新教科版科學(xué)《計(jì)量時(shí)間》單元教材解讀

1、計(jì)量時(shí)間單元教學(xué)簡析1內(nèi)容編排2單元目標(biāo)3實(shí)施建議目錄CONTENTS內(nèi)容編排1 本單元課題內(nèi)容與上一版本教材相比，刪減了太陽鐘的相關(guān)內(nèi)容，因?yàn)檫@個(gè)內(nèi)容，在中年級(jí)進(jìn)行了有關(guān)學(xué)習(xí)。另外，刪除了制作一個(gè)一分鐘計(jì)時(shí)器的活動(dòng)內(nèi)容，因?yàn)槟莻€(gè)制作要求比較高，目標(biāo)難以達(dá)成，而且課程標(biāo)準(zhǔn)也沒有相關(guān)要求。單元起始課，明確學(xué)習(xí)主題并研究燃香鐘單元起始課，明確學(xué)習(xí)主題并研究燃香鐘研究水鐘的計(jì)時(shí)方法和原理，制作水鐘研究水鐘的計(jì)時(shí)方法和原理，制作水鐘研究擺鐘的計(jì)時(shí)方法和原理，制作鐘擺研究擺鐘的計(jì)時(shí)方法和原理，制作鐘擺總結(jié)計(jì)時(shí)工具的研究，并聯(lián)系生活總結(jié)計(jì)時(shí)工具的研究，并聯(lián)系生活 這個(gè)單元內(nèi)容的編排，大致讓學(xué)生這個(gè)單元內(nèi)容

2、的編排，大致讓學(xué)生經(jīng)歷和了解人類計(jì)時(shí)工具的發(fā)展簡史經(jīng)歷和了解人類計(jì)時(shí)工具的發(fā)展簡史。單元目標(biāo)2學(xué)段目標(biāo)16.2-1 知道重大的發(fā)明和技術(shù)會(huì)給人知道重大的發(fā)明和技術(shù)會(huì)給人類社會(huì)發(fā)展帶來的深遠(yuǎn)影響和變化。類社會(huì)發(fā)展帶來的深遠(yuǎn)影響和變化。18.2-2 將自己簡單的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為模型將自己簡單的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為模型或?qū)嵨??；驅(qū)嵨铩?8.3-2 簡單評估完成一個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)簡單評估完成一個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)的可行性，預(yù)想使用效果。的可行性，預(yù)想使用效果。對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)要求01這個(gè)單元對應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)段內(nèi)容主要是技術(shù)與工程領(lǐng)域的。因此，這個(gè)單元的主要概念也主要對應(yīng)于技術(shù)與工程技術(shù)的核心是發(fā)明技術(shù)與工程技術(shù)是人們對自然的利用和改

3、造。技術(shù)是人們對自然的利用和改造。（新的課程標(biāo)準(zhǔn)中將不再提技術(shù)是對自然的改造） 人與自然和諧共處工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)工程是運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、解決實(shí)際問題和工程是運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、解決實(shí)際問題和制造產(chǎn)品的活動(dòng)。制造產(chǎn)品的活動(dòng)。本單元主要概念02科學(xué)概念目標(biāo)科學(xué)概念目標(biāo)l 燃香、水流在一定情況下勻速變化，單擺具有等時(shí)性。這些具有周期性運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的事物可以用來計(jì)時(shí)。l 長期以來，人們一直在尋求精確的計(jì)時(shí)方法。隨著科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，人們制作的計(jì)時(shí)工具越來越精確。l 計(jì)時(shí)工具準(zhǔn)確性的提高靠設(shè)計(jì)、材料等的改進(jìn)?？茖W(xué)探究目標(biāo)科學(xué)探究目標(biāo)l 能觀察和記錄燃香長度變化的信息。l 能辨別和控制實(shí)驗(yàn)中的可變因

4、素。l 能預(yù)測和測試怎樣改變一個(gè)可變因素從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。l 能解釋結(jié)果、總結(jié)可變因素是如何改變、影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的。l 會(huì)用圖表等記錄、整理、交流信息。l 會(huì)設(shè)計(jì)、制作和改進(jìn)“水鐘”、“擺鐘”等簡易計(jì)時(shí)器。l 能通過閱讀和研究科學(xué)資料獲取更多的信息。單元的具體教學(xué)目標(biāo)單元的具體教學(xué)目標(biāo)科學(xué)態(tài)度目標(biāo)科學(xué)態(tài)度目標(biāo)l 發(fā)展探究時(shí)間以及計(jì)時(shí)工具的興趣。l 意識(shí)到重復(fù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)結(jié)果的重要性。l 欣賞前人在計(jì)量時(shí)間和解釋自然現(xiàn)象方面所做的貢獻(xiàn)。l 初步體驗(yàn)到科學(xué)、技術(shù)與人們生活的密切關(guān)系?？茖W(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)l 體會(huì)社會(huì)的需求是計(jì)時(shí)工具發(fā)展的動(dòng)力。l 體會(huì)計(jì)時(shí)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用影

