【教學(xué)分析】


本課的主要活動是學(xué)生根據(jù)對赤道式日晷制作原型的了解，設(shè)計和制作簡易赤道式日晷，并使用這個工具進行實地觀影計時，發(fā)現(xiàn)不足，經(jīng)反思與評價提出改進建議。因此，為了保證制作的高質(zhì)量完成，本課前半部分的知識學(xué)習(xí)就顯得很重要，學(xué)生了解了赤道式日晷的科學(xué)原理基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)和功能、使用方法等相關(guān)信息的意義就在于此。對于這些學(xué)習(xí)，上一單元《太陽、地球和月球》中第1課《影子的形成》和第2課《太陽下的影子》中建立的光影關(guān)系的科學(xué)概念，以及低年級對簡單工具的使用和認(rèn)識經(jīng)驗，都會提供一定的鋪墊與支撐。


對于四年級學(xué)生來講，設(shè)計與制作簡易赤道式日晷會遇到一些困難，例如：晷面觀察紙的同心圓繪制；晷針與晷面垂直的保持；方向的測定；晷面方向與實際方向的一致；晷面仰角的測量與確定等。教師要課前制作好課件或視頻，給學(xué)生詳細(xì)講解示范。為保持學(xué)生對制作與測量的興趣，教師可利用評價機制進行鼓勵。


【教學(xué)目標(biāo)】


（1）知道日晷是古代的計時工具，是以陽光下光影變化規(guī)律為科學(xué)原理基礎(chǔ)，其中赤道式日晷相對準(zhǔn)確，使用較廣泛。


（2）掌握制作簡易赤道式日晷的方法，積累實踐經(jīng)驗，發(fā)展實踐能力。


（3）愿意參與小組活動，主動承擔(dān)小組任務(wù)，學(xué)會與他人合作。在制作過程中形成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的科學(xué)態(tài)度，能積極投入到較長時間的觀察記錄中。


（4）體驗古時候人們利用生活中的現(xiàn)象和自然規(guī)律，設(shè)計制作計時工具，從而方便生活的過程。


【教學(xué)準(zhǔn)備】


材料準(zhǔn)備：


教學(xué)課件：赤道式日晷的資料和圖片、視頻或模型。


學(xué)生制作材料：橡皮泥、牙簽、吸管、鉛筆、泡沫板、紙板（繪制好同心圓）、彩筆、自制直角三角板（其中一個銳角的度數(shù)與本地地理緯度相同）、尺子。


活動場地：教室內(nèi)和教室外（陽光充足的校園里）。


【教學(xué)過程】


本課按照設(shè)計與制作類課程來組織教學(xué)過程，包括明確任務(wù)——收集信息（資料閱讀）——設(shè)計制作（包括設(shè)計方案、動手制作、改進完善等基本步驟）——反思評價幾個主要活動。


一、導(dǎo)入


師:在上節(jié)課，我們了解到人類發(fā)明的一些計時工具，還記得中國最早的計時儀器叫什么嗎？


生：叫日晷，也叫日規(guī)。


師：古人們是怎么發(fā)明日晷的呢？我們可以一起來回憶一下上一單元我們學(xué)過的陽光下影子的變化規(guī)律是怎樣的。


生：我們學(xué)過一天中陽光下物體影子的方向和長短都會有規(guī)律地變化。


生：早晨，影子在樹的西邊，中午在北邊，傍晚在東邊。


師：一天中影子的長短變化有什么規(guī)律呢？


生：一天中，物體影子由長變短再變長。


師：是這樣嗎？


生（齊）：是。


師：古代人類通過長期的觀察，也發(fā)現(xiàn)了這種自然規(guī)律，聰明而又有創(chuàng)造能力的人們就利用這個規(guī)律發(fā)明了一種計時工具，就叫日晷。（板書課題）日晷通常由晷面和晷針兩部分組成，在陽光下，晷針的影子會落在晷面上，人們觀察影子來知道當(dāng)時的時刻。（教師出示日晷圖片）


二、收集信息


師：這張圖是日晷的一種。日晷有很多種，最常見的分別是地平式日晷、垂直式日晷和赤道式日晷（分別配圖）。其中赤道式日晷既簡單又相對準(zhǔn)確，使用也最多。今天我們就來自己動手，制作一個簡易的赤道式日晷。要想制作成功，你們有什么建議？


生：老師，我們需要仔細(xì)看看它的結(jié)構(gòu)。


生：我們還要知道它利用了什么原理。


生：我們需要一些材料，還有工具。


生：……。


師：同學(xué)們想得很好，老師這里有一些赤道式日晷的圖片，還有一些資料，各個小組請仔細(xì)研究。把你們的研究所得記錄下來，有什么不明白的地方也可以記下來。


（生小組學(xué)習(xí)赤道式日晷信息）


師：先展示一下你們的收獲吧!


