1、1 我们的水钟我们的水钟教学设计教学设计 【教材简析】 本课是 计量时间 单元的第 3 课， 学生要运用已掌握的知识设计一个水钟， 先用图画的形式对自己设计的水钟进行描述，然后动手制作一个水钟，最后检验 自己的水钟是否能准确计时，并对水钟进行改进。在这节课中，学生将要经历设 计方案实验制作修正方案的科学活动过程， 这个过程也是促进学生科学 思维发展的过程。 教科书引用“人们曾用一个底部钻有小孔的碗，放在水中，让碗慢慢下沉来 计量时间” ，引导学生做一个类似的计时器；然后出示本节课的任务“制作 一个计时 10 分钟的水钟” 。 提示学生从以下三个问题入手， 完成水钟的设计方案。 （1）制作水钟需
2、要哪些材料？（2）怎样控制漏水的速度？（3）如何来划分 10 分钟的时间刻度？学生根据这些提示，按照自己的设计确定制作流程，分别标出 110 分钟的时间刻度，动手制作水钟。制作完成后对水钟计时准确性进行测试， 并对测试结果进行评估与改进， 让学生体验到完成一个科学制作需要不断重复实 验，在实验中逐步完善。拓展“除了水，还可以用哪些能流动的物体来制作计时 工具”启发学生思维，拓展学生视野。 【学生分析】 通过第 1 课和第 2 课的学习，学生已经认识了两种水钟的构造，经历了流水 实验的研究后，学生对水钟能作为计时工具的原理有了新的理解，有了制作水钟 的兴趣和理论基础。对于小学高年级学生而言，他们
3、已初步具备了对自己或他人 的设计、草图、模型等提出改进建议并说明理由的能力，还具备了动手制作、相 应的测试和调整的能力。可以培养小学高年级学生从经济效益、社会效益、环境 效益等方面评价某个工程设计，并提出改进和完善建议。因此，教师要在学生测 试水钟、对水钟进行评估与改进等环节，让学生体会到制作的乐趣，让学生体验 到成功感，并养成解决问题的良好习惯。 【教学目标】 科学概念目标科学概念目标 1.水钟通过一定的装置，能够保持水在一定的时间内以稳定的速度往下流， 2 从而能用来计时。 2.我们可以控制水流的速度，从而使水钟计时更加准确。 科学探究目标科学探究目标 1.能运用画图和文字描述的方法设计制
4、作水钟的方案。 2.能利用剪刀、塑料瓶等简单工具和材料制作一个简易的水钟。 3.在实际运用过程中对自己的方案进行改进。 4.经历思考方案制订计划实施方案检验成果寻找原因 改进完善的探究过程。 情感态度价值观情感态度价值观 1.在制作水钟的过程中感受到科学制作带来的乐趣。 2.体会到在科学研究中分工合作与和谐地开展探究是重要的。 3.体验到完成一个科学制作需要不断重复实验，在实验中逐步完善。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 经历一项工程的几个主要过程。 【教学重难点】 制作简易的水钟用来计时，使水钟的计时更加准确。 【教学准备】 为学生小组准备：一把剪刀、一把美工刀、两个塑
5、料瓶、一个秒表（或者手 表） 、一支记号笔、一把尺子、一颗工字钉、一个铁架台和一卷透明胶带。 为教师准备：自制的水钟模型、教学课件。 【教学过程】 一、新课导入一、新课导入 教师提问：同学们，通过上节课的学习我们认识了水钟，你们能说一说水钟 有哪两种类型吗?（出示两种类型的水钟图片） 教师提问：水钟是根据什么原理来计时的呢？今天，我们就来设计并制作我 们的水钟。 设计意图设计意图：通过展示受水型和泄水型水钟的图片，复习导入新课，让学生明 确水钟的两种类型。水钟是一类计时的工具，教师可以很自然地向学生提出“水 3 钟计时是根据什么原理？” ，让学生结合上节课所学进行深入思考。教师提示学 生，水钟
6、是根据流水的等时性原理来计时的。这个原理可以从两个方面去理解： 一方面，从相同量的水中流出等量的水，时间不变；另一方面，水压不变时则水 流速度相等。让学生对水钟能用来计时知其所以然。最后，提出今天的课堂任务 设计制作我们的水钟。 二、新课教学二、新课教学 1.完成水钟的设计方案。完成水钟的设计方案。 教师指导：请同学们图文并茂地完成水钟的设计方案。 投影展示学生设计的草图。 全班交流并初步指出方案中的问题。 设计意图设计意图： 在制作水钟之前教师应该让学生设计一个制作方案， 包括水钟的 类型、式样、所用材料、操作步骤等事项。方案的完善是制作水钟的一个关键， 在这部分，教师要引导每位学生不断思考
