4.7 《时间与变化》（教学设计）-2026-2027学年科学教科版六年级上册

该小学科学教学设计聚焦“时间与变化”，核心知识点为生物时钟（年轮、生长纹等）和化石钟。课堂从树桩年轮图片导入，联系学生生活经验引出生物时钟，再过渡到古生物时钟和化石，构建从现代到古代的时间认知支架。 特色在于融合科学观念、科学思维与探究实践，如分组观察年轮推断年龄和气候，分析珊瑚化石生长纹理解地球自转变化，介绍马廷英研究培养态度责任。探究式教学提升学生观察推理能力，丰富资源助力教师高效教学。

小学科学教科版（2026版）六年级上册第四单元《计量时间》 第7课《时间与变化》教学设计（2026新教材·六年级） 一、核心概念、内容与要求 核心概念：生命系统的构成层次——生物体的生长和活动会随着时间产生规律性的周期变化，这些变化会在生物体上留下痕迹，形成“生物时钟”。古代生物的化石也同样保存着时间信息，科学家通过对化石的研究可以推断古生物的生活年代和地球环境的变化。 内容与要求： 1． 观察树干的年轮，认识年轮是树木生长过程中留下的时间痕迹，可以估计树木的年龄。 2． 了解海贝表面的生长纹、龟甲上的环纹等生物体上的时间痕迹。 3． 观察珊瑚化石的生长纹，了解古生物学家如何通过化石研究古代的时间（古生物钟）。 4． 知道我国古生物学家马廷英对珊瑚化石生长纹的研究贡献，发现从古到今一年中的天数在逐渐减少，地球自转速度在有规律地变慢。 5． 了解地层中化石群的演进，知道化石是研究生物进化和地质年代的重要证据。 6． 比较生物时钟与非生物时钟的异同，体会自然界中时间记录方式的多样性。 二、教材分析 本课是《科学》六年级“计量时间”单元的第7课时，也是本单元的最后一课。教材在前6课学习了日晷、燃香、水钟、摆钟等人造计时工具的基础上，将视野从人类发明的计时工具拓展到自然界本身记录时间的方式——生物时钟和化石钟。 教材从“亿万年前，人类还没有出现，更没有计时工具。但是，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……”切入，聚焦核心问题：“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？” 探索活动分为三个层次：一是认识“生物时钟”——观察树干的年轮（数一数年轮并测量宽度，估计树木年龄），调查更多生物体上时间的痕迹（海贝生长纹、龟甲环纹等）；二是了解古生物时钟（化石钟）——观察珊瑚化石生长纹，了解马廷英的研究发现，讨论珊瑚生长与季节的关系以及生长纹数量变化与地球自转周期的关系；三是搜集阅读资料，了解科学家通过化石判断地层年代的方法和实例，观察“地层中化石群演进”图。记录单要求学生总结和比较各种各样的“生物时钟”。研讨环节围绕生物时钟的种类、硅化木的年代推断、生物时钟与非生物时钟的异同、古生代环境推测展开。 本课体现了“演化”的思想，帮助学生从地球历史的时间尺度理解生命与环境的变迁，是科学史、生命科学和地球科学的融合。 三、学情分析 六年级学生对树木年轮有一定的生活经验（可能在野外或图片中见过树桩的年轮），知道年轮可以判断树的年龄，但对于年轮的形成原因和其他生物体上的时间痕迹缺乏了解。学生对化石可能有一些直观认识，但很少从“记录时间”的角度去理解化石的价值。我国古生物学家马廷英对珊瑚化石的研究是教材中的亮点，有助于增强学生的民族自豪感。本课内容涉及地质年代（古生代、中生代、新生代）和生物进化，学生可能对这些概念感到陌生，教师需要通过生动的图片和类比帮助学生建立时间尺度的概念。研讨中关于“地球自转速度变慢”的推论对学生来说比较抽象，需要教师用通俗的语言解释。 