科教版小学五年级下册我的水钟教学设计

4.我的水钟

一、教学目标

科学概念:

通过一定的装置，流水能够用来计时;通过控制滴漏的速度可以使水钟更加准确的计时。

过程与方法:

设计方案并制作一个自己的水钟;用自己制作的水钟尝试计时在实际测量过程中对自己的方案进行改进。

情感、态度、价值观:

感受科学制作带来的乐趣;意识到分工合作的重要性;体会到科学制作是一个不断改进完善的过程。

教学重点:设计制作水钟，并能用制作的水钟计时。

教学难点:控制流水速度。

教学准备：

教具：教学PPT、自制简易水钟。输液器。

学具：两把剪刀、小矿泉水瓶4个、手表、白纸条、碳素笔。

说明与提醒：白纸条先在背面贴好双面胶备用。

教学过程

一、情境引入:

1.启发谈话:

本册书的第三单元为我们介绍了人类计时器的变化过程。大家回忆一下人类最初靠什么来计时（日晷）但是日晷在刮风下雨或是荒郊野外是无法使用的。受条件限制太多不方便，因此人们又发明了用流水来计时（板书：流水、计时）就是——？（水钟）

2.回顾旧知:(课件出示两种水钟)

上节课我们认识了两种水钟，它们都是什么类型的？用什么方法来

计时？

（1）泄水型水钟:看水位下降多少，就可以测出过去了多长时间。

（2）受水型水钟:看水面上升了多少，来测出时间。

二、设计制作“水钟”:

1.机器猫拉开抽屉坐上时光机能回到过去。我们的科学课上虽然没有时光机但是也能一起穿越到古代。（你们想和我一起穿越吗？）我们就用提前准备好的材料穿越时空到古代，用我们进化了两千年的大脑和灵巧的双手复原——我的水钟（板书课题）

2.既然是要“复原”水钟，我们就先来看看水钟是由几部分构成的？（储水器、接水器）

3.光有这两部分就能计时了吗？（还要有刻度）我们今天这个水钟的刻度选择时间的哪个单位比较合适？（分钟）

4.下面请各小组同学按照草图，分别各从两个瓶子的上下三分之一处剪开并在瓶盖中间扎一个孔怎样合理安排时间呢？（两个同学同时剪瓶子，另一个同学同时打孔）剪好的瓶子按照要求上下组装好。剩余的没用到的部分放回到托盘中，

5.现在来明确一下你们小组打算制作的什么类型的水钟？刻度条贴在哪里？请小组的一位成员把刻度条贴上，注意尽量的贴直、贴正不要画刻度线。

三、用水钟计时并推测时间

各小组用水钟进行3分钟的计时实验在刻度条上画出每一分钟的刻度变化，并根据前3分钟的刻度推测4到6分钟的刻度。

实验要求：

1.注意合理分工。（课件出示发令员、计时员、裁判员、司线员）

说明：借用大家最喜欢的运动会上的四个重要岗位来说明一下这大家的职责。

发令员要把烧杯的水迅速的一次性倒入储水器中。

计时员要在看到水滴落到接水器后开始计时，并每分钟提示一次。

裁判长要根据计时员的提示，把每分钟时间水位的变化情况画在刻度条上。做泄水型水钟的裁判员一定要注意水一倒入储水器就要先在刻度条上画个标记。

终点裁判员要在3分钟结束后迅速用手堵住小孔把剩余的水倒回烧杯。千万不要把接水器中的水也倒回烧杯。

整个的实验需要大家密切配合，一次完成，切记重复操作，不要人为的改变我们的实验条件。

2.（问：关于四位的分工还有什么不明白吗？）计时画出前3分钟的时间刻度后停止实验。推测4至6分钟时的刻度位置并画在刻度纸上。

3.哪一个小组做好后请举手，把制作的能计时6分钟的水钟举起，

4.指明一组展示并说说推测的依据。

四、用水钟计时验证:

（一）计时验证:

“实践是检验真理的唯一标准”大家的推测是准确吗？我们就用剩余的水进行科学的验证。

实验要求：

1.听老师的指令司线员把烧杯中剩余的水迅速倒入储水器。

2.裁判员根据每一分钟老师的提示观察实际水位的变化和你们的推测是否一致。

3.发令员和计时员注意观察储水器的水量和水流的速度有什么变化？（二）思考：水钟计时准确吗？怎么不准确？

实际水位的变化和你们的推测一致吗？

储水器的水量有什么变化？

水滴落的速度又有什么变化？

要想流水能准确地计时，速度必须是什么样的？

小结:所以（板书——流水保持匀速，具有等时性，水钟可以计时）（三）小组讨论:既然我们发现影响水钟准确计时的关键因素是流水要保持匀速,可以怎样改进水钟呢?

