钟、摆钟等计时工具，能够精准使用摆钟、秒表等工具测量时间。在日常生活中，学生对树木年轮、贝壳纹路有所感知，通过科普纪录片了解过恐龙化石，对远古生物充满好奇心。但学生存在三个认知短板：一是无法区分现代生物时钟与化石时钟，不理解化石如何记录千万年地质时间；二是难以建立“地层分层、化石顺序对应生物演化时间”的逻辑；三是缺少证据推理的科学思维，容易主观猜测远古年代，不会通过化石证据推理古环境。教学中需要借助实物、示意图、视频搭建具象认知，引导学生在观察与推理中建立“痕迹—时间—变化”的证据链思维。 3、 学习目标 科学观念：知道生物周期性活动会在身体上留下生长痕迹（年轮、环纹、生长纹），这些痕迹就是“生物时钟”，能记录生物生存时长；知道化石保存在地层中，不同地层对应不同地质年代，化石组合和放射性同位素测定是判断生物出现时间的核心证据；通过地层化石可以还原远古时期的地理环境。 科学思维：通过观察纹路、分析地层化石示意图，开展对比、归纳、推理；依据化石分布顺序和生物时钟痕迹，推理生物年龄、地质年代和古生存环境，建立“痕迹—时间—变化”的证据链思维。 探究实践：能观察树木年轮、贝壳生长纹、龟甲环纹，归纳现代生物时钟的共同特征；能分析珊瑚化石生长纹和地层化石分层图，梳理化石判断地层年代的方法；能完成“各种各样的生物时钟”记录单。 态度责任：感受地球35亿年漫长生命演化历程，敬畏自然的时间尺度；体会古生物学家依靠化石、生物纹路开展科研的严谨实证精神；树立保护化石和地质遗迹的意识。 四、教学重难点 重点：认识各类现代生物时钟与化石时钟，掌握它们记录时间的特征；理解科学家依靠化石、地层、放射性同位素法推测生物出现时间的原理。 难点：建立地层分层、化石顺序与地质年代的逻辑关系；根据化石种类推理远古时期的地理环境，形成完整的证据推理思维。 五、教学环节 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 一、聚焦：没有钟表，科学家怎么知道亿万年前的事？（5分钟） 1. 回顾衔接：“通过本单元的学习，我们知道了古人用日影、燃香、水钟、摆钟来计时。有了这些工具，我们能知道现在几点、过了多长时间。但是——亿万年前，人类还没有出现，更没有计时工具。” 2. 呈现数据：“科学家发现，地球上大约35亿年前出现了像草履虫一样的原始生物；又过了大约30亿年才进化出鱼；再用大约2亿年时间才进化出恐龙；距今大约600万~700万年前才出现了最早的人类。” 3. 引发认知冲突：“没有钟表，科学家是怎么精准推算出这些时间的？” 4. 揭示课题：板书“时间与变化”。 回顾本单元学过的计时工具；倾听地球生命演化时间数据；思考“没有钟表如何知道远古时间”，产生认知冲突；明确本课探究的核心问题。 以震撼的地球生命演化时间线激发认知冲突；从“人工计时工具”自然过渡到“自然记录时间的痕迹”。 二、探索 活动一：认识现代“生物时钟”（8分钟）1. 引导思考：“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。你知道哪些生物体上有‘时间的痕迹’？” 2. 发放材料：分发树木年轮横截面标本或图片。 3. 指导观察：“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。” 4. 展示更多：出示海贝壳生长纹、龟甲环纹图片。“贝壳和龟甲上也有类似年轮的纹路。它们能告诉我们什么？” 5. 引导归纳：“树木年轮、贝壳生长纹、龟甲环纹，这些‘生物时钟’有什么共同特点？”引导学生归纳——都是生物周期性生长留下的痕迹，都能记录时间。 6. 记录：学生在记录单第一行填写树木年轮的特征。 思考并分享已知的生物“时间痕迹”；分组观察树木年轮标本，数年轮并估计树龄；观察贝壳生长纹和龟甲环纹图片；归纳现代生物时钟的共同特征；在记录单上记录观察发现。 从学生可能见过的树木年轮入手，建立“生物体记录时间”的直观感知；观察与归纳培养科学思维。 活动二：了解古生物时钟（化石钟）（12分钟） 1. 过渡：“现代生物能记录时间，古代生物也能吗？