2026秋小学粤教粤科版版科学五年级上册第5单元 时间与效率《第20课 制作简易日晷》教学设计

粤教粤科版五年级上册科学《制作简易日晷》教学设计

（2026秋1课时40分钟）一、教材分析本课是粤教粤科版小学科学五年级上册第五单元《时间与效率》的第20课，属于技术与工程实践类课程，对应义务教育科学课程标准（2022版）“技术与工程”领域中“技术创造了人工世界，满足人们的生活需求”的核心概念，同时结合“地球与宇宙科学”领域中“太阳的位置变化与影子的关系”核心知识点开展实践教学。本课教材原文内容为：“从很久以前，人们就开始探索如何计量时间。日出而作，日落而息，人们根据昼夜交替安排作息。后来人们发现，阳光下物体影子的变化是有规律的。根据这一规律，人们制作了日晷来计量时间。我们能不能利用身边的材料，也做一个简易的日晷呢？”在单元知识体系中，本单元前序课程引导学生认识不同的计时工具，理解“时间计量工具影响人类生产生活效率”这一核心主题，本课是单元内容的实践延伸——让学生在掌握阳光下影子变化规律的基础上，动手制作可以计时的简易日晷，将理论知识转化为技术实践，同时深化对“工具改进提升效率”这一单元核心思想的理解，兼具知识应用、动手实践、文化渗透三重教学价值。不同层次学生可以完成不同难度的制作任务，适合一线开展差异化教学。二、核心素养目标1.科学观念：学生能够理解日晷的工作原理是利用阳光下物体影子的位置变化规律计时，知道日晷是古代人类发明的计时工具，认同“技术发明源于生产生活需求”这一科学观念。2.科学思维：能够对比不同日晷设计方案的优缺点，能基于影子变化规律推导出日晷的刻度划分逻辑，提升逻辑推理和对比分析能力。3.探究实践：能够根据自身能力选择不同材料完成简易日晷制作，能够在室外完成日晷计时测试，提升动手实践能力和问题解决能力。差异化目标：基础层学生能够按照步骤完成组装，测试影子变化；提高层学生能够自主调整刻度，优化计时精度。4.态度责任：感受古代劳动人民的智慧，体会计时工具发明对生产生活效率的提升作用，养成认真观察、严谨实践的科学态度，建立传承传统科技文化的意识。三、教学重难点1.教学重点：理解日晷的工作原理，掌握简易日晷的制作方法，完成日晷制作与计时测试。2.教学难点：根据影子变化规律正确划分日晷刻度，能够正确调整日晷的摆放角度完成准确计时。四、教学方法1.讲授法：针对基础知识点进行清晰讲解，结合课本原文梳理日晷发明的背景和原理。2.直观演示法：教师现场演示日晷制作的关键步骤，解决刻度划分和晷针安装的难点问题。3.差异化实践法：为不同动手能力的学生提供分层材料包，设置分层实践任务，满足不同层次学生的学习需求。4.探究测试法：组织学生到室外完成日晷计时测试，通过实际测量验证自制日晷的准确性。5.讨论法：组织学生针对测试结果讨论改进方案，提升问题分析能力。五、教学准备1.分层材料包：基础层材料包——提前打印好刻度的硬纸板晷面、木质冰棒棍晷针、双面胶、量角器；提高层材料包——空白硬纸板圆片、铅笔、直尺、量角器、牙签、双面胶，供学生自主画刻度。2.教师演示用品：成品日晷、多媒体课件、古代日晷的实物图片和视频、校园计时点位标记图。六、教学过程（40分钟）（一）情境导入（5分钟）1.教师话术：同学们，上课！在正式开始新课之前，老师先问大家一个问题：如果我们现在没有手机、没有手表，你有什么办法知道现在大概是几点呢？给大家1分钟思考，一会儿请同学来说说你的想法。2.学生独立思考后举手发言，教师依次点名请2-3位学生分享答案，学生可能会说“看太阳位置”“看树的影子”等。3.教师讲解并引入课本原文：刚才很多同学都想到了，可以通过太阳和影子判断时间。其实这个方法几千年前的古人就想到了，我们来看看课本里的介绍，请大家齐读课本第一段：“从很久以前，人们就开始探索如何计量时间。日出而作，日落而息，人们根据昼夜交替安排作息。后来人们发现，阳光下物体影子的变化是有规律的。根据这一规律，人们制作了日晷来计量时间。我们能不能利用身边的材料，也做一个简易的日晷呢？”4.教师总结：今天我们就一起来动手，制作一个属于我们自己的简易日晷。板书课题：第20课制作简易日晷。（二）原理探究（8分钟）1.教师话术：要制作日晷，我们首先得弄明白，日晷为什么能够计时呢？