中小学教育资源及组卷应用平台 基 本 信 息 学科 小学科学 版本 教科版 年级 五年级上册 单元名称 第3单元《计量时间》 单元主题 时间的密码———从自然节律到精准计时 课时安排 8课时 一、单元主题 时间的密码———从自然节律到精准计时 二、单元大情景 "时间博物馆策展人"挑战计划 学生化身"时间博物馆策展人"，通过7项任务破解计时奥秘： 1.破解日影计时密码（《时间在流逝》） 2.解密水流计时原理（《用水计量时间》） 3.制作水钟模型展品（《我们的水钟》） 4.探究摆的等时奥秘（《机械摆钟》） 5.优化摆钟精度方案（《摆的快慢》） 6.制作精准摆钟模型（《制作钟摆》） 7.策划现代计时科技展（《计量时间和我们的生活》） 最终举办"时间演进史"主题展览 三、课程标准分析 核心概念 13.工程设计与物化 学习内容 13.2工程的关键是设计（5~6年级） 通过设计与制作计时工具，理解"稳定周期运动"是精准计时核心原理 学段目标 （3-4年级） ①设计对比实验探究影响计时精度的因素（水流/摆速） ②制作计时模型（水钟/摆钟）并迭代优化 ③分析计时工具演进与社会发展的关系 四、单元教材分析 本单元包括《时间在流逝》、《用水计量时间》、《我们的水钟》、《机械摆钟》、《摆的快慢》、《制作钟摆》和《计量时间和我们的生活》这7课内容。 《时间在流逝》旨在引导学生通过观察自然现象（如日影变化）和燃香实验，感知时间流逝的规律。探究古人计时工具（日晷、圭表）的原理，理解“天”作为时间单位的意义。并尝试绘制日影轨迹图，记录燃香分段耗时，建立时间与现象的联系。 《用水计量时间》通过水流实验验证“水位变化导致流速不均”的现象。设计对比实验：测量相同水量（50ml）在不同水位下的流出时间，发现“水位越低，流速越慢”。并引入古代水钟原理，理解“稳定水流”是精准计时的关键。 《我们的水钟》核心内容为实践工程设计流程：设计→制作→测试→改进。制作简易受水型水钟（塑料瓶重叠结构），标记刻度并测试计时误差。并通过调整孔径或水位维持装置优化水流稳定性。 《机械摆钟》探究摆的等时性：同一摆在相同时间内摆动次数恒定。观察摆钟结构（摆绳+摆锤），记录1分钟摆动次数（如60次）。并通过实验发现：摆幅减小不影响摆动次数，为精准计时奠定基础。 《摆的快慢》通过控制变量实验，验证摆速与摆绳长度的关系（摆绳越短，摆动越快）。排除干扰因素：摆锤质量、摆动幅度不影响摆速。最终得出关键结论：摆速仅由摆绳长度决定。 《制作钟摆》应用“摆速原理”制作1分钟摆动60次的摆。采用“对分法”调试摆绳长度（从30cm逐步缩短至约25cm）。并通过测15秒是否摆动15次，再推算1分钟精度。 《计量时间和我们的生活》对比古今计时工具（日晷→水钟→摆钟→石英表→原子钟），分析精度差异。讨论精准计时的意义：航天发射、体育竞赛、交通信号等场景的应用。并渗透科学史：伽利略发现摆的等时性，原子钟（2000万年误差1秒）的科技突破。 这7课之间按照知识递进的逻辑关系框架排布： 1.纵向递进： 从自然现象（第1课）到工具原理（第2-3课），再到机械结构（第4-6课），最终升华至科技与社会（第7课）。 2.能力进阶： 观察认知（日影/燃香）→ 实验探究（水流/摆速）→ 工程设计（水钟/摆钟）→ 批判应用（现代计时意义）。 3.核心概念聚焦： 贯穿“时间测量工具的精度提升”主线，突出“稳定周期运动”（水流均匀性→摆的等时性）是计时精度的科学基础。 最终通过本单元学习，学生将经历“现象观察→原理探究→技术创造→社会反思”的完整科学实践链条，理解“计时工具演进是人类对自然规律不断探索与应用的结果”，培养工程思维与科学史观。 五、教学目标 科学观念 1.解释日影/水流/摆动的计时原理 2.理解"稳 ... ...
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