小学粤教粤科版（2024）第19课 设计简易日晷（guǐ）教案设计

这是一份小学粤教粤科版（2024）第19课 设计简易日晷（guǐ）教案设计教案主要包含了教材分析，核心素养目标，教学重难点，教学方法，教学过程，作业设计，结语板块，板书设计等内容，欢迎下载使用。
一、教材分析
本课是粤教粤科版小学科学五年级上册第五单元《时间与效率》的第19课，属于技术与工程领域的实践探究内容。教材核心原文内容为：“在古代，人们没有钟表，是怎么知道时间的呢？我们可以通过观察太阳的位置来判断时间吗？人们利用太阳投影的变化规律，发明了计时工具日晷。让我们一起来设计并制作一个简易日晷吧！”本课承接单元前两课对时间测量需求的探究，引导学生将影子变化的科学规律应用到计时工具设计中，既巩固了“阳光下物体影子的变化规律”旧知，又落实了工程设计“提出问题—设计方案—动手制作—测试改进”的核心流程，为后续探究效率优化内容奠定技术实践基础，符合义务教育科学课程标准（2022版）“技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造”的学段要求。
二、核心素养目标
1.科学观念：学生能理解日晷的计时原理是利用阳光下物体影子随太阳位置变化的规律，知道日晷是古代人类总结自然规律发明的计时工具，能说出日晷的基本结构和使用条件。
2.科学思维：能基于影子变化的已有经验推理日晷计时的逻辑，能从实用性角度对比不同日晷设计方案的优缺点，发展比较推理与工程评估能力。
3.探究实践：经历完整的简易日晷设计过程，能根据需求画出设计图、标注关键参数，能参与小组分工完成设计方案讨论，提升方案设计与合作交流能力。
4.态度责任：感受古代劳动人民的智慧，体会计时工具的发展对人类生活的影响，愿意在设计中接纳不同意见、优化设计方案，养成严谨务实的实践态度。
三、教学重难点
1.教学重点：理解日晷的计时原理，能结合材料设计出符合要求的简易日晷。
2.教学难点：合理标注日晷盘面的时间刻度，明确晷针与盘面的角度要求。
四、教学方法
本节课采用问题驱动法、小组合作探究法、直观演示法开展教学。问题驱动法通过逐层递进的问题引导学生从生活经验进入探究主题；小组合作探究法组织学生共同讨论设计方案，碰撞不同设计思路；直观演示法通过实物展示、课件演示帮助学生理解日晷的结构与角度要求。
五、教学过程（40分钟）
1.情境导入（5分钟）
教师拿出手机查看时间，随后提问：“同学们，现在上课已经5分钟了，老师是怎么知道具体时间的？”等学生回答后，继续追问：“大家说的没错，我们现在可以用手机、手表看时间，那在几千年前，还没有发明钟表的时候，古代人要怎么知道时间呢？”
给学生1分钟独立思考时间，随后点2名学生分享想法。学生可能会回答“看太阳的位置”“看公鸡打鸣”，教师梳理学生回答后，引出本节课主题：“很多同学都提到了看太阳，古代人确实利用太阳的运动规律发明了一种计时工具，叫做日晷，这节课我们就一起来设计一个简易日晷。”教师板书课题：设计简易日晷。
2.认识日晷与原理探究（15分钟）
教师课件出示生活中常见的日晷实物图，提问：“有没有同学在博物馆或者公园见过日晷？谁能说一说你见过的日晷是什么样子的？”点1-2名学生描述后，教师讲解：“完整的日晷主要由两个部分组成，一个是影子所在的盘面，叫做晷面，另一个是立于晷面中心，用来投射影子的细杆，叫做晷针。”教师边讲解边在板书标出两个核心结构。
教师提出探究问题：“日晷为什么能通过影子告诉我们时间呢？大家还记得我们之前学习过，阳光下物体的影子会有什么变化规律吗？给大家2分钟，同桌之间互相说一说。”学生同桌交流结束后，教师抽问总结：“大家说的非常对，阳光下物体的影子，方向会随着太阳位置的变化而变化，早上太阳在东边，影子就朝向西边；傍晚太阳在西边，影子就朝向东边。同时影子的长度也会变化，早上和傍晚影子长，中午影子短。”
