資源簡介

《原子鐘尋親記》教學設計
教材分析 第1課《原子鐘尋親記》是本單元的總領課，其目的是讓學生了解人類計時工具的發展歷史。學生在對計時工具的資料收集整理后，經分析發現計時工具的意義與特點。這將為后續日晷、水鐘和擺鐘的學習做好鋪墊。這種鋪墊作用體現在知道不同計時工具在歷史發展中的地位、原理與局限等方面，學生將對技術發展與進化的本質產生初步的認知。而在了解科技史的過程中，會涉及一些典型的事跡與故事，旨在引發學生對發明家與工程師的敬慕之情，加深學生對科技改變世界的理解，激發他們對科學發明的熱情。
學習目標 (1)了解人類計時工具的發明和發展歷史，認識有代表性的計時工具的結構、功能、優缺點及工作原因等。 (2)收集計時工具的信息并對這些信息進行比較與分類，培養收集信息與處理信息的能力；在認識某種計時工具的優缺點過程中，培養反思的意識與習慣，提高反思評價能力。 (3)激發研究計時工具的興趣。 (4)了解并認識到人類對產品不斷改進以適應不斷發展的需求，知道人類的需求是促進科學技術發展的關鍵因素。
教學準備 材料準備：有關計時工具發展歷史的文字、圖片資料、課件，計時工具比較分析記錄單。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
一、新課導入 師：請問你早上幾點來上學？ 生：八點 師：你怎么知道你出發的時間就是八點呢？ 生：看我家墻上的表呀！ 師：我們現在可以通過鐘表看時間，那生活在遠古時期的祖先又是怎樣測量時間的呢？最早的計時工具又是什么呢？ 生：他們可以看太陽的位置來判斷時間。 師：原始人憑天空顏色的變化，以及太陽的光度來判斷時間。我們當今世界上精密度最高計時儀器叫原子鐘，他的親戚們都有哪些呢？今天我們就來學習《原子鐘尋親記》。 1.傾聽并思考。 3.思考并討論。 通過談話導入，創設簡單情境，激發學生探索興趣，從而更好地學習新課。
二、教學過程 活動一：了解計時工具家族 師：從古至今，人類發明了很多測定時間的工具。收集資料，了解下面的這些計時工具。觀察視頻想一想他們分別是怎樣計時的？ （出示計時工具圖片） 師：課前已經讓同學們小組合作搜集了這些計時工具的資料，現在我們現在來開一個計時工具展會吧，各小組分別介紹一下你們自己調查的計時工具的資料。 （學生分享交流） 1、日晷 生：日晷的工作原理是 太陽東升西落，它所照射的物體的影子也會隨著移動。在古代人們通過對這個自然現象的觀察，學會了計算時間，發現了日晷。 師：你們在查找資料時有沒有發現日晷的優缺點？ 生：發現了，它的優點是不需要太復雜的工藝，在當時的時代是很先進準確的計時工具。缺點是攜帶非常不方便,日晷的精確值是一刻鐘,也就是現在的15分鐘。 2、水鐘 生：我們組查找的是水鐘的資料，它的工作原理是等時性原理。根據等時性原理滴水記時有兩種方法，一種是利用特殊容器記錄把水漏完的時間，即泄水型水鐘，另一種是底部不開口的容器，記錄其用多少時間將水裝滿，即受水型水鐘。中國的水鐘，最先是泄水型，后來泄水型與受水型同時并用或兩者合一。水鐘的優點是相較于日晷實現了夜間、陰雨天計時，方便移動。 缺點有以下幾點： （1）天寒地凍時，會因水結冰而不能運轉; （2）壺容量有限，需要不斷加水； （3）水的流速與壓力有關，“滿則速，淺則遲”，增加了計時誤差。另外，水的清潔程度也影響流速。 3、蠟燭 我們主要找到了蠟燭的有關信息，蠟燭的工作原理是根據蠟燭燃燒的長度來計時。缺點是易斷易滅,測量不精確。 4、沙漏 生：我們還找到了沙漏的計時原理，沙漏是根據從一個容器漏到另一個容器的沙量來計時的。 5、擺鐘 生：我們組查到的是擺鐘的信息， 在1657年,荷蘭物理學家和天文學家克里斯蒂安·惠更斯利用擺的等時性原理發明了擺鐘。一般來說，擺的重量是確定的，調節擺的引用長度即可調整擺的振動周期。但它的缺點是擺鐘對外界的震動和撞擊很敏感,因而對安裝的環境很高,鐘擺的精確值是1秒。 6、石英表 世界上第一個石英表是瑞士在1967年7月制成的。石英表就是以電池為能源，以石英振蕩器為時間基準，以集成電路為核心通過指針或數字來顯示時間的結構。走時十分準確。不過石英表的使用壽命比較短，當電池電量耗盡就要更換電池，否則，嚴重影響走時精度,石英表的精確值是1秒。 7、秒表 秒表是 Louis Moinet在1816年發明的,秒表實際就是計數器,通過記錄脈沖的個數不計量時間,秒表的精確值是0.01秒。 師：那么原子鐘又是什么樣的呢？我們來看一看它的介紹。（播放視頻：原子鐘） 原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時發出的電磁波來計時的。人們平時所用的鐘表精度高的大約每年會有1分鐘的誤差。原子鐘的精度可以達到每100萬年才誤差1秒。原子鐘是現在最為精確的計時儀器。 活動二：處理信息，比較與分類計時工具。 師:同學們介紹的真的很詳細。找到了這么多的計時工具，你們能給他們分分類嗎 如何分類？分類的標準又是什么 生1：根據時代來劃分的話，可以分為古代和現代。 師：哪些計時工具屬于現代，哪些屬于古代呢？ 生：日晷、漏壺、蠟燭屬于古代，而鐘擺、石英表、秒表屬于現代。 師：還有其他的分類方式嗎？ 生：按動力劃分，可以分為機械、電力和其他，擺鐘、石英表屬于機械，電子表屬于電子，日晷、水鐘和沙漏屬于其他。 師：其實我們還可以按照指示方式來分類，石英表和電子表屬于顯示時間的，擺鐘、日晷、水鐘和沙漏屬于顯示時間間隔的。 師：比一比各種計時工具的最小精確值和工作特點，我們能發現什么 （師生總結） 這些工具的精確值變得越來越小，測量出的時間越來越精確，人類的需求讓科技進步越來越快,而這些成就都是科學家們認真研究，積極探索才得以實現，所以我們也應該向這些偉大的科學家學習。 活動一：了解計時工具家族 1.學生傾聽并思考。 2.學生分組討論。 3.小組匯報，集體討論。 活動二：處理信息，比較與分類計時工具。 1.學生觀察并填表格。 2.學生匯報交流。 3.師生合作得出結論。 本活動意在充分發揮學生的自主能動性，讓學生分享自己的課前調查，同時讓他們自己挖掘本節課的知識點。進一步培養學生的歸納總結能力。 本活動意在結合通過小組合作讓學生們發現計時工具的發展進步。激發學生對科學家的崇拜，從而進一步讓學生熱愛科學探究。

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