小学科学人教鄂教版 (2017)四年级下册第六单元 简易计时器18 制作日晷教学设计

小学科学人教鄂教版(2017)四年级下册第六单元简易计时器18制作日晷教学设计科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）小学科学人教鄂教版(2017)四年级下册第六单元简易计时器18制作日晷教学设计设计意图一、设计意图本节课紧扣课本日晷原理，通过引导学生利用简易材料制作日晷，让学生在实践中理解太阳影子变化与计时的关系，培养动手操作与观察能力，感受古代科技智慧，联系生活实际，激发对计时工具探究的兴趣。核心素养目标二、核心素养目标通过制作日晷，形成太阳影子变化与计时关系的科学观念；运用影子变化规律分析时间，发展科学思维；在动手制作与观察记录中提升探究实践能力；感受计时工具的演变，体会科技发展与社会需求的关系。重点难点及解决办法三、重点难点及解决办法重点：理解日晷利用太阳影子变化计时的原理（来源于课本日晷工作核心）。难点：准确制作日晷并正确使用（来源于学生动手操作中晷针角度、刻度划分的实际困难）。解决方法：通过课本日晷结构图分析原理，小组讨论影子与时间关系；分步指导制作，强调晷针垂直于晷面。突破策略：用手电筒模拟太阳照射模型，观察影子变化规律，结合课本示意图调整刻度，多次测试校准时间。教学方法与策略四、教学方法与策略采用项目导向学习与讲授结合，引导学生理解日晷原理；设计小组合作制作活动，通过实验观察影子变化，促进互动；使用课本插图和实物材料（如纸板、铅笔），辅以手电筒模拟太阳照射。教学实施过程五、教学实施过程1.课前自主探索教师活动：发布预习任务：推送课本中日晷结构图、影子变化示意图及制作步骤视频，明确预习目标为“了解日晷基本结构及影子变化规律”。设计预习问题：“日晷的影子方向和长短与太阳位置有什么关系？制作日晷时晷针为什么要垂直？”监控预习进度：通过班级群收集学生笔记或疑问截图。学生活动：自主阅读课本资料，绘制日晷简易图；思考问题，记录“影子变化与时间对应关系”的疑问；提交预习笔记。教学方法/手段/资源：自主学习法、课本图文资源、微信群。作用与目的：提前感知日晷原理，为重点（原理理解）铺垫。2.课中强化技能教师活动：导入新课：播放古代日晷计时视频，引出“影子如何计时”。讲解知识点：结合课本图示，分析太阳东升西落导致影子变化规律，强调晷针垂直是关键。组织活动：小组合作用纸板、铅笔制作日晷，用手电筒模拟太阳，调整角度观察影子移动，划分刻度。解答疑问：针对“刻度不均匀”问题，引导对比不同时刻影子长度。学生活动：听讲并思考影子变化逻辑；参与制作，调整晷针角度；观察模拟实验，讨论刻度划分依据。教学方法/手段/资源：讲授法、实践活动法、合作学习法、课本图示、手电筒、纸板。作用与目的：通过实践突破难点（准确制作与使用），深化重点（原理理解）。3.课后拓展应用教师活动：布置作业：用自制日晷记录一天中整点影子位置，绘制影子变化图。提供拓展资源：推荐课本“科技史上的计时工具”阅读页及科技馆线上资源。反馈作业：点评影子记录的准确性，强调“天气影响”注意事项。学生活动：完成日晷影子记录，分析规律；阅读拓展资料，思考现代计时工具与日晷的联系；反思制作中的不足（如刻度划分误差）。教学方法/手段/资源：自主学习法、反思总结法、课本拓展资源。作用与目的：巩固重点（影子变化规律应用），提升难点解决能力（实际操作校准）。教学资源拓展六、教学资源拓展拓展资源：1.不同类型日晷：赤道日晷（晷面与赤道平行，晷针指向北极星，刻度均匀）、地平日晷（晷面水平放置，刻度随纬度变化，适合当地使用）、立晷（垂直竖立，常见于古代中国，如汉代圭表结合的日晷），结构差异导致计时原理不同，均基于太阳影子变化。2.日晷历史与文化：中国古代日晷（如周代土圭、汉代赤道日晷，用于历法制定与日常计时）、古埃及影子钟（利用方尖碑影子划分时段，公元前1500年使用）、古罗马公共日晷（广场计时，晷面刻度对应季节），体现不同文明对时间测量的探索。3.影子变化科学原理：太阳高度角与影子长短关系（太阳高度角越大，影子越短；早晚太阳高度角小，影子长）、方向变化（太阳东升西落，影子西→东移动），结合季节（夏至太阳直射北回归线，影子短；冬至影子长）与纬度（高纬度地区影子变化幅度大）的影响，深化计时原理理解。4.