我的水钟

《我的水钟》教学设计

（市级教研课教案：本教案将于5月27、28日，在杭州市小学科学新课程“设计和技术”领域专题研训活动中实施。）

【整体设计】

1、对设计与技术领域科学课的认识

它与其他类型的科学课，有着很多的共同点，如都讲求学生的自主、合作、 探究，活动中都蕴含三维目标的达成。区别在于：其他类型的科学课，学生动手技能的培养和提高，多为发现实验现象中的规律，是达到认知上的提高的手段之一；设计与技术领域的科学课，是手脑并用为解决客观、实际的功能性问题服务（有别于其他学科的设计与制作），是在作品使用中发现了其不合理的地方、分析问题和尝试解决问题的过程，是带来一个作品、不断优化、带走一个更好的作品的过程。

2、《我的水钟》一课的目标定位

影响钟表计时精度的因素非常多，到现在还不能做到计时完全精确。面对这一不可能完成的任务，人们还是在不断地做出改进以提高计时的精度，乐此不疲，计时的方法也不断的拓展，电子钟、原子钟应运而生。（而且在提高精度的过程中，人们还发现了地球自转一周的时间也不是完全相同的。）从另一个角度来说，恰恰是这种难以解决的问题，为我们的研究提供了更加广阔的空间。因此，水钟设计和制作的成功之处不是横向比较谁的钟更好，而是在不断提高精度的过程中，多次获得成功的体验，以及养成锐意进取的科学精神，这是难能可贵的。我们的科学技术课就是在这些角度去挖掘教材，设计教学，让学生在学习的过程得到启迪和震撼，培养解决问题和征服科学的自信和信心。以及，体验到充分利用已有的科技成果，站在巨人的肩膀上再跳一跳的基本科技发展轨迹。

《我的水钟》是科教版五下年级《时间的测量》单元第四课，也是用水来测量时间的最后一课。前一课，学生已经在滴漏实验中完成了一个最简易水钟的制作，并发现了水的下流速度会变化。因而，本课教学定位在如何修正和改进自己制作的水钟，让它计时更加准确，操作更加方便，受其他因素的影响更小。在问题逐渐得到解决的过程中，学生的思维和动手实践能力得到锻炼和提高。

一堂课不能承载太多的教育价值，只能管中窥豹，利用对科学技术课的触点，让我们重新去审视和剖析教材中的这一类教学内容，让它们迸发更为明亮的智慧火星，“我的水钟”愿意去充当这最初的撞击。 【教学目标】

科学概念：多种方法都可以提高水钟的计时精度。

过程与方法：经历多次发现和明确问题、分析和解决问题、不断改进优化的水钟的制作和改进的过程，学会用几种方法去解决计时中出现的问题，提高水钟的计时精度。

情感、态度、价值观：小组能分工合作完成水钟的改进；相信只要想出更多的办法，水钟的计时精度会得到更大的提高。

【教学重难点】

发现自制水钟计时过程中的问题和提出改进设计的方法 【教学准备】 学生分组实验准备:

一个滴漏、输液器装置（滴壶及部分输液馆）、大小不同的杯子、盛有水的水槽、尺子、笔、医用胶布、剪刀、红墨水

2、教师实验准备：一个改进型水钟、课件 【教学过程】

（注：带“★”号的部分为弹性教学环节，根据学生发展情况逐步实施。） 一、制作一个水钟

1、呈现滴漏装置、杯子、笔，提出任务：

在每隔10秒钟的水位处画一条线，表示已经过了10秒钟，一共画一分钟的刻度。

2、课件呈现操作要求： （1）在受水壶外壁贴上胶布； 倒干净杯中的水；

堵住滴漏的出水口，再往滴漏中加满水。

（2）开始后，水要连续流下去，每过10秒钟，画刻度的同学抓紧画上记号。 （3）滴漏中的水流完后，不能加水，标刻度停止。（不满10秒的不用画线）

（4）注意分工，一人端着滴漏，另一人观察水位画刻度，其他同学监督。 3、学生分组活动。 二、发现与明确问题

1、课件呈现测试水钟的要求：先把杯子里的水倒干净，滴漏中装上水，用手堵住出水管。老师说开始，就放开堵住水管的手，让水流入杯中。老师说停的时候，用手堵住管口，移开滴漏，读出时间。

2、各组测试水钟并汇报根据小组的水钟测得的时间，教师公布实际时间。 3、师生共同分析产生时间差距的原因，讨论解决问题的建议、方法，教师板书记录。

分析与解决问题、不断改进优化 （根据学生的实际情况灵活组合）

探索改进因水位变化导致流速不均匀产生的计时不精确问题

1、联系实际，出示医院里的输液装置。简单分析利用这个装置为什么能保持水位不变。

学生尝试在自制水钟上加上这个装置，并再贴胶布、画刻度。 再次分小组检测水钟的计时精度。

学生汇报时间，教师记录。和第一次进行比较、分析优点。

水位保持不变，刻度均匀了，但对于不是整十秒的时间，还是须采用估算方法，所测时间与实际时间还存在着误差。本环节即为经历不断优化设计、解决此问题的过程。

5、发现新问题：刻度均匀了，估算很方便。但由于是估算，还是带来了误差。能不能不用估算？

探索改进因刻度线少而使计时不精确的问题

1、课件呈现操作提示：长的刻度线表示10秒，短的刻度表示5秒，再短一些的刻度表示1秒。

2、学生改进设计：用尺子和笔在胶布上画出更密的刻度线，刻度间隔为1秒钟。

3、检测水钟的计时精度，并交流、分析。 （检测方法同二1,教学环节同前面的4）

4、发现新问题。

★弹性教学环节：

1、引导发现问题：刻度线太密，没有办法看清楚，有没有办法让1秒的刻度线之间的间隔更大一些？

2、尝试解决问题：用50毫升的量筒换掉大杯子再画刻度，5秒钟画一次，然后用尺子把1秒钟的刻度线画出来。

再次检测精度，发现可以获得更高的精度。

4、发现新问题：测量时间太短，量筒很快就满了，需要倒掉再继续测量。 小组分工合作完成时间测量。 四、激发更深层次的探索欲望

1、教师展示一个改进型的水钟，学生可以围成一圈观看，自由讨论，水钟好在哪里。

2、总结下课：老师的水钟也还有很多需要改进的地方，打算回去后再改进，让它精度更高、记录时间更长、自动化程度更高。

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