7、和完善设计，并清楚地知道自己的操作 过程。 2.2.制作水钟。制作水钟。 （1）制作一个能计时 5 分钟的水钟。 （2）计时前先粘好画刻度线纸条（提前标记好 0 刻度，起始水位） 。 （3）计时开始后，每过 1 分钟，用黑色的记号笔在纸条上画一个刻度来标 记水位。 （4）计时同学与画刻度线同学互相配合。 （5）小组成员分工合作。 （6）使用刀具时注意安全。 （7）动画模拟两种类型水钟刻度线的画法，请同学们仔细观察刻度线的间 距。 设计意图设计意图：由于课堂时间有限，可以制作一个能计时 5 分钟的水钟。通过提 示， 让学生体会到在科学研究中分工合作与和谐地开展探究是重要的，让学生在 制作水钟的过
8、程中感受到科学制作带来的乐趣。通过动画模拟画水钟刻度线，让 学生简明扼要地知道刻度线的画法以及注意事项。 3.3.测试水钟。测试水钟。 4 教师引导：用做好的水钟与秒表对照 5 分钟，来检测我们的水钟计时是否准 确。 注意：在记录过程中，每 1 分钟到了，小组的记录员在刻度线上根据水位画 一条红色的刻度线。 设计意图设计意图： “测试水钟”是让学生将自己制作的水钟，在实践中进行检验， 这实际上也是一次重复验证实验。将做好的水钟与钟表对照，根据测得的结果判 断我们的水钟计时是否准确。提示学生在测试过程中，每 1 分钟画一条红色的刻 度线记录相应的水位，帮助学生更清楚地观察到水钟的测试结果。 4.
9、4.对水钟的评估与改进。对水钟的评估与改进。 （1）教师布置学生进行检验，用做好的水钟与秒表对照 5 分钟，检测水钟 计时是否准确，并让学生交流他们测试的结果。 (2)教师引导学生总结在制作过程中影响水钟计时准确的因素。 学生在制作过程中会发现造成水钟计时不准确的因素： 瓶子的侧壁凹凸不平， 瓶子的形状不规则，计时时用手挤压到了瓶子使水流速度加快，打孔的大小，画 刻度线时出现误差等。 （3）教师引导学生思考改进水钟的方法。 学生会提出采用形状规则的瓶子， 瓶子侧壁要光滑，打孔大小适当，计时时手不要去捏瓶子，画刻度线时视线要和 水位线在同一高度等。 教师提问： 水钟内水滴速度是否可以控制？这对水
10、钟计时准确性有无影响？ 引导学生结合上节课所学， 深入思考古代的人们是怎么控制水以均匀的速度 往下滴。教师提示学生可以采用静脉滴管使水钟的计时更加准确。 （4）对制作的水钟进行改造。 师生交流：让学生明白水钟要准确计时，必须借用工具让水钟里的水均匀往 下滴。 设计意图设计意图： 通过对水钟的评估与改进环节，让学生检验制作好的水钟计时是 否准确，根据检验结果总结影响水钟计时准确性的因素，进一步提出改进水钟的 措施。让学生体验到完成一个科学制作需要不断重复实验，在实验中逐步完善。 学生通过思考“水钟内水滴速度是否可以控制？这对水钟计时准确性有无影 响？” ，对改进水钟方案有了初步的灵感；接着，老师
11、提示学生可以采用静脉滴 5 管让水钟内的水均匀往下滴，使水钟计时更加准确，使学生课后的改进工作更有 可操作性。 三、课堂总结与反思三、课堂总结与反思 通过一定的装置能使流水用来计时，通过控制水滴的速度，能够使水钟计时 更加准确。 设计意图设计意图：强调水钟是根据流水的等时性原理来计时的。 四、拓展四、拓展 教师提问：除了水，还可以用哪些能流动的物体来制作计时工具？ 学生会讨论见过的计时工具，如沙漏，也可能提出更有创意的方法。 设计意图设计意图：通过这一提问启发学生思维，拓展学生视野，紧扣这一单元的主 题计量时间 。 【板书设计】 【活动手册使用说明】 6 活动目的：让学生完成水钟的设计方案，记录水钟计时准确性与否的测试结 果，并提出改进水钟计时准确性的方案。 活动手册说明：在学生设计水钟方案时，让学生明确水钟设计的类型是受水 型水钟，还是泄水型水钟。在学生记录测试结果环节，要提醒学生科学探究中记 录实验结果要以事实为依据，养成实事求是的科学态度。在学生改进水钟设计方 案环节，要提醒学生在完成技术与工程领域的实践活动时，要考虑减少耗材来节 约资源与成本，缩短工期来提高工作效率。
