我們的水鐘教學(xué)設(shè)計(jì)【教材簡析】本課是計(jì)量時(shí)間單元的第3課，學(xué)生要運(yùn)用已掌握的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)水鐘，先用圖畫的形式對(duì)自己設(shè)計(jì)的水鐘進(jìn)行描述，然后動(dòng)手制作一個(gè)水鐘，最后檢驗(yàn)自己的水鐘是否能準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，并對(duì)水鐘進(jìn)行改進(jìn)。在這節(jié)課中，學(xué)生將要經(jīng)歷設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)制作修正方案的科學(xué)活動(dòng)過程，這個(gè)過程也是促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的過程。教科書引用“人們?cè)靡粋€(gè)底部鉆有小孔的碗，放在水中，讓碗慢慢下沉來計(jì)量時(shí)間”，引導(dǎo)學(xué)生做一個(gè)類似的計(jì)時(shí)器；然后出示本節(jié)課的任務(wù)“制作一個(gè)計(jì)時(shí)10分鐘的水鐘”。提示學(xué)生從以下三個(gè)問題入手，完成水鐘的設(shè)計(jì)方案。（1）制作水鐘需要哪些材料？（2）怎樣控制漏水的速度？（3）如何來劃分10分鐘的時(shí)間刻度？學(xué)生根據(jù)這些提示，按照自己的設(shè)計(jì)確定制作流程，分別標(biāo)出110分鐘的時(shí)間刻度，動(dòng)手制作水鐘。制作完成后對(duì)水鐘計(jì)時(shí)準(zhǔn)確性進(jìn)行測試，并對(duì)測試結(jié)果進(jìn)行評(píng)估與改進(jìn)，讓學(xué)生體驗(yàn)到完成一個(gè)科學(xué)制作需要不斷重復(fù)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中逐步完善。拓展“除了水，還可以用哪些能流動(dòng)的物體來制作計(jì)時(shí)工具”啟發(fā)學(xué)生思維，拓展學(xué)生視野。【學(xué)生分析】通過第1課和第2課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)了兩種水鐘的構(gòu)造，經(jīng)歷了流水實(shí)驗(yàn)的研究后，學(xué)生對(duì)水鐘能作為計(jì)時(shí)工具的原理有了新的理解，有了制作水鐘的興趣和理論基礎(chǔ)。對(duì)于小學(xué)高年級(jí)學(xué)生而言，他們已初步具備了對(duì)自己或他人的設(shè)計(jì)、草圖、模型等提出改進(jìn)建議并說明理由的能力，還具備了動(dòng)手制作、相應(yīng)的測試和調(diào)整的能力?？梢耘囵B(yǎng)小學(xué)高年級(jí)學(xué)生從經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益等方面評(píng)價(jià)某個(gè)工程設(shè)計(jì)，并提出改進(jìn)和完善建議。因此，教師要在學(xué)生測試水鐘、對(duì)水鐘進(jìn)行評(píng)估與改進(jìn)等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生體會(huì)到制作的樂趣，讓學(xué)生體驗(yàn)到成功感，并養(yǎng)成解決問題的良好習(xí)慣?！窘虒W(xué)目標(biāo)】科學(xué)概念目標(biāo)1.水鐘通過一定的裝置，能夠保持水在一定的時(shí)間內(nèi)以穩(wěn)定的速度往下流，從而能用來計(jì)時(shí)。2.我們可以控制水流的速度，從而使水鐘計(jì)時(shí)更加準(zhǔn)確?？茖W(xué)探究目標(biāo)1.能運(yùn)用畫圖和文字描述的方法設(shè)計(jì)制作水鐘的方案。2.能利用剪刀、塑料瓶等簡單工具和材料制作一個(gè)簡易的水鐘。3.在實(shí)際運(yùn)用過程中對(duì)自己的方案進(jìn)行改進(jìn)。4.經(jīng)歷思考方案制訂計(jì)劃實(shí)施方案檢驗(yàn)成果尋找原因 改進(jìn)完善的探究過程。情感態(tài)度價(jià)值觀1.在制作水鐘的過程中感受到科學(xué)制作帶來的樂趣。2.體會(huì)到在科學(xué)研究中分工合作與和諧地開展探究是重要的。3.體驗(yàn)到完成一個(gè)科學(xué)制作需要不斷重復(fù)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中逐步完善?？茖W(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)經(jīng)歷一項(xiàng)工程的幾個(gè)主要過程?