太阳钟优秀教案案例

3-2、太阳钟

【教学目标】 科学概念：知道在阳光下物体影子的方向和长度会慢慢的变化，日晷就是根据这个原理制成的计时器。

过程与方法：观察太阳光影在一定时间内长短和方向的变化；讨论太阳光影是怎么用来记录一天的时间的；学习使用简易日晷计时。

情感、态度、价值观：感受古人探索时间的过程，感受古人的智慧和探究意识。

【教学重点】理解太阳钟计时的原理。

【教学难点】制作使用太阳钟计时。

【教学准备】关于日晷计时的资料、手电筒、太阳高度测量仪、立竿、制作太阳钟的材料。

【教学过程】

一、导入

1、谁能告诉老师，现在几点了？你是怎么知道的？

（根据钟表；根据上课铃声）

2、如果我们没有钟表，也没有上课铃声，你还能确定时间吗？可以根据什么确定时间？（太阳、影子等）

二、探究新知

(一)用太阳来计时

1、谈话：你是如何利用太阳来判断时间的?老师这儿有一组图片，请你们来判断一下分别是什么时候?（依次出示4张图片：日出

正午

日落

傍晚）

日出，现在大约几点了？太阳在哪里？

艳阳高照，现在几点了？太阳在哪里？ 日落，现在大约几点了？太阳在哪里？

这样过去了多长时间？又到了什么时候？

太阳明天还会从哪里升起来，从哪里落下去？后天呢？每天都会这样吗？说明太阳的运动有没有规律？怎样的规律？

学生回答

2、师：是呀，古人就是利用太阳来确定时间的。（板书：太阳计时）

自然界中有许多周期现象，如太阳从东升起后又从西边降落，经过一个黑夜之后，又从东方升起，所以，在远古时代，古人用天上的太阳来计时的，日出而作，日落而息，昼夜交替自然而然就成了人类最早使用的时间单位——天。（出示课件）

4、谈话：有了最初的时间单位后，那古人又是怎样划分一天呢？一天又分几小时呢？让我们来阅读一段资料来了解一下吧！请同学们打开书52页，自由阅读。

引出书中资料，自由阅读：（出示课件）古埃及人把星空划分为36个星座，通过观测这些星座在一年时间里的横贯天空的情况，利用星座计算时间。埃及人观察到在这段时间里有12个星座横过天空，于是他们把夜晚确定为12个小时，同样，白昼也被确定为12小时。但夏夜实际上大约有8个小时。

阅读后，请学生讨论并思考：你知道了什么？ 提出问题：白天和晚上每小时的时间怎么不一样长？

学生回答。

5、小结：（出示课件）因为古埃及人在确定时间时，是把从日出到日落这段时间确定为白昼，从天黑到天亮这段时间确定为夜晚，白昼和黑夜各被分为12小时。但是，例如夏季的白昼比夜晚要长，而此时的白昼和夜晚仍然分别被分为12小时，所以白天和晚上每小时的时间经常会不一样长。

6、提问：在我国古人又是怎样划分一天呢？

学生回答。

7、（出示课件）

中国古时把一天平均划分为十二个时辰，每个时辰相等于现在的两小时。

（二）用光影计时

1、谈话：虽然古人确定了一天和一个时辰是多长？但是，想知道具体的每个时刻又该如何确定呢？下面就让我们一起来学习古人用光影来记录时间的方法吧！（板书：光影计时）他们又是怎样做的呢？

2、引导思考：（出示课件卡通古人）在太阳下，将一根木棒竖直地插在地上，地面上会有一个木棒的影子。随着时间的变化，影子的方向、长短会发生变化吗？ （学生猜测并回答） 3、谈话：课前，老师已经安排同学们去太阳下观察影子的变化，并用画图的方式记录下观察到的现象，都完成了吗？

让我们通过一段视频来回顾一下！（播放视频）

4、看完这个视频，下面我们就一起来做个模拟实验来继续我们的探究吧。不过在探究之前，我们一起来看大屏幕：

（出示课件）探究提示： （1）按照太阳运行的轨迹，再一次观察影子的变化过程。 （2）用手电筒模仿太阳，太阳一定要慢慢的移动吆。

（3）小组合作，完成探究记录。

5、师：这个实验你学会了吗？赶快动手试一试吧！

学生实验并记录现象，教师巡视指导。

6、师：谁来汇报一下你们小组的实验结果。

学生汇报实验结果

7、由此实验可以得出：阳光下物体影子的方向、长短会慢慢的发生变化。（课件出示实验结果）

8、提问：（出示课件：三张图片）接下来，我就要考考大家了，下面这三张图片现在可能是什么时候了？你是根据什么判断的？（根据影子的方向来判断时间）

学生回答。（只要学生说出大概的时间段便可）

（三）认识圭表和日晷

1、谈话：大家可真厉害，古人也是像我们一样，通过长时间的观察，发明了圭表。（出示课件）圭表就是利用太阳光影子长短变化来记录时间的。现在大家看到的就是古人用的“圭表”。

2、师：那什么是圭表呢？我们一起来看大屏幕！（出示课件）教师介绍圭表的构造及原理。

圭表是我国古代度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。“表”是直立于平地上测日影的标杆和石柱。“圭”是正南正北方向平放的测定表影长度的刻板。