我们既然穿越回了古代，就一起看看古人是怎么解决这个难题的吧？（播放视频）

2.思考:为什么上面还要加一个水壶？这个水壶水滴的速度是怎样的？

3.这点小问题岂能难倒我们这些进化了上千年的新新人类，还有别的方法吗？（出示：输液器）演示把输液器插在小孔里观察水滴落的速度变化。机动时间：利用第三个瓶子改进水钟

五、总结深化认识 :

通过今天的学习，我们知道了利用水匀速流动后具有的等时性，就能够制作较准确的计时工具。但是随着科技的进步，和制作水平的提高，人类又发明了更精确的仪器来计时，就是我们下节课要学习的《机械摆钟》六、手工作业:

尝试制作一个计时更准确的水钟。

七、板书设计：

我的水钟

流水保持匀速，具有等时性，

可以计时。

一、教材简析:

《我的水钟》是本单元的第四课。在第一课学生通过体验活动感知时间，发现仅凭感知得到的数据有较大的误差。第二课开始研究古人计时的工具日晷，并通过研究发现使用它计时受到的限制比较多。第三课学生开始对使用流水计时方法的探索，教材利用“滴漏实验”，使学生亲身经历流水计量时间这一活动。怎样控制水滴漏出的快慢,通过学生对这个问题进行分析，认识到控制水滴漏出的快慢主要与孔的大小、水位的高低有关。“构建起水的流动在一定条件下，具有等时性的特点。在本节课主要是让学生通过自已的探究实验，经历自制水钟活动的全过程。

二、教学背景:

五年级学生通过两年的科学学习在小学科学体系的三个维度上已具备了一定的能力如合作、观察、假设等。而这节课承接了前一节课《用水测量时间》的内容，对利用水钟计时进行进一步的探究。同时本课的结论得出又为后面《机械摆钟》做铺垫，因此本课具有承上启下的作用。在本课的学习中，学生要运用已掌握的知识亲自动手设计和制作一个水钟，在实验中检验自己的水钟是否计时准确，并对设计进行改进。

课外活动：课下通过反复实验改进，制作一个计时更准确的水钟。鼓励学生收集有关时钟的科技发展史资料，体悟科技发展带来的新变化。

生成预见：学生可能对控制水流量的大小方面有困难，教师要利用输液装置稍作指导，让学生明白可以通过控制相应的变量来控制水的流量。

课堂评价:1、学生是否能完成水钟的设计、制作。

2、学生是否能通过不断的思考改进水钟的计时准确性。

(一)背景和目标

通过第2 - 3课的教学，学生已经认识了两种水钟的构造，经历了滴漏实验的研究，学生对滴漏能作为计时工具有了新的理解，有了制作水钟的欲望和基础。这一节课，他们将要运用已掌握的知识设计一个水钟，亲自动手制作一个水钟，并用图画的形式对自己设计的水钟进行描述。还要在实验中检验自己的水钟是否计时准确，以及对水钟的设计进行改进。在这节课中，学生将要经历设计方案一实验制作一修正方案的科学活动过程，这个过程也是一个促进学生思维发展的过程。