四、教学目标（四维表格） 维度 教学目标（用可观测行为动词表述） 科学观念 1. 能说出树木的年轮、海贝的生长纹、龟甲的环纹等是生物体上记录时间的痕迹。 2. 能说出化石是研究古生物年代和地球环境的重要证据，古生物钟可以帮助科学家了解地球的历史。 科学思维 1. 能通过观察年轮、生长纹等生物时钟，归纳出生物生长过程中会留下规律性的时间痕迹。 2. 能根据化石在地层中的分布，推断古生物出现的先后顺序和当时的环境特点。 探究实践 1. 能观察树干横截面，数一数年轮并测量宽度，估计树木的大致年龄。 2. 能阅读资料，了解珊瑚化石生长纹与季节变化、地球自转周期的关系。 3. 能观察“地层中化石群演进”图，描述不同地质时期的主要生物类群。 态度责任 1. 通过了解马廷英等科学家的研究，感受科学探索需要细致观察和长期积累。 2. 体会自然界本身就是一部记录时间的“大书”，激发对地球历史和生命演化的探究兴趣。 五、教学重点与难点 教学重点：认识生物体上的时间痕迹（年轮、生长纹、环纹等）和化石中的时间信息（古生物钟），理解生物时钟和化石钟的计时原理。 教学难点：理解珊瑚化石生长纹数量变化与地球自转周期之间的关系——从古到今一年中的天数在逐渐减少，说明地球自转速度在有规律地变慢。 六、教学准备 教具：多媒体课件（含树木年轮图片、海贝生长纹图片、龟甲环纹图片、珊瑚化石图片、马廷英研究资料、地层中化石群演进图、北京延庆硅化木图片）、树干横截面标本（或年轮图片放大图）、计时器 学具（每组）：树干横截面图片（或拓印年轮的纸样）1张、直尺1把、记录单（“各种各样的生物时钟”）、笔、放大镜（观察年轮细节用） 教室布置：4人一组，便于讨论和观察。准备一些树木年轮的实物标本（如树桩切片）增强直观感受。 七、教学过程 环节 时间 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 3分钟 出示树桩横截面的图片， 提问：“你能看出这棵树大概活了多少年吗？你是怎么知道的？”引导学生说出年轮。再出示海贝生长纹、龟甲环纹的图片， 提问：“这些也是时间的痕迹吗？”引出课题《时间与变化》。 观察年轮图片，回答“数年轮”。对生物体上的时间痕迹产生好奇。 （从树木年轮这一熟悉的现象切入，引出生物时钟的概念。） 聚焦 1分钟 出示教材“聚焦”板块问题：“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？”明确本课将通过观察生物时钟和化石来探究。 明确学习任务。 （聚焦核心问题。） 探索 （活动一） 8分钟 指导学生认识“生物时钟”。 ①分组观察树干横截面图片（或实物标本），数一数年轮的数量，估计树木的年龄。 ②用直尺测量年轮的宽度，观察不同年份年轮宽度的差异。 提问：“年轮的宽窄说明了什么？”（年轮宽窄反映当年气候条件——温暖湿润年轮宽，寒冷干旱年轮窄）。 ③出示海贝生长纹、龟甲环纹图片， 提问：“这些生物体上的纹路是什么？它们有什么共同特点？”引导学生认识到：生物的生长会留下规律性的时间痕迹。 分组观察年轮，数数年轮数量，测量年轮宽度。观察海贝生长纹、龟甲环纹图片，填写记录单。 （通过直接观察和测量，理解生物体上的时间痕迹。） 探索 （活动二） 10分钟 引导了解古生物时钟（化石钟）。 出示珊瑚化石图片，提问：“珊瑚化石上的生长纹能告诉我们什么？”讲述我国古生物学家马廷英的研究：20世纪30年代，马廷英发现古生代四射珊瑚外壁上有反映气候季节变化的生长线，珊瑚的生长纹类似树木的年轮，可以称为“年层”。