3、谈话：在此基础上，古人又利用这个规律又有了一个伟大的发明——日晷。

下面让我们一起来认识一下日晷吧：（播放视频日晷的结构）日晷是利用太阳投射的影子来测定时刻的装置。通常由铜做的指针和石制的圆盘组成。主要分为两种：赤道式日晷和水平式日晷，现在大家看到的就是赤道式日晷。铜制的指针叫做“晷针”，垂直地穿过圆盘中心，石制的圆盘叫做“晷面”，呈南高北低，倾斜地安放于石台上，使晷针指向北极星。世界上最早的日晷诞生于六千年前的巴比伦王国，一直沿用了几前年。

它的晷面是与赤道面平行的，它的两个晷面上都画有表示时间的刻度线。朝北的面，我们称为上面（或前面）；朝南的面称为下面（或后面）。由于一年中阳光照射到地球上同点的角度不断发生变化，春分以后到秋分以前，上晷针（指北的晷针）会产生影子投射到上晷面上；秋分以后到第二年的春分以前，下晷针（指南的晷针）会产生影子投射到下晷面上。所以，春分以后看上（朝北）面来计时，秋分以后看下（朝南）面来计时。

现在大家看到的就是水平式日晷（出示图片及水平式日晷），由水平摆放的石制晷面和斜插于晷面的铜制晷针组成，晷针倾斜指向北极星。

4、十二时辰 （出示有刻度的日晷图片）请大家仔细观察这个日晷，大家发现了什么？（有一些字、有刻度等）

了解十二时辰：古人把一昼夜分为十二个时辰，每个时辰相当于现在的两个小时，分别为：子(zǐ)、丑(chǒu)、寅(yín)、卯(mǎo)、辰(chén)、巳(sì)、午(wǔ)、未(wèi)、申(shēn)、酉(yǒu)、戌(xū)、亥(hài)。一时辰相当于现在

的两个小时，其中子时为晚上十一点到凌晨一点，而现在相当于古代的巳时。 5、那么怎样使用日晷来判断时间呢？

我们来看大屏幕：

课件出示方法：

1.将日晷置室外阳光下；

2.用指南针确定正北方向，调整日晷的方位；

3.根据晷针在晷面上影子的位置确定时刻。 6、出示只有部分刻度日晷的图片，请学生根据晷针的影子来判断时间。

并提问：为什么这个日晷只有部分刻度呢？ 学生回答

师：日晷是需要阳光的啊，它只能指示白天的时间。

7、小结：无论是圭表，还是日晷，它们都是利用太阳光影来计时，所以我们把它们统称为太阳钟。（板书课题：太阳钟）

三、制作太阳钟 1、谈话：学习了那么多关于太阳钟的知识，那么大家想自己来制作一个太阳钟吗？不过，在制作之前，我们先来了解一个小故事吧！

（出示课件）

著名的科学家牛顿 ,小时候做过这样一个太阳钟。他在空地上插根棍子，每隔2小时，在棍影的终点放一块石头做记号，记下时间。他摆石头记影子，又在石头上记时间，看！多简单，多巧妙的太阳钟就做成功了。他做的这个太阳钟据说在村上用了70多年，人们把这个太阳种称之为“牛顿钟”

。 2、谈话：故事已经看完了，想不想制作呢？今天，老师就为大家准备了许多材料，请大家选择自己的喜欢的方法进行制作。我们一起来看屏幕：（出示制作方法）

第一种制作方法：

1、利用橡皮泥，将小棒垂直立于圆心处。 2、确定刻度 3、利用指南针找到正北方向，将太阳钟钟面上的字母“N”正对北方，平方于地面。这时，在钟面上就会出现小棒的影子，将影子与圆心连上一条直线，并在直线处记录下此刻的准确时间。 4.利用相同的方法，确定一天中每个整点时小竹棒影子的位置，课下继续完成日晷的制作。

第二种制作方法：

1、需要的材料有：方便面的纸桶、橡皮泥、竹签和笔。 2、用橡皮泥把竹签固定在桶的中央，保证竖直向上。

3、然后把它放在阳光能直接照射到的地方，竹签会在桶壁上投射一个影子。这个影子的位置是随时间变化的，手里拿一块表，每到正点的时候就用笔在桶壁上作一个标记。比方这时候手表显示的是上午“9”点，那么你就在影子的位置画个标记，写上“9”。注意纸桶的位置不能再变了，那么明天上午竹签的影子再到你做的标记“9”上的时候，此时的时间就是9点。

4、花上几天的时间来做完所有的标记，以后就可以用它来代替手表计时了。

第三种制作方法：

利用已有的日晷部件进行组装。

使用方法如下：

将日晷放置在水平位置，并能很好地接触到。

在日晷旁边放一个指南针，使南北方向一致。

由三角形薄片阴影所产生的对角线表示时间。

下面就请同学们根据太阳和影子的关系，小组合作，制作一个可用来计时的太阳钟。

学生制作太阳钟，教师巡视指导。

四、讨论与思考 1、提问：太阳钟的确是古人一项伟大的创造。它给我们的生活带来了很多便利。但是，很快他们就感到不方便了，太阳钟并不能每时每刻都能发挥作用，为什么呢？看看下面这两幅图片，你们能想到其中的原因吗？

学生回答。

（阴雨天不能使用，晚上不能使用，计时不精确等。） 2、师：对呀，那太阳钟是不是一种完善的计时工具呢？是呀，太阳钟也存在着不少的缺点，让我们下节课，继续跟随古人的脚步来探究更加完备的计时工具吧！