科学概念

.通过一定的装置，流水能够用来计时，因为滴漏能够保持水在一定的时间内以稳定的速度往下流。

.我们可以控制滴漏的速度，从而使水钟计时更加准确。

过程与方法

.设计制作水钟的方案。

.利用剪刀、塑料瓶等简单工具和材料制作一个简易的水钟。

.在实际运用过程中对自己的方案进行改进。

.经历思考方案一制定计划一实施方案一检验成果一寻找原因一改进实验的探究过程。

情感态度价值观

.感受科学制作带来的乐趣。

.体会到在科学研究中分工、合作，和谐的开展探究是重要的。

.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。

(二)教学准备

为每个小组准备一把美工刀、两个塑料瓶、一个时钟(或者手表)、一支记号笔和尺子。教师自己准备一个医院输液用的管子。

(三)教科书说明

内容共两页，分三部分。

第一部分:设计水钟

经历了关于“用水测量时间”的研究，学生已经有了制作水钟的欲望和理论基础。在制作之前我们应该设计一个制作的计划，想好我们要制作的水钟的类型、式样、材料、操作步骤等事项。教科书要求学生画出设计方案图，在插图的右边作了提示与思考，引领学生思考在制作设计方案的时候，需要思考的一些必要问题。第一，选择什么材料制作;第二，怎么利用这些材料来制作水钟;第三，如何标出刻度。这些问题看起来很简单，如果不认真去思考，在实际操作中就会暴露出来。学生通过图画及文字描述来表述自己的思维。只有经历这个活动学生才能有准备、有日的地制订计划。可行的计划是制作水钟的前提。

教科书有一幅插图“一个滴漏边上画了一个时钟”，这是提示学生在标刻度的时候要对照时钟。学生根据每分钟流出水的体积画出刻度。可能有一些学生在测量出一分钟滴漏的水的体积在瓶上的高度后，就会把它作为标准来分出更多的刻度(2^-10之间的刻度)，这是不科学的，如果使用的瓶子形状是不规则的，那这样的做法很容易造成误差。

第二部分:用水钟计时

“用水钟计时”在这个活动中，制作计划已经成为现实的成果，还要在实践中检验。将做好的水钟与钟表对照，你的水钟计时准确吗?当水钟出现误差时，原因出在哪里呢?根据误差寻找影响水钟计时准确的因素。教科书插图中两个学生对话，提示学生从容器的形状、滴水的速度两方面去寻找原因。第一，如果容器的形状不规则容易造成刻度的标识错误;第二，因为开始时容器里装了比较多的水，水的重量产生的压力比较大，开始滴漏速度会快一些。随着容器中的水位逐步下降，水的压力也越来越小，这样就影响了滴水的速度。

学生分析了可能存在原因后，试图对自己制作的水钟进行改造。教科书用插图的形式提示学生可以用这些方法来改进自己的水钟。插图显示了医院里静脉滴注的调节器，这是提示学生设计的滴漏要像静脉滴注一样均匀下滴，最好是能控制滴漏的速度。这幅插图有利于引导学生将计时器的研究方向从水钟过度到下一课的机械摆钟。

本节课让学生经历了一个思考方案一制定计划一实施方案一检验成果一寻找原因一改进成果的科学探究活动。每个活动都要让学生充分探究，让他们理解一项研究成果的取得，要经得起实践的检验，需要不断思考和改进，逐步完善。

(四)教学建议

1.设计水钟。

从三年级学习到五年级，学生会用图画记录观察内容，画图对于学生并不陌生。但是如果用画图与文字结合的形式设计一个科学作品，学生们的经历还是很少的。本课是组织学生开展这方面训练比较好的机会。“设计水钟”是一个思维层次比较高的环节，教师在教学中要把文章做足，尽可能地调动学生的原有认知。引导学生就水钟类型、控制流水速度、刻度三方面开展讨论，在此基础上建构一个水钟的模型。用画图的方式设计水钟时，教师要明确要求学生给“图”写上文字注解。这是了解学生思维发展比较好的方法。

2.制作水钟。

这部分的内容是反映“设计水钟”环节学生思维活动是否全面、细微。在教学准备时，每种用具教师都要具体操作。比如不能用水彩笔或者水笔代替签字笔，如何选择合适的孔径以控制水滴的速度等等。

3.用水钟来计时。

这是一个组织学生反思的环节。教师不能代替学生进行反思。要组织学生开展充分的研讨，并且让他们自己提出改进措施。如果学生提出改进措施有困难，教师可以引导学生观察教科书中的“自制水钟插图”，请学生比较分析自己设计制作的水钟与书本上制作的水钟有什么区别。组织这样的讨论可以促使学生思考产生误差的原因，帮助他们对自己的水钟提出改进措施。