5、響著社會(huì)發(fā)展。單元的具體教學(xué)目標(biāo)單元的具體教學(xué)目標(biāo)希望學(xué)生獲得的認(rèn)識(shí)、體驗(yàn)或經(jīng)歷1.1.通過對計(jì)時(shí)發(fā)展史上不同階段燃香鐘、水鐘、擺鐘等典型的計(jì)時(shí)工通過對計(jì)時(shí)發(fā)展史上不同階段燃香鐘、水鐘、擺鐘等典型的計(jì)時(shí)工具的制作、觀測及研討等活動(dòng)，探究這些計(jì)時(shí)工具的特點(diǎn)及計(jì)時(shí)原理；具的制作、觀測及研討等活動(dòng)，探究這些計(jì)時(shí)工具的特點(diǎn)及計(jì)時(shí)原理；2.2.在研究認(rèn)識(shí)古代水鐘、擺鐘等計(jì)時(shí)工具的基礎(chǔ)上，在研究認(rèn)識(shí)古代水鐘、擺鐘等計(jì)時(shí)工具的基礎(chǔ)上，經(jīng)歷經(jīng)歷設(shè)計(jì)、制作設(shè)計(jì)、制作自己的水鐘、擺鐘等計(jì)時(shí)工具；自己的水鐘、擺鐘等計(jì)時(shí)工具；3.3.考慮可利用的條件和制約因素，不斷改進(jìn)和完善自己的計(jì)時(shí)儀器考慮可利用的條件和制約因素，

6、不斷改進(jìn)和完善自己的計(jì)時(shí)儀器；4.4.預(yù)測和測試怎樣改變一個(gè)可變因素從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；預(yù)測和測試怎樣改變一個(gè)可變因素從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；5.5.調(diào)查和比較人類計(jì)時(shí)工具的演變，調(diào)查和比較人類計(jì)時(shí)工具的演變，認(rèn)識(shí)人類計(jì)時(shí)工具發(fā)展進(jìn)程，認(rèn)識(shí)人類計(jì)時(shí)工具發(fā)展進(jìn)程，關(guān)關(guān)注計(jì)時(shí)和我們生活的關(guān)系；注計(jì)時(shí)和我們生活的關(guān)系；6.6.欣賞古人及其他同學(xué)在計(jì)量時(shí)間和解釋自然現(xiàn)象方面所做的貢獻(xiàn)。欣賞古人及其他同學(xué)在計(jì)量時(shí)間和解釋自然現(xiàn)象方面所做的貢獻(xiàn)。希望幫助學(xué)生形成的科學(xué)認(rèn)識(shí) 1.1.自然界一些周期性運(yùn)動(dòng)的事物可用于幫助計(jì)時(shí)自然界一些周期性運(yùn)動(dòng)的事物可用于幫助計(jì)時(shí)； 2.2.機(jī)械裝置可以制造出來并被連續(xù)用來計(jì)量精確的

7、時(shí)機(jī)械裝置可以制造出來并被連續(xù)用來計(jì)量精確的時(shí)間長度；間長度；機(jī)械鐘的精確性依賴于它的設(shè)計(jì)、選用的材機(jī)械鐘的精確性依賴于它的設(shè)計(jì)、選用的材料和它的制作工藝。料和它的制作工藝。 3.3.技術(shù)發(fā)明通常蘊(yùn)含著一定的科學(xué)原理；重大發(fā)明和技術(shù)發(fā)明通常蘊(yùn)含著一定的科學(xué)原理；重大發(fā)明和技術(shù)會(huì)給人類社會(huì)發(fā)展帶來深遠(yuǎn)影響和變化；技術(shù)會(huì)給人類社會(huì)發(fā)展帶來深遠(yuǎn)影響和變化； 4.4.工程設(shè)計(jì)需要考慮可利用的條件和制約因素，并不工程設(shè)計(jì)需要考慮可利用的條件和制約因素，并不斷改進(jìn)和完善。斷改進(jìn)和完善。 實(shí)施建議3 突出技術(shù)與工程實(shí)踐 指向獲得大概念認(rèn)識(shí)這個(gè)單元的第3課、第6課是側(cè)重技術(shù)與工程實(shí)踐的課突出技術(shù)與工程實(shí)踐主體