生：我們知道了赤道式日晷也是有晷針和晷面兩部分組成的。


生：我們發(fā)現(xiàn)晷面上有文字還有一些線，文字是古人對一天時間的劃分，線叫刻度線。


師：那我們應(yīng)該怎么制作呢？


生：我們也可以做一個表盤，寫上文字。


師：我們現(xiàn)在對時刻的劃分，是分成了24小時，我們今天做的日晷可以模仿我們現(xiàn)在常見的表盤進行，明白嗎？


生：知道了。


生：老師，資料里說晷針要指向正北方，我們怎么找到正北方呢？


師：這個問題提得好！說明你們小組不僅認(rèn)真閱讀了資料，還積極地進行了思考，這是個好習(xí)慣！老師給大家準(zhǔn)備了指南針，可以幫助你們找到正北方，指南針會用嗎？


生：會，我們在科學(xué)課上學(xué)過。


生：我們看到資料里提到晷面和地面的仰角應(yīng)是本地的地理緯度，我們沒學(xué)過這個知識，也不知道學(xué)校的地理緯度呀？


師：地理緯度是一個角度，這個知識對于現(xiàn)在的你們來講有些復(fù)雜。我們會用就可以了。老師為你們準(zhǔn)備了一個直角三角板，其中有一個角就是咱們這里的地理緯度，制作時，先把刻度盤上的南北對準(zhǔn)實際的南北，然后把這個角粘在晷面和下面的托板之間就可以了。


（師邊示范邊講解）


師：使用時有什么注意的地方嗎？


生：要放在水平的地面。


生：冬天和夏天看的不一樣。


師：這是什么意思？


生：就是夏天看晷面上面，冬天看晷面的下方。


師：還有什么收獲或者疑問嗎？


生：我們知道了晷針和晷面要保持垂直，我們不知道這是什么意思。


師：晷針和晷面垂直就是這樣，就像這根鉛筆，豎著放到桌面，筆尖指向正上方，而不是斜著，可以用直角三角板的直角幫我們在晷針周圍這樣量幾次，看看是不是每次都是直角，如果都是就說明晷針和晷面垂直了。


（師邊講解邊示范）


師：還有嗎？


生：……。


三、設(shè)計與制作


在對赤道式日晷的信息收集過程中，學(xué)生對怎么制作簡易日晷已經(jīng)有了一些認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生進行日晷制作方案的設(shè)計就不會很突兀了，但是他們還需要動腦筋解決一些實際操作方面的困難。


師：我知道，大家現(xiàn)在很想親自動手來制作了，但是在動手制作之前，我們還有一件重要的事情要做。就是要把制作的方案先設(shè)計一下。各小組根據(jù)剛才的學(xué)習(xí)所得，設(shè)計一下你們打算怎樣制作一個簡易的赤道式日晷，并把你們的方案記錄下來，要求寫清：需要的材料和制作的步驟。最好用文字和畫圖相結(jié)合的方法記錄。開始吧！


（生小組設(shè)計方案，師巡視輔助）


師：都研究好了嗎？哪個組介紹一下？其他組要認(rèn)真傾聽，很可能別的小組的方案對你們小組會有所幫助，也可以幫別的小組提出友情建議。


生：我們需要的材料有：卡紙、牙簽、筆、雙面膠，先在卡紙上畫一個大大的圓，做晷面，可是我們不會畫圓，刻度怎么標(biāo)也不是很清楚。然后，把牙簽插在晷面上，再把你說的三角板粘在晷面和底板之間。


師：很清楚，對于這個小組遇到的困難其他小組有什么好的建議？


生：我們小組也遇到了這個問題，我們想用圓規(guī)，但是還用不好呢。


師：老師給大家準(zhǔn)備好了一個畫好的晷面圓板（教師出示）。關(guān)于刻度，我們這次做的是簡易日晷模型，所以晷面上的刻度我們根據(jù)實際情況來畫，也就是每一個小時畫一次，要根據(jù)實際情況畫，落在晷面上哪里就畫哪里。