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】制作簡易的水鐘用來計(jì)時(shí)，使水鐘的計(jì)時(shí)更加準(zhǔn)確?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】為學(xué)生小組準(zhǔn)備：一把剪刀、一把美工刀、兩個(gè)塑料瓶、一個(gè)秒表（或者手表）、一支記號(hào)筆、一把尺子、一顆工字釘、一個(gè)鐵架臺(tái)和一卷透明膠帶。為教師準(zhǔn)備：自制的水鐘模型、教學(xué)課件?！窘虒W(xué)過程】一、新課導(dǎo)入教師提問：同學(xué)們，通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們認(rèn)識(shí)了水鐘，你們能說一說水鐘有哪兩種類型嗎?（出示兩種類型的水鐘圖片）教師提問：水鐘是根據(jù)什么原理來計(jì)時(shí)的呢？今天，我們就來設(shè)計(jì)并制作我們的水鐘。設(shè)計(jì)意圖：通過展示受水型和泄水型水鐘的圖片，復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課，讓學(xué)生明確水鐘的兩種類型。水鐘是一類計(jì)時(shí)的工具，教師可以很自然地向?qū)W生提出“水鐘計(jì)時(shí)是根據(jù)什么原理？”，讓學(xué)生結(jié)合上節(jié)課所學(xué)進(jìn)行深入思考。教師提示學(xué)生，水鐘是根據(jù)流水的等時(shí)性原理來計(jì)時(shí)的。這個(gè)原理可以從兩個(gè)方面去理解：一方面，從相同量的水中流出等量的水，時(shí)間不變；另一方面，水壓不變時(shí)則水流速度相等。讓學(xué)生對(duì)水鐘能用來計(jì)時(shí)知其所以然。最后，提出今天的課堂任務(wù)設(shè)計(jì)制作我們的水鐘。二、新課教學(xué)1.完成水鐘的設(shè)計(jì)方案。教師指導(dǎo)：請(qǐng)同學(xué)們圖文并茂地完成水鐘的設(shè)計(jì)方案。投影展示學(xué)生設(shè)計(jì)的草圖。全班交流并初步指出方案中的問題。設(shè)計(jì)意圖：在制作水鐘之前教師應(yīng)該讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)制作方案，包括水鐘的類型、式樣、所用材料、操作步驟等事項(xiàng)。方案的完善是制作水鐘的一個(gè)關(guān)鍵，在這部分，教師要引導(dǎo)每位學(xué)生不斷思考和完善設(shè)計(jì)，并清楚地知道自己的操作過程。2.制作水鐘。（1）制作一個(gè)能計(jì)時(shí)5分鐘的水鐘。（2）計(jì)時(shí)前先粘好畫刻度線紙條（提前標(biāo)記好0刻度，起始水位）。（3）計(jì)時(shí)開始后，每過1分鐘，用黑色的記號(hào)筆在紙條上畫一個(gè)刻度來標(biāo)記水位。（4）計(jì)時(shí)同學(xué)與畫刻度線同學(xué)互相配合。（5）小組成員分工合作。（6）使用刀具時(shí)注意安全。（7）動(dòng)畫模擬兩種類型水鐘刻度線的畫法，請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察刻度線的間距。設(shè)計(jì)意圖：由于課堂時(shí)間有限，可以制作一個(gè)能計(jì)時(shí)5分鐘的水鐘。通過提示，讓學(xué)生體會(huì)到在科學(xué)研究中分工合作與和諧地開展探究是重要的，讓學(xué)生在制作水鐘的過程中感受到科學(xué)制作帶來的樂趣。通過動(dòng)畫模擬畫水鐘刻度線，讓學(xué)生簡明扼要地知道刻度線的畫法以及注意事項(xiàng)。3.測試水鐘。教師引導(dǎo)：用做好的水鐘與秒表對(duì)照5分鐘，來檢測我們的水鐘計(jì)時(shí)是否準(zhǔn)確。注意：在記錄過程中，每1分鐘到了，小組的記錄員在刻度線上根據(jù)水位畫一條紅色的刻度線。設(shè)計(jì)意圖：“測試水鐘”是讓學(xué)生將自己制作的水鐘，在實(shí)踐中進(jìn)行檢驗(yàn)，這實(shí)際上也是一次重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。將做好的水鐘與鐘表對(duì)照，根據(jù)測得的結(jié)果判斷我們的水鐘計(jì)時(shí)是否準(zhǔn)確。提示學(xué)生在測試過程中，每1分鐘畫一條紅色的刻度線記錄相應(yīng)的水位，幫助學(xué)生更清楚地觀察到水鐘的測試結(jié)果。4.對(duì)水鐘的評(píng)估與改進(jìn)。（1）教師布置學(xué)生進(jìn)行檢驗(yàn)，用做好的水鐘與秒表對(duì)照5分鐘，檢測水鐘計(jì)時(shí)是否準(zhǔn)確，并讓學(xué)生交流他們測試的結(jié)果。