8、活動(dòng) （1 1）根據(jù)任務(wù)根據(jù)任務(wù)設(shè)計(jì)方案，用圖文的方式表達(dá)設(shè)計(jì)方案，用圖文的方式表達(dá)； （2 2）根據(jù)設(shè)計(jì)方案制作水鐘根據(jù)設(shè)計(jì)方案制作水鐘； （3 3）測試水鐘計(jì)時(shí)精確度；測試水鐘計(jì)時(shí)精確度； （4 4）根據(jù)測試結(jié)果改進(jìn)水鐘。根據(jù)測試結(jié)果改進(jìn)水鐘。 這一課讓學(xué)生經(jīng)歷了工程實(shí)踐的相對完整的一般活這一課讓學(xué)生經(jīng)歷了工程實(shí)踐的相對完整的一般活動(dòng)過程，以此來指導(dǎo)他們今后自己的工程實(shí)踐活動(dòng)。動(dòng)過程，以此來指導(dǎo)他們今后自己的工程實(shí)踐活動(dòng)。 明確任務(wù) 設(shè)計(jì)方案 制作 測試 評估與改進(jìn) 工程實(shí)踐不同于手工制作，它除了有動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)，更重要的是有“方案設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)。 設(shè)計(jì)是最能體現(xiàn)工程師工作內(nèi)容的活動(dòng)，工程設(shè)計(jì)具

9、有系統(tǒng)性的預(yù)期分析以及建模等特點(diǎn)。 因此，在方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要加強(qiáng)指導(dǎo)和啟發(fā)。 設(shè)計(jì)并制作鐘擺，通過調(diào)試使設(shè)計(jì)并制作鐘擺，通過調(diào)試使之成為一分鐘擺動(dòng)之成為一分鐘擺動(dòng)6060次的擺。次的擺。 根據(jù)任務(wù)制訂合理而高效的實(shí)根據(jù)任務(wù)制訂合理而高效的實(shí)施方案，并能在執(zhí)行過程中根據(jù)情施方案，并能在執(zhí)行過程中根據(jù)情況靈活調(diào)整方案。況靈活調(diào)整方案。一分鐘擺動(dòng)60次的擺擺繩長度應(yīng)該大致調(diào)整在哪個(gè)長度范圍？是盲目試誤，還是有序思考？教科書在這部分內(nèi)容中，通過圖文出示了兩種研究計(jì)劃（減半法或增倍法；每次增減5厘米法），并提示為了節(jié)省時(shí)間，可以每次測15秒鐘，引導(dǎo)學(xué)生從如何用較短的時(shí)間、較少的次數(shù)調(diào)試成功的角度進(jìn)行思考

10、和討論。教材中呈現(xiàn)的這兩種方法，只是供學(xué)生解決問題時(shí)做方法參考（相當(dāng)于是有序思考解決問題的舉例）學(xué)生可能想到的的方案（舉例）學(xué)生可能想到的的方案（舉例） 學(xué)生通過前面的實(shí)踐，完成了水鐘、鐘擺的設(shè)計(jì)制作。 這些制作活動(dòng)是在獲得相關(guān)科學(xué)認(rèn)識(shí)，利用掌握的科學(xué)原理而完成的制作。 所以，這些工程實(shí)踐活動(dòng)也在幫助學(xué)生形成科學(xué)概念認(rèn)識(shí)指向的大概念（一）指向的大概念（一） 科學(xué)發(fā)現(xiàn)的知識(shí)可以用于開發(fā)技術(shù)和產(chǎn)品，為人類服務(wù)。 技術(shù)發(fā)明通常蘊(yùn)含著一定的科學(xué)原理。指向獲得大概念認(rèn)識(shí) 這個(gè)單元的教學(xué)中教師要有意識(shí)地在學(xué)這個(gè)單元的教學(xué)中教師要有意識(shí)地在學(xué)生實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過研討把學(xué)生的認(rèn)識(shí)指生實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過研討把學(xué)