计时工具演变：从日晷（自然现象）到水钟（漏刻，水流速度计时）、沙漏（沙流计时）、机械钟（齿轮摆锤，13世纪欧洲）、电子钟（电流振荡）、原子钟（原子振动，精度达10^-9秒），展示计时工具如何推动社会发展（如农业、航海、科技）。拓展建议：1.影子观察记录：选晴天固定地点（如阳台地面），插一根垂直竹竿（高30cm），从6:00-18:00每小时记录影长（用直尺测量）、方向（用指南针标注），绘制“影子变化折线图”，标注太阳位置（东、东南、南、西南、西），分析影子与太阳位置的对应关系，验证课本“影子变化与计时”结论。2.制作多类型简易日晷：在课本纸板日晷基础上，用硬纸板制作地平日晷（晷面圆形，中心插垂直晷针，刻度按当地纬度划分，参考课本“影子变化示意图”调整角度）；用饮料瓶剪半装沙做沙漏，对比日晷与沙漏的计时差异（沙漏不受天气影响，但需定期校准），理解不同工具优缺点。3.阅读科普绘本：阅读《时间的故事》（伊芙·邦廷）、《古代的计时工具》（中国少年儿童出版社），重点了解日晷在古代生活中的应用（如农民播种、学生上学、官员办公），以及“漏刻”如何与日晷配合使用（阴天时用水计时），感受科技与生活的联系。4.实地考察日晷：在家长陪同下，参观当地科技馆“古代科技展厅”或公园中的日晷景观（如城市广场的赤道日晷），观察实物晷针材质（金属、石质）、晷面刻度（数字、符号），用自制日晷对比实物计时效果，思考实物日晷更精确的原因（如晷针稳固、刻度精细、材质耐风化）。5.影子创意活动：开展“影子剧场”游戏，用手电筒模拟太阳，用手影模仿动物、物品，记录不同角度下影子形状变化；设计“多功能日晷”，在晷面添加季节刻度（如春分、夏至、秋分、冬至），或结合简易湿度计（头发湿度计），观察天气对影子的影响（阴天无影子，雨天无法使用），培养跨学科思维。6.分析工具局限性：讨论日晷的不足（阴天、雨天、晚上无法使用，高纬度地区冬季影子变化小），思考改进方案（如结合水钟、沙漏作为补充，或添加夜间照明装置）；对比现代电子钟（如手机时钟）与日晷的计时精度，记录“1小时内电子钟误差”与“日晷影子移动误差”，理解“科技进步解决工具局限性”的道理，呼应课本“科技发展与社会需求”主题。重点题型整理七、重点题型整理1.简答题：日晷是利用什么自然现象来计时的？请描述影子在一天中的变化规律。答案：日晷利用太阳影子变化计时。规律：太阳东升西落，影子方向由西向东移动；正午太阳高度角最大，影子最短；早晚太阳高度角小，影子最长。2.操作题：制作日晷时，晷针为什么要垂直于晷面？如果晷针倾斜，会对计时产生什么影响？答案：晷针垂直确保影子移动规律与太阳运行轨迹一致，计时准确。若倾斜，影子移动方向与时间对应关系错乱，刻度划分失效。3.分析题：一天中，用自制日晷观察影子，发现中午12点的影子指向正北方，但影子长度比上午10点短，请解释原因。答案：中午太阳高度角大于上午，太阳直射程度高，影子短；上午太阳斜射，高度角小，影子长。4.设计题：如果要制作一个能在阴天也能使用的简易计时工具，可以在日晷基础上增加什么装置？请说明原理。答案：增加简易水漏（如小孔漏水容器）。原理：水漏依靠水流速度计时，不受天气影响，与日晷互补。5.比较题：赤道日晷和地平日晷的晷面放置角度有何不同？哪种刻度更均匀？为什么？答案：赤道日晷晷面与赤道平行（北半球朝北倾斜），地平日晷晷面水平。赤道日晷刻度均匀，因太阳赤纬变化小，影子移动速度均匀。反思改进措施（一）教学特色创新

1.实物模拟太阳运动，用手电筒和晷具模型动态演示影子变化，突破抽象原理理解难点。

2.融入古代计时工具演变史，用圭表、漏刻等实物图片对比，渗透科技发展观。

（二）存在主要问题

1.部分学生制作时晷针角度偏差较大，导致刻度划分不准确，影响计时效果。

2.小组合作中个别学生参与度低，动手操作能力差异明显。

3.户外实践受天气限制，阴天无法验证日晷实际计时效果。

（三）改进措施

1.增加角度测量工具（量角器），教师分步示范晷针垂直固定技巧，强化关键步骤指导。

2.设计明确分工表，设置"材料管理员""记录员""操作员"等角色，确保全员参与动手环节。

3.准备室内替代方案：用手机支架固定手电筒模拟太阳方位，在暗室完成影子变化观察实验，保证教学连续性。内容逻辑关系①日晷原理认知主线：课本核心知识点“太阳影子变化计时”，重点词句“太阳东升西落，影子方向由西向东移动”“正午太阳高度角最大，影子最短”，通过课本示意图理解影子长短与太阳高度角的关系，形成科学观念基础。

②制作