生：老師，我們覺得牙簽太細(xì)了，容易歪，所以我們想用一次性筷子做晷針可以嗎？


師：當(dāng)然可以呀！還可以用吸管做晷針，主要是保證晷針垂直于晷面上，怎么保證呢？


生：用膠水可以嗎？


生：我們想用橡皮泥固定晷針。


生：我們想用超輕黏土固定。


師：都是好主意！


師：還有一個問題，我們使用自制的日晷來記錄一天的影子，需要一整天的時間，我們什么時候做這個觀察活動呢？


生：在學(xué)校還要上課，不能保證每一個小時記錄一次呀！


生：周六或者周日做吧，只是不是陰天就行了。


師：那這樣，這個活動老師希望每位同學(xué)都參加，也就是每位同學(xué)都做一個簡易赤道式日晷，根據(jù)天氣情況，找個方便的時間自己來在晷面上畫上影子，并標(biāo)上時間。畫好后我們再約時間全班展示，你們看可以嗎？


生（齊）：好！


師：現(xiàn)在老師發(fā)你們一些材料，還有一些材料需要你們自己去準(zhǔn)備。


（學(xué)生利用課堂剩余時間和課下時間依照設(shè)計的方案制作好日晷，課堂上教師可以用一個自制日晷模型示范一下實地測影的規(guī)范操作要領(lǐng)）


四、反思評價


（根據(jù)實際情況，選擇了第二課時上課時間，一周后……）


師：大家把你們的作品都帶來了嗎？好！我們先互相欣賞一下同學(xué)們的作品，可以邊看邊交流。


（學(xué)生組間交流分享，教師巡視觀察，尋找典型作品，選擇好交流人員）


師：停！請大家都回到自己座位上。哪位同學(xué)把你的作品給大家介紹一下？


（教師組織學(xué)生進行分享交流，此過程中有兩點教師要關(guān)注：第一，引領(lǐng)學(xué)生對不同學(xué)生記錄紙上的不同和相同之處進行比較；另一方面，引領(lǐng)學(xué)生說出自己的新發(fā)現(xiàn)，特別是對簡易日晷使用過程中的準(zhǔn)確性方面引發(fā)的思考）


師：看來，真實的日晷不是那么簡單，古時的人們一定經(jīng)過了很長時間不斷地改進才最終獲得了成功，我們真應(yīng)該為他們鼓掌表示欽佩！


【教學(xué)反思】


這是一次典型的技術(shù)類課程的嘗試，技術(shù)實踐活動的教學(xué)組織和以建立科學(xué)概念為主的科學(xué)課有著很多不同，需要更多的教學(xué)研究與探索。本課教學(xué)過程中，學(xué)生興趣非常濃厚，一直保持著高度的注意，當(dāng)然，我們也發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生動手能力和保持較長時間觀察活動的毅力方面仍略嫌不足。


【總結(jié)點評】


本課教學(xué)，有著以下幾個突出的特點：


1.豐富的學(xué)習(xí)資源、輔助了信息的有效收集


關(guān)于日晷和赤道式日晷的資料，教師準(zhǔn)備得很充分，這表現(xiàn)在兩個方面，一個方面是類別豐富，有圖片、文字、視頻、模型等，并且，我們關(guān)注到教師對這些資源都作了進一步的處理，使得學(xué)生易于接受。另一個方面是資料的準(zhǔn)確與詳細(xì)，特別是關(guān)于晷面刻度的清晰放大圖，方便了學(xué)生信息的收集。


2.足夠的材料，保證了全員參與，也保證了學(xué)生獲得更多的體驗


制作簡易日晷，為保證學(xué)生都能具有這次制作的經(jīng)歷，教師準(zhǔn)備了足夠多的材料，并且沒有對材料進行硬性的全班統(tǒng)一規(guī)定，而是給學(xué)生提供了自選材料的機會，這就保證了學(xué)生全員參與，也保證了學(xué)生獲得更多的體驗和經(jīng)歷，這些都是非常有意義的資源。


3.關(guān)注了對技術(shù)與工具發(fā)展本質(zhì)的一些認(rèn)知體驗


動手做無疑是學(xué)生都喜歡的，也很熱鬧。但老師很清楚，在保持學(xué)生動手做的興趣的同時，還要讓學(xué)生有更多的收獲。從根本上，教師不是僅僅希望學(xué)生在知識積累層面上有更多的收獲，而是希望學(xué)生在經(jīng)驗、經(jīng)歷層面也有更多的積累。特別是，教師引領(lǐng)學(xué)生關(guān)注了技術(shù)與工具發(fā)展和進化的一些規(guī)律，例如：工具可以方便人們的生活，工具與技術(shù)的成熟需要不斷改進，日晷測時是有著不足之處等等。而這些體驗的積累對于本單元總目標(biāo)的落實，以及對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)都是很有意義的。


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