2021年新教科版五年级上册科学第三单元计量时间教材分析

2021年新教科版五年级上册科学教材分析 第三单元 计量时间 一、单元概述 自具有“时间”概念以来，人们便不断地寻求着准确计量时间的方法。古人经过长时间的观测和日常生活经验的积累，发现太阳等天体在天空有规律地改变着位置，并且呈现出周期性的运动。根据太阳东升西落固有的周期性，人们制定了历法并用此描述时间，这是我们能够追溯到的较早的划分时间的方法。“天”成了最早的时间单位。那么，一天内的时间进程又如何把握呢？古人发明了日晷，还研究制作出了沙漏、水钟等计量时间的装置。随着社会的发展，人们逐渐意识到精确计量时间的必要性和重要性。17世纪以后，钟表工艺迅猛发展，在时间计量史上具有划时代的意义。根据伽利略发现的单摆的等时性，惠更斯制造了历史上第一个摆钟，使时钟的误差从每天15分钟减少到5分钟。后来惠更斯又首次造出了第一个依靠发条驱动的机械表，并由此推动了18世纪高精度航海钟的发明，从而解决了困扰人类近两个世纪的经度测定问题，大大推动了航海事业的发展。不仅如此，机械钟的出现还促进了当时整个机械工业的发展，使以钟表、罗盘、枪炮、印刷术等为代表的技术革命成为近代科学产生和发展的动力之一。回顾整个科学发展史，我们可以清楚地看到，计时工具的发展史是与整个人类文明发展史同步的。 学生在本单元的学习中，要大致了解人类计时工具发展的几个比较典型的阶段：燃香钟→水钟→摆钟。学生要学会观察、研究这些不同计时工具的差异性，以及保障计时准确的科学原理。在此基础上模拟设计和制作水钟、钟摆等计时工具。如同古人一样，学生通过亲历科学实践活动会发现一些计时方法的局限和不足，于是便会产生改进计时工具的内在需求。由于燃香钟受外界因素影响较大，因此，计时方法直接进阶到水钟。水钟可以说是时钟发展史上比较典型的机械计时工具了，但是其准确性和方便性都有待提高，于是又进阶到摆钟。另外，在研究同一种计时工具时，学生的认知和思维也是在不断向前推进的，例如研究水钟，一开始发现初始水位高度和孔径不变，流出相同多的水，时间是相等的；继而又发现当水位变化后，水流速度并不是相等的；最后认识到只有保持水位不变时，水流速度才是相等的。再比如，对于单摆的研究，学生一开始会发现同一个单摆在摆动起来的时候具有等时性(相同时间内摆动次数相同)，但是不同单摆的摆动速度却不同。进一步研究发现，摆绳长度会影响单摆摆动的快慢。因此，本单元是学生理解“科学上的解释、理论和模型都是在特定的时期内与可获得的实证最为吻合的”这一观点很好的材料。当学生回顾整理整个单元的研究时，可以清晰地认识到：具有一定周期性运动的事物可用于计时。 本单元学习目标来自课程标准中5-6年级的下列相关学习内容。 16.2.1知道重大的发眀和技术会给人类社会发展带来的深远影响和变化。 18.2.2将自己简单的创意转化为模型或实物。 18.3.2简单评估完成一个产品或系统的可行性，预想使用效果。 本单元共有7课，它们的编排逻辑如下。 首先提出问题，明确本单元研究的主题，即在时钟发明之前，人们是怎样计时进而安排生活和劳作的(第1课)；再通过对计时发展史上不同阶段燃香钟、水钟、摆钟等典型的计时工具的制作、观测及研讨等活动，探究这些计时工具的特点及计时原理(第1-6课)，认识人类计时工具发展进程，体会重大的发明和技术会给人类社会发展带来的深远影响和变化；在认识并研究古代水钟、摆钟等计时工具的基础上，学生设计、制作自己的水钟、摆钟等计时工具(第3、6课)，他们根据教科书提出的任务结合所学知识，进行设计，评估完成一个产品的可行性，预测使用效果，然后将自己的创意转化为可以实际用来计时的工具，并通过测试发现问题，提出进一步改进的设想；最后，教 ... ...