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