教师继续引导推理：“既然影子的方向和长度都会随着时间有规律的变化，那我们能不能把这些变化对应到固定的时间刻度上，这样看到影子在哪个刻度，就知道是什么时间了？”学生齐答后，教师明确原理：“对，日晷就是利用这个原理来计时的：阳光下晷针的影子会随着时间变化，投射到晷面不同刻度位置，就能对应读出时间。”
3.设计需求分析（10分钟）
教师提出设计任务：“我们今天的任务就是设计一个可以在我们校园里使用的简易日晷，大家想想，我们做这个日晷需要满足什么要求？”组织学生全班交流，教师梳理总结出需求：第一，要方便制作，用我们身边常见的材料就能做；第二，要能准确读出时间，刻度清晰；第三，方便携带，可以放在阳光下测试。
教师展示课前准备好的备选材料：硬纸板、圆规、记号笔、牙签、吸管、量角器、剪刀，提问：“请同学们想一想，这些材料里，哪些可以用来做晷面，哪些用来做晷针？”学生回答后，教师明确：晷面可以用硬纸板，平展好画图，硬度也足够；晷针可以用牙签或者细吸管，容易固定，影子清晰。
教师演示讲解关键问题：“这里有一个问题需要大家特别注意——晷针不是直直垂直插在晷面上的，对不对？我们国家大部分地区都在北回归线以北，太阳一年四季都在南边，所以要让晷针指向北极星方向，晷针和水平面的角度，要和我们当地的纬度一样。我们所在地区纬度大约是30度，所以我们设计的时候，晷针和晷面的角度要做成60度，大家可以用量角器量好之后，再固定晷针。”教师用量角器现场演示角度测量方法，让学生直观感受。
4.小组设计方案讨论（8分钟）
教师布置小组任务：“现在请大家以4人小组为单位，完成三个任务：第一，确定你们小组要用到的材料；第二，画出简易日晷的设计图，标注出晷面、晷针、刻度和角度；第三，商量好每个人的分工。老师给大家8分钟时间，现在开始。”
教师在教室内巡视，逐个小组指导，重点帮助学生解决刻度标注和角度的问题，提醒有困难的小组可以参考课本的示意图。
5.课时小结（2分钟）
教师小结：“今天这节课我们认识了日晷，弄懂了日晷计时的原理，也完成了设计方案，下一节课我们就按照设计图动手制作，然后去室外测试我们的日晷准不准。”
六、作业设计
1.每个小组完善本组的设计图，补充标注好所有关键尺寸和参数，下节课带好设计图和准备好的制作材料。
2.完成课本课后思考问题：“日晷计时有什么缺点？什么情况下不能用日晷计时？”写在科学笔记本上，下节课交流。
七、结语板块
本节课通过情境引导激活学生已有知识经验，让学生在工程设计情境中应用科学原理，突出学生主体地位，兼顾不同层次学生的探究需求：基础薄弱的小组可以照搬课本标准设计，能力较强的小组可以创新设计不同形状的晷面，实现差异化教学，为下一节课的制作测试做好充分准备。
八、板书设计
《设计简易日晷》教学设计
2026秋 粤教粤科版五年级上册 第2课时
一、教材分析
本课是《设计简易日晷》的第2课时，承接第1课时的设计方案，开展制作、测试与改进活动。教材核心原文内容为：“根据设计方案，制作一个简易日晷。把制作好的日晷放到阳光下，固定好位置，每隔一小时记录一次晷针影子的位置，看看我们做的日晷准不准。如果不准确，想一想可以怎么改进。”本节课落实工程实践的制作与评估环节，让学生在真实测试中发现问题、解决问题，进一步理解设计与改进在工程实践中的意义，提升学生的实践探究与反思改进能力。
二、核心素养目标
1.科学观念：能通过测试验证日晷计时原理，理解设计要求与实际效果之间的差异，知道任何工具都需要不断改进才能更准确。
2.科学思维：能根据测试结果分析日晷不准确的原因，推理问题所在并提出合理改进方案，发展分析推理能力。
3.探究实践：能按照设计图动手制作简易日晷，能在室外完成规范测试并记录数据，能根据问题改进日晷，提升动手操作与实践探究能力。
4.态度责任：在测试过程中养成严谨记录数据的习惯，能主动参与小组合作，愿意接纳他人建议改进作品，体会技术改进的意义。
三、教学重难点
1.教学重点：按照设计方案制作简易日晷，完成户外测试活动。
2.教学难点：根据测试结果分析误差原因，完成日晷的改进。
四、教学方法