介绍后续研究：美国学者威尔斯通过对比不同地质时期珊瑚的生长线，发现泥盆纪珊瑚每年约400条生长线，石炭纪约385-390条，现代珊瑚约360条。这说明地球自转速度在有规律地变慢——古代一年天数更多，一天时间更短。提问：“这个发现说明了什么？”引导学生理解：化石不仅是生物遗骸，更是记录地球历史的“时钟”。 阅读资料，了解马廷英的研究和古生物钟的概念。讨论珊瑚生长纹与地球自转的关系。 （通过科学史和具体数据，理解化石钟的计时原理，感受中国科学家的贡献。） 探索 （活动三） 8分钟 出示“地层中化石群演进”图（教材第124页）。引导学生观察从古生代到新生代地层中化石的变化。提问：“地层中化石有什么变化规律？你能看出生物进化的趋势吗？”引导学生发现：从古生代到新生代，化石中的生物从简单到复杂、从水生到陆生、从低等到高等。解释：科学家根据地层中的化石组合来确定物种出现的先后关系，地层的绝对年代用“放射性同位素方法”测定。展示北京延庆硅化木国家地质公园图片，提问：“硅化木是树木的化石，它告诉我们什么信息？” 观察地层化石群演进图，描述不同地质时期的主要生物类群。讨论化石在判断地层年代中的作用。 （通过地层化石的纵向对比，理解化石作为“地质时钟”的价值，建立生物进化的时间观念。） 研讨 6分钟 组织讨论四个问题（教师给出提示）： ①除了树木年轮，你还知道哪些“生物时钟”？ 提示：海贝生长纹、龟甲环纹、珊瑚生长纹、鱼类鳞片上的年轮、象牙的横截面纹路等。 ②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？ 提示：中生代距今约2.5亿年至6600万年，硅化木大约是在这个时间段被掩埋的。 ③将各种各样的钟进行比较，包括生物时钟和非生物时钟，谈一谈它们的异同点。 提示：相同——都能记录时间；不同——非生物时钟（日晷、水钟、摆钟）由人制造，可精确计量；生物时钟是自然形成的，记录的是生长过程中的时间信息，精度不如人造钟。 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可能是怎样的。 提示：该地区在古生代可能是海洋环境，后来地壳抬升变为陆地。 讨论并回答问题，比较生物时钟与非生物时钟的异同。 （深化理解，建立生物时钟与地球历史的联系。） 拓展 2分钟 展示更多“生物时钟”的实例：鱼类鳞片上的年轮、象牙横截面的纹路、叠层石的明暗纹层等。提问：“生物体上为什么会有这些规律性的痕迹？”（生物的生长节律与环境变化同步）。鼓励学生在生活中继续寻找时间的痕迹。 观察更多生物时钟实例，思考其形成原因。 （拓展视野，激发持续观察的兴趣。） 课堂总结 1分钟 总结：生物体在生长过程中会留下规律性的时间痕迹——生物时钟；化石是研究地球历史和生物进化的重要证据，被称为“化石钟”；自然界本身就是一部记录时间的“大书”。 回顾本课收获。 （强化核心概念，完成单元总结。） 布置作业 1分钟 必做作业： ①在校园或小区里找一棵被锯断的树桩，数一数年轮，估计树的年龄，观察年轮宽窄的变化。 ②查阅资料，了解珊瑚化石“古生物钟”的更多故事，写一段介绍。 选做作业：用木头或纸板制作一个“年轮模型”，标出不同年份的气候特点（宽年轮代表温暖湿润，窄年轮代表寒冷干旱）。 记录作业要求。 （延伸到课外，巩固观察和资料收集能力。） 