11、生的認(rèn)識(shí)指向科學(xué)大概念。向科學(xué)大概念。將要經(jīng)歷的主要探究活動(dòng)將要經(jīng)歷的主要探究活動(dòng)將要經(jīng)歷的主要探究活動(dòng)將要經(jīng)歷的主要探究活動(dòng) 蠟燭可以用來計(jì)時(shí)嗎？將要經(jīng)歷的主要探究活動(dòng)將要經(jīng)歷的主要探究活動(dòng)將要經(jīng)歷的主要探究活動(dòng)將要經(jīng)歷的主要探究活動(dòng) 探究鐘擺每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)與什么有關(guān)擺錘的質(zhì)量擺動(dòng)的幅度擺的長度 這個(gè)單元，學(xué)生連續(xù)運(yùn)用多種不同的方法進(jìn)行計(jì)量這個(gè)單元，學(xué)生連續(xù)運(yùn)用多種不同的方法進(jìn)行計(jì)量時(shí)間活動(dòng)，通過這些活動(dòng)后，學(xué)生也能認(rèn)識(shí)到：時(shí)間活動(dòng)，通過這些活動(dòng)后，學(xué)生也能認(rèn)識(shí)到： “時(shí)間不僅可以通過對太陽運(yùn)動(dòng)周期的觀察和投射時(shí)間不僅可以通過對太陽運(yùn)動(dòng)周期的觀察和投射形成的影子來測量，一些有規(guī)律運(yùn)動(dòng)的裝置

12、（燃香、形成的影子來測量，一些有規(guī)律運(yùn)動(dòng)的裝置（燃香、沙漏、滴漏沙漏、滴漏、單擺等）也曾被用來計(jì)量時(shí)間、單擺等）也曾被用來計(jì)量時(shí)間”。 “時(shí)間時(shí)間”雖是一種看不見、摸不著的事物，但時(shí)間雖是一種看不見、摸不著的事物，但時(shí)間運(yùn)動(dòng)的軌跡，可根據(jù)其他物體的有規(guī)律運(yùn)動(dòng)軌跡來運(yùn)動(dòng)的軌跡，可根據(jù)其他物體的有規(guī)律運(yùn)動(dòng)軌跡來記錄。記錄。 本單元一系列學(xué)習(xí)本單元一系列學(xué)習(xí)“計(jì)量時(shí)間計(jì)量時(shí)間”的過程，從某種意的過程，從某種意義上，又是對多個(gè)義上，又是對多個(gè)“有規(guī)律運(yùn)動(dòng)的事物和現(xiàn)象有規(guī)律運(yùn)動(dòng)的事物和現(xiàn)象”的的認(rèn)識(shí)活動(dòng)過程。因此，本單元通過連續(xù)多個(gè)有規(guī)律認(rèn)識(shí)活動(dòng)過程。因此，本單元通過連續(xù)多個(gè)有規(guī)律運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的觀察研究，又

13、指向著讓學(xué)生建構(gòu)、發(fā)展運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的觀察研究，又指向著讓學(xué)生建構(gòu)、發(fā)展另一個(gè)科學(xué)大概念另一個(gè)科學(xué)大概念事物是運(yùn)動(dòng)變化的，事物的事物是運(yùn)動(dòng)變化的，事物的運(yùn)動(dòng)變化有一定的規(guī)律。運(yùn)動(dòng)變化有一定的規(guī)律。指向的大概念（二）指向的大概念（二） 事物是運(yùn)動(dòng)變化的；事物的運(yùn)動(dòng)變化有一定的規(guī)律。 學(xué)生在本單元的學(xué)習(xí)中，要大致了解并會(huì)重復(fù)人類計(jì)時(shí)工具發(fā)展的幾個(gè)比較典型的階段：從燃香鐘，到水鐘，再到擺鐘。 如同古人一樣，孩子們通過親歷科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)會(huì)發(fā)現(xiàn)一些計(jì)時(shí)方法的局限和不足，于是便會(huì)產(chǎn)生想要改進(jìn)計(jì)時(shí)工具的內(nèi)在需求。 另外，在研究同一種計(jì)時(shí)工具時(shí)，孩子們的認(rèn)知和思維也是在不斷向前推進(jìn)的 例如，研究水鐘，一開始發(fā)現(xiàn)初始水位高度和孔徑不變，流出相同多的水，時(shí)間是相等的；繼而又發(fā)現(xiàn)當(dāng)水位變化后，水流速度并不是相等的；最后認(rèn)識(shí)到只有保持水位不變時(shí)，水流速度才是相等的結(jié)論。 再比如，對于單擺的研究，孩子們一開始會(huì)發(fā)現(xiàn)同一個(gè)單擺在擺動(dòng)起來的時(shí)候具有等時(shí)