哪位同学还记得我们之前学过的，阳光下物体的影子变化有什么规律？2.点名请学生回答，教师梳理补充：没错，一天中，太阳从东边升起西边落下，阳光下物体影子的方向会从西向东慢慢移动，同时影子的长度也会从长变短再变长。古人就是利用这个规律，制作了日晷。3.教师展示古代日晷的图片，讲解日晷结构：大家看，这就是北京故宫保存的古代日晷。一个完整的日晷，主要有两个部分，一个是中间的指针，叫做晷针，另一个就是带刻度的底座，叫做晷面。晷针立在晷面中心，当太阳移动的时候，晷针的影子就会像手表的指针一样移动，落在晷面的不同刻度上，就能告诉我们现在是什么时间了。4.教师提出问题引导思考：那我们现在要做简易日晷，怎么划分刻度才对呢？请大家想一想，一天有多少个小时？影子转一圈是多少度？5.学生计算后回答，教师明确刻度规则：一天有24个小时，影子转一整圈是360度，所以每个小时对应的角度就是360除以24，等于15度，也就是说我们每个小时的刻度之间要间隔15度。我们做简易日晷只需要测试白天的时间，所以只需要划出12个小时的刻度就可以了。6.差异化说明：今天老师给大家准备了两种材料，动手能力稍弱的同学可以选择已经提前印好刻度的晷面，只需要把晷针装好就可以测试；动手能力强的同学可以选择空白圆片，自己画出刻度，大家可以根据自己的情况选择，听懂要求的同学请举手。（三）制作实践（15分钟）1.教师演示制作步骤，讲解操作要点：首先，老师给大家演示一下制作的步骤：第一步，安装晷针：如果选择的是提前印好刻度的晷面，只需要把冰棒棍用双面胶固定在晷面中心的标记点，保证冰棒棍和晷面垂直就可以了，这里要注意，如果晷针歪了，影子就不准，所以一定要固定牢固。如果是空白晷面的同学，先找圆心，把圆片对折两次，交点就是圆心，然后用量角器，从0度开始，每15度画一条线，每条线上标出对应的时间，完成后再安装晷针。第二步，调整角度：我们国家位于北半球，所以日晷摆放的时候，晷针要指向正北方向，而且晷针的倾斜角度要和我们当地的纬度一致，我们广州的纬度大约是23度，所以大家把晷针向北倾斜，和地面成23度角就可以了，老师会给每个小组的量角器上做好标记，大家对照调整就可以。2.学生分组领取材料开展制作，教师巡视指导：现在请每个小组的组长上来领取材料，拿到材料后开始制作，制作过程中如果遇到问题可以举手问老师。基础层的同学完成组装后可以帮忙给提高层的同学递工具，大家分工合作。3.教师巡视过程中，重点帮扶动手能力弱的学生，帮助调整晷针角度和垂直度，提醒提高层的学生核对刻度间隔，保证每个学生都能完成制作。（四）测试验证（9分钟）1.教师话术：现在大部分同学都做好了自己的日晷，接下来我们就到操场的空地上测试一下，看看我们的日晷准不准。老师说一下测试的要求和纪律：1第一，按照老师课前画好的点位，每个小组站在自己的点位上，不要乱跑；2第二，把日晷放平稳，晷针指向正北方向，老师已经用指南针标出了正北方向，大家对照摆放；3第三，调整好角度后，观察晷针影子落在哪个刻度上，然后对照我们现在的实际时间，看看误差有多大，把结果记录在活动手册上。2.教师组织学生有序到室外开展测试，测试完成后组织学生返回教室，提问引导交流：刚才大家都测试了自己的日晷，哪位同学来说说，你的日晷计时准不准？如果不准，你觉得可能是哪里出问题了？3.请3-4位不同层次的学生分享结果，教师总结：大部分同学的日晷都能大致测出时间，误差主要来自几个地方：晷针不垂直、刻度画歪了、摆放角度不对、方向错了。大家课后还可以调整这些问题，让我们的日晷更准确。4.时间剩余1分钟，教师整理好器材，准备小结和布置作业。（三）作业设计1.基础作业（全体学生完成）：把今天制作好的日晷带回家，连续三天在同一时间观察影子的位置，把观察结果记录在科学活动手册上，看看影子位置每天有没有变化。2.提高作业（选做）：改进自己的日晷，调整晷针角度和刻度，减小计时误差，下节课带过来和同学分享你的改进方法。3.拓展作业（选做）：查阅资料，了解赤道日晷和地平日晷的区别，想一想哪种更适合我们使用，下节课交流分享。四、结语板块今天我们一起学习了日晷的工作原理，动手制作了简易日晷，还测试了日晷的计时效果。日晷是古代劳动人民在长期的生产