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我们的水钟教学设计【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，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1.能运用画图和文字描述的方法设计制作水钟的方案。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 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1.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和完善设计，并清楚地知道自己的操作过程。2.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.测试水钟。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“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.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，老师提示学生可以采用静脉滴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。设计意图强调水钟是根据流水的等时性原理来计时的。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】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。7
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