4.1《原子钟寻亲记》大单元教学设计 大象版科学四年级下册.docx

第1课时教学设计

课题

原子钟寻亲记

课型

新授课?章/单元复习课□专题复习课□

习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□

1.教学内容分析

大象版科学四年级下册第四单元第1课《原子钟寻亲记》以拟人化故事为载体，巧妙融合科学知识与人文情感，通过“原子钟”寻找“时间家族”成员的线索，引导学生探索时间的精确测量原理及其现代应用。教材以原子钟的高精度特性为核心，串联起钟表发展史、原子振动规律等科学概念，借助生动的情节和类比（如石英钟、机械钟对比）降低抽象知识的理解难度，同时渗透科技发展对社会的影响。课程设计注重探究性与趣味性，通过问题链激发学生思考科学、技术与社会的关系，培养科学思维与创新意识。

2.学习者分析

学生已具备基础时间概念（时、分、秒）及简单计时工具（日晷、机械钟）的认知，但对原子钟等高精度计时原理缺乏了解，易将抽象概念（如原子振动）与生活经验割裂。学生思维以具体形象为主，对拟人化叙事、实验操作和科技应用场景（如导航、通信）兴趣浓厚，但可能对“时间误差”“频率稳定性”等专业术语理解困难。教学中需借助类比（如钟摆摆动对比原子振动）、多媒体动态演示及生活案例（如GPS定位依赖精确时间），化解微观科学与宏观应用的认知壁垒，同时通过小组探究“计时工具演变”等活动，衔接新旧知识，激发科学探究与技术创新的深层思考。

3.学习目标确定

科学观念：了解人类计时工具的发明和发展历史，认识有代表性的计时工具的结构、功能、优缺点及工作原因等。

科学思维：在认识某种计时工具的优缺点过程中，培养反思的意识与习惯。

探究实践：能收集计时工具的信息，并对这些信息进行比较与分类；在教师引导下，能反映一些计时工具的部分科学原理。

态度责任：了解并认识到人类对产品不断改进以适应不断发展的需求，知道人类的需求是促进科学技术发展的关键因素。

4.学习重点难点

重点：了解人类计时工具的发明和发展历史，认识有代表性的计时工具的结构、功能、优缺点及工作原理等。

难点：能收集计时工具的信息，并对这些信息进行比较与分类。

5.学习评价设计

评价内容

评价指标

表现程度

自评

互评

师评

☆☆☆

☆☆

☆

知道常见的计时工具

通过收集资料，知道常见的计时工具。

能

基本能

不能

展示出自己收集到的计时工具

能够把收集到的某一计时工具的资料展示给同学。

能

基本能

不能

学习收获

6.学习活动设计

教师活动

学生活动

环节一：引入新课

教师活动1

一、出示谜语：小小骏马不停蹄，日日夜夜不休息，蹄声哒哒似战鼓，提醒人们争朝夕。——打一物品

出示谜底：钟表

二、我是一个原子钟。虽然我们看起来没有钟的样子，却是现在最精确的计时工具。我很想了解自己的“家史”,我要穿越时空，去寻找我的祖先。

三、小贴士

铯原子钟是一种精密的计时器具。

日常生活中使用的时间精准到1分钟也就够了。但在近代的社会生产、科学研究和国防建设等部门，对时间的要求就高得多。它们要求时间要准到千分之一秒，甚至百万分之一秒。

为了适应这些高精度的要求，人们制造出了一系列精密的计时器具，铯钟就是其中的一种。铯钟又叫“铯原子钟”。

在第13届国际度量衡会议上，“秒”被重新由铯原子钟来定义。

学生活动1

交流讨论，分享生活中自己了解的计时工具的知识，激发学生的学习兴趣

活动意图说明：通过谜语激发学生的学习兴趣，再通过“原子钟”寻找“时间家族”成员的故事为载体引出本节课的学习主题。

环节二：计时工具家族

教师活动2

一、从古至今，人类发明了很多测定时间的工具。收集资料，了解下面的这些计时工具。

（出示图片）

二、小贴士

播放视频《计时工具的进化史》

三、什么是最早的计时工具

日晷→水钟→蜡烛钟→香篆钟→沙漏→水运仪象台→钟摆→机械表→石英表→电子表

四、计时工具是怎样测量时间的呢？

1、日晷

日晷，本义是指太阳的影子。

现代的日晷指的是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器，又称“日规”。

其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻，通常由晷针(表)和晷面(带刻度的表座)组成。

利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明，这项发明被人类沿用达几千年之久。

2、漏刻（水钟）

漏刻，也叫水钟。漏刻主要有泄水型和受水型两类。

早期的漏刻多为泄水型，水从漏壶底部侧面流泄，使浮在漏壶上面的漏箭随水面下降，由漏箭上的刻度指示时间。

受水型，水从漏壶以恒定的流量注入受水壶，浮在受水壶上面的漏箭随水面上升指示时间，提高了计时精度。

此计时工具从春秋战国时期一直沿用到宋朝。

3、蜡烛钟

蜡烛不仅仅可以用来照明，在古代，人们也把它当作时间测量工具。

因为蜡烛在单位时间内燃烧的长度大致相同。

所以古代的人们可以通过蜡烛燃烧的长度来计时。

4、沙漏

沙漏是根