八、板书设计 4.7时间与变化 一、生物时钟——生物体上的时间痕迹 树木年轮 → 每年一圈 → 可估计年龄 海贝生长纹、龟甲环纹 → 生长节律的记录 二、地球自转速度在变慢（古代一年天数更多） 三、地层中的化石 古生代 → 中生代 → 新生代 化石由简单到复杂、由水生到陆生 化石是研究地质年代和生物进化的重要证据 四、生物时钟 vs 非生物时钟 相同：都能记录时间 不同：生物时钟自然形成，非生物时钟人造 九、教学反思 本课作为“计量时间”单元的最后一课，将学生的视野从人类发明的计时工具拓展到自然界本身记录时间的方式，实现了从“人造钟”到“自然钟”的认识跨越。学生对树木年轮非常感兴趣，能主动数出年轮数量并估计树龄，测量年轮宽度的活动培养了动手操作能力。讲述马廷英研究珊瑚化石的故事时，学生对中国科学家的贡献感到自豪。理解“地球自转速度变慢”是本节课的难点，教师用“古代一年有400天，现在只有365天”的对比帮助学生建立了直观认识。地层化石群演进图的观察让学生对生物进化有了初步的时间概念。研讨中，学生能主动比较生物时钟和非生物时钟的异同，理解到位。时间分配合理，观察和讨论充分。不足之处是珊瑚化石生长纹的观察缺少实物标本，可用高清图片和视频弥补。整体上，本课成功完成了单元总结，帮助学生建立了“时间在自然界中无处不在”的观念。 十、课堂巩固练习 （一）填空题 1、树木的年轮可以告诉我们树木的________，年轮宽窄反映了当年的________条件。 参考答案： 年龄；气候 2、我国古生物学家________发现珊瑚化石上的生长纹可以反映气候的季节变化。 参考答案： 马廷英 3、通过对比不同地质时期珊瑚的生长线数量，科学家发现地球自转速度在________（填“变快”或“变慢”）。 参考答案： 变慢 4、化石是研究________和________的重要证据，被称为“化石钟”。 参考答案： 地质年代；生物进化 （二）选择题 1、下列生物体上的结构中，不能记录时间信息的是（ ） A. 树木的年轮 B. 海贝的生长纹 C. 龟甲上的环纹 D. 树叶的颜色 参考答案： D 2、科学家根据地层中化石的分布来判断生物出现的先后顺序，这种方法依据的是（ ） A. 化石的大小 B. 化石在地层中的位置 C. 化石的颜色 D. 化石的硬度 参考答案： B 3、古生物学家发现泥盆纪珊瑚每年约有400条生长线，现代珊瑚每年约有360条，这说明（ ） A. 古代珊瑚生长速度更快 B. 古代一年比现在长 C. 古代一年比现在短（天数更多） D. 珊瑚的生长线数量与时间无关 参考答案： C （三）判断题（正确打“√”，错误打“×”） 1、树木的年轮每年只长一圈，所以年轮数量等于树的年龄。（ ） 参考答案： √ 2、所有生物体上都留有记录时间的痕迹。（ ） 参考答案： × 3、我国科学家马廷英对珊瑚化石的研究为“古生物钟”理论做出了重要贡献。（ ） 参考答案： √ 4、化石只能告诉我们古生物的样子，不能告诉我们它们生活的时间。（ ） 参考答案： × （四）课堂实验探究题 题目：小明在野外发现一个被锯断的树桩，树桩的横截面上有清晰可见的年轮。他数了数年轮，共有35圈。他测量了年轮的宽度，发现有些年份的年轮很宽（约5mm），有些年份很窄（约1mm）。 （1）这棵树的年龄大约是多少岁？ （2）年轮宽窄不同说明了什么？宽年轮和窄年轮分别可能对应什么样的气候条件？ （3）如果小明想了解这棵树生长期间的气候变化，他应该怎样做？ 参考答案： （1）这棵树大约35岁（年轮数量等于树的年龄）。 （2）年轮宽窄不同说明不同年份的气候条件不同。宽年轮说明当年气候温暖湿润，树木生长快；窄年轮说明当年气候寒冷或干旱，树木生长慢。 （3）小明可以按顺序测量每一圈年轮的宽度，记录数据，制作成折线图，观察年轮宽度随年份的变化规律，从而推断这棵树生长期间的气候变化趋势。 学科网（北京）股份有限公司 $