化石就是古代生物留下的‘时间痕迹’。” 2. 呈现珊瑚化石：出示珊瑚化石图片。“珊瑚化石上也有类似年轮的纹路——叫生长纹。” 3. 讲述马廷英的故事：“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珊瑚化石生长纹的观察和计算，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化。” 4. 呈现地层化石图：出示“地层中化石群演进”图。“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。一些物种可以形成化石保留在地层中。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。” 5. 讲解定年方法：“地层的绝对年代通常用‘放射性同位素方法’测定。” 6. 发放记录单：发放“各种各样的生物时钟”记录单。 7. 指导记录：引导学生填写珊瑚化石、地层化石的相关信息。 观察珊瑚化石图片，寻找生长纹；倾听马廷英发现珊瑚化石生长纹的科学故事；理解“化石生长纹→地球自转速度变化”的证据链；观察地层化石分层图；了解放射性同位素定年法；在记录单上记录化石时钟的特征。 以我国科学家马廷英的真实科研故事增强文化自信；地层化石图帮助学生建立“地层分层对应时间顺序”的空间概念。 活动三：总结比较各类生物时钟（5分钟） 1. 引导交流：“除了树木年轮，你还知道哪些‘生物时钟’？”引导学生补充——鱼鳞年轮、象牙纹路等。 2. 完成记录单：学生完成“各种各样的生物时钟”记录单的填写。 3. 引导比较：“将各种各样的钟进行比较，包括生物时钟和非生物时钟（摆钟、水钟等），谈一谈它们的异同点。”引导学生发现——相同点：都能记录时间流逝；不同点：生物时钟自然形成、无法调整，非生物时钟人为制造、可校准。 补充更多生物时钟的例子；完成记录单；对比生物时钟与非生物时钟的异同。 从树木年轮拓展到更多生物时钟；通过对比深化对两类“时钟”本质差异的理解。 三、研讨深化：证据推理，学以致用（7分钟） 1. 问题一：“除了树木年轮，你还知道哪些‘生物时钟’？”引导学生完整列举——贝壳生长纹、龟甲环纹、珊瑚化石生长纹、鱼鳞年轮、象牙纹路等。 2. 问题二：“如果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？”引导学生推理——中生代距今约2.01亿年—6600万年，这根树木就是在这段地质时期被掩埋形成硅化木的。 3. 问题三：“‘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可能是怎样的。”引导学生推理——古生代时这片区域曾经是广阔海洋，后来地壳抬升，海洋变为陆地，海洋生物遗骸埋入地层形成化石。 4. 总结提升：“从树木年轮到珊瑚化石，从地层化石到放射性同位素定年——科学家正是依靠生物体上留下的‘时间的痕迹’，一步步拼凑出地球35亿年的生命演化史。这就是‘痕迹—时间—变化’的证据链思维。” 列举多种生物时钟；推理中生代硅化木的形成时间；根据地层化石推理古环境；形成“痕迹—时间—变化”的证据链思维。 三个递进问题从“列举事实”到“推理年代”再到“还原环境”，层层深入；帮助学生建立完整的证据推理思维。 四、拓展延伸——从化石到文物（3分钟） 1. 呈现良渚炭化稻：出示杭州良渚遗址出土的炭化稻图片。“化石是地质历史的时钟，文物是人类历史的记录。考古学家利用‘放射性碳定年法’（碳十四断代法）测出这些炭化稻距今约5000年。” 2. 引导思考：“出土炭化稻的地区范围有多大？这些地区今天的环境有什么变化？” 3. 布置任务：课后查阅资料，思考良渚先民生活环境复原图是否合理；收集一句与节气、物候有关的谚语，思考它反映了怎样的“生物时钟”。 观察良渚炭化稻图片；了解碳十四定年法的应用；课后查阅良渚文化相关资料。 从“化石定年”拓展到“文物定年”，体现科学方法的普适性；将科学教育与中华文明探源工程有机结合。 学科网（北京）股份有限公司 $