本节课采用实践操作法、户外探究法、问题引导法开展教学。实践操作法让学生动手完成作品制作，落实工程实践要求；户外探究法组织学生到室外完成真实测试，获得真实数据；问题引导法引导学生分析误差原因，提出改进方案。
五、教学过程（40分钟）
1.复习导入（5分钟）
教师提问：“上一节课我们认识了日晷，也完成了简易日晷的设计，谁能说一说，日晷的计时原理是什么？日晷的两个主要结构是什么？”点学生回答后，教师梳理：“没错，日晷利用阳光下晷针影子随时间变化的规律计时，主要结构是晷针和晷面。今天我们就要动手制作自己设计的日晷，然后去操场上测试，看看我们做的日晷准不准。”
教师检查各小组的设计图和准备的材料，提醒学生使用剪刀的时候要注意安全，不要伤到自己和同学。
2.动手制作简易日晷（12分钟）
教师重申制作步骤和要求：“请各小组按照你们的设计图制作，步骤是：第一步，在硬纸板上画出晷面，把12个时间刻度标注清楚，从早上6点到晚上6点，均匀标注在半圆上；第二步，确定晷针的插入点，就是半圆的圆心位置；第三步，用量角器量好60度角，挖一个小孔，把晷针插进去，固定好，不要松动；第四步，检查一下刻度是不是清晰，晷针是不是牢固。老师给大家12分钟时间完成制作，现在开始。”
教师巡视各组制作情况，差异化指导：对动手能力较弱的小组，帮助他们固定晷针、标注刻度；对提前完成的小组，提醒他们提前整理好工具，思考测试的时候要怎么放置日晷。教师随时提醒安全操作，避免剪刀划伤。
3.户外测试与记录（12分钟）
教师组织学生整队到学校操场的空地上，明确测试要求，话术如下：“同学们，现在我们要开始测试了，大家记住三个要求：第一，每个小组找一块没有树荫遮挡的平地，把日晷放好，让晷针的影子落在晷面上，调整日晷的方向，让当前时间对应的影子和刻度重合，固定好日晷的位置，不能再移动。第二，我们从当前时间开始，每隔10分钟记录一次影子的位置，一共记录3次，把记录结果写在活动记录单上。第三，记录完之后，和我们实际的时间比一比，看看我们的日晷显示的时间和实际时间差了多少，把误差记下来。现在大家分散找位置开始测试吧。”
教师在场地内巡视，提醒学生正确放置日晷：晷针要朝向正北方向，保证角度正确，帮助学生调整位置，指导学生正确记录影子位置。所有小组完成记录后，组织学生整队返回教室。
4.测试结果交流与改进（8分钟）
教师组织交流：“现在请每个小组派一个代表说一说，你们的日晷测试结果怎么样，误差大不大？”依次请3-4个不同结果的小组分享，然后提问：“有的小组日晷误差很小，有的小组误差比较大，大家想一想，为什么会有误差呢？我们可以从哪些地方找原因？”组织学生全班讨论，总结出常见原因：“常见的原因有几个：第一，晷针的角度不对，不是我们要求的60度；第二，日晷放的方向不对，晷针没有朝向正北；第三，刻度标注不均匀，有的间距大有的间距小；第四，放置的时候地面不平，日晷放歪了。”
教师布置改进任务：“现在请大家根据自己小组的问题，对咱们的日晷做改进，如果是角度不对，就调整晷针角度；如果是刻度错了，就重新标注刻度，让我们的日晷更准确。”
5.课堂小结（3分钟）
教师小结：“今天我们亲手制作并测试了简易日晷，日晷是古代劳动人民通过长期观察总结出来的计时工具，体现了古代人的智慧，后来人们发明了更准确的钟表，计时越来越方便，这就是技术不断发展的结果。”
六、作业设计
1.把改进后的日晷带回家，连续两天在同一时间观察影子的位置，记录观察结果，下节课分享你的发现。
2.写一篇100字左右的科学小日记，说一说你制作日晷的收获和发现。
七、结语板块
本节课以学生动手实践为核心，安排完整的制作、户外测试、改进流程，满足不同动手能力学生的发展需求：能力强的学生可以自主完成制作改进，能力弱的学生可以通过小组合作完成任务，在真实探究中落实工程实践核心素养，让学生体会到科学知识在实际工具设计中的应用。
八、板书设计
19 设计简易日晷
结构：晷针、晷面
原理：阳光下影子随时间规律变化
关键：晷针与晷面夹角=90°-当地纬度
19 设计简易日晷 第2课时
流程：设计→制作→测试→改进
误差原因：角度、方向、刻度、放置
改进：针对问题调整优化