(2)教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)在制作過程中影響水鐘計(jì)時(shí)準(zhǔn)確的因素。學(xué)生在制作過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)造成水鐘計(jì)時(shí)不準(zhǔn)確的因素：瓶子的側(cè)壁凹凸不平，瓶子的形狀不規(guī)則，計(jì)時(shí)時(shí)用手?jǐn)D壓到了瓶子使水流速度加快，打孔的大小，畫刻度線時(shí)出現(xiàn)誤差等。（3） 教師引導(dǎo)學(xué)生思考改進(jìn)水鐘的方法。學(xué)生會(huì)提出采用形狀規(guī)則的瓶子，瓶子側(cè)壁要光滑，打孔大小適當(dāng)，計(jì)時(shí)時(shí)手不要去捏瓶子，畫刻度線時(shí)視線要和水位線在同一高度等。教師提問：水鐘內(nèi)水滴速度是否可以控制？這對(duì)水鐘計(jì)時(shí)準(zhǔn)確性有無影響？引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合上節(jié)課所學(xué)，深入思考古代的人們是怎么控制水以均勻的速度往下滴。教師提示學(xué)生可以采用靜脈滴管使水鐘的計(jì)時(shí)更加準(zhǔn)確。（4） 對(duì)制作的水鐘進(jìn)行改造。師生交流：讓學(xué)生明白水鐘要準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，必須借用工具讓水鐘里的水均勻往下滴。設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)水鐘的評(píng)估與改進(jìn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生檢驗(yàn)制作好的水鐘計(jì)時(shí)是否準(zhǔn)確，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果總結(jié)影響水鐘計(jì)時(shí)準(zhǔn)確性的因素，進(jìn)一步提出改進(jìn)水鐘的措施。讓學(xué)生體驗(yàn)到完成一個(gè)科學(xué)制作需要不斷重復(fù)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中逐步完善。學(xué)生通過思考“水鐘內(nèi)水滴速度是否可以控制？這對(duì)水鐘計(jì)時(shí)準(zhǔn)確性有無影響？”，對(duì)改進(jìn)水鐘方案有了初步的靈感；接著，老師提示學(xué)生可以采用靜脈滴管讓水鐘內(nèi)的水均勻往下滴，使水鐘計(jì)時(shí)更加準(zhǔn)確，使學(xué)生課后的改進(jìn)工作更有可操作性。三、課堂總結(jié)與反思通過一定的裝置能使流水用來計(jì)時(shí)，通過控制水滴的速度，能夠使水鐘計(jì)時(shí)更加準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)意圖：強(qiáng)調(diào)水鐘是根據(jù)流水的等時(shí)性原理來計(jì)時(shí)的。四、拓展教師提問：除了水，還可以用哪些能流動(dòng)的物體來制作計(jì)時(shí)工具？學(xué)生會(huì)討論見過的計(jì)時(shí)工具，如沙漏，也可能提出更有創(chuàng)意的方法。設(shè)計(jì)意圖：通過這一提問啟發(fā)學(xué)生思維，拓展學(xué)生視野，緊扣這一單元的主題計(jì)量時(shí)間。【板書設(shè)計(jì)】【活動(dòng)手冊(cè)使用說明】活動(dòng)目的：讓學(xué)生完成水鐘的設(shè)計(jì)方案，記錄水鐘計(jì)時(shí)準(zhǔn)確性與否的測試結(jié)果，并提出改進(jìn)水鐘計(jì)時(shí)準(zhǔn)確性的方案?；顒?dòng)手冊(cè)說明：在學(xué)生設(shè)計(jì)水鐘方案時(shí)，讓學(xué)生明確水鐘設(shè)計(jì)的類型是受水型水鐘，還是泄水型水鐘。在學(xué)生記錄測試結(jié)果環(huán)節(jié)，要提醒學(xué)生科學(xué)探究中記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果要以事實(shí)為依據(jù)，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。在學(xué)生改進(jìn)水鐘設(shè)計(jì)方案環(huán)節(jié)，要提醒學(xué)生在完成技術(shù)與工程領(lǐng)域的實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，要考慮減少耗材來節(jié)約資源與成本，縮短工期來提高工作效率。7