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《我们的水钟》教学设计
课题
我们的水钟
单元
第三单元
学科
科学
年级
五年级
学习目标
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。科学态度目标
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、社会和环境目标
经历一项工程的几个主要过程。
重点
制作简易的水钟用来计时，使水钟的计时更加准确。
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
小组必备材料：1把剪刀、1把美工刀、2个工字钉、1把直尺、1张小纸条、1支笔、1卷双面胶、1个秒表。小组自选材料：①2个塑料瓶、1根吸管和热熔胶；②3个塑料瓶、1根吸管和热熔胶；③1铁架台、1个塑料瓶、1懒人浇花神器和1量水杯。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
小组分工、聚焦
1.小组分工引导学生进行小组分工：组长、操作员、计时员和记录员。PPT出示各成员的主要职责——组长：①管理组内纪律；②汇报交流本组的设计方案和测试结果。操作员：主要负责方案的设计和制作。计时员：专门计时。记录员：主要负责时间的记录。强调：每位成员都可操作，矛盾难免，组长负责协调，一起讨论，选择最优方式。2.聚焦回顾，PPT出示：水钟在我国古代又叫做“刻漏”，是根据（
）原理来计时的。PPT出示两种水钟的图片，引导学生回忆。引出课题：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。我们也可以做一个类似的计时器。板书课题：我们的水钟。
1.小组分工。2.说出：水钟是根据（滴水的等时性）原理来计时的。观察图片，知道容器内的水面会随着水的流出而下降，可以测出过去多少时间。这种水钟叫做“泄水型”水钟。水滴以固定的速度滴入圆筒，使得浮标随水量的增加而逐渐上升，从而显示流逝的时间。这种水钟叫做“受水型”水钟。
上课伊始，进行小组分工，引导每一位学生认识到到本课自己的任务和职责，为后面小组合作制作水钟奠定了基础。回顾前一节课的水钟用滴水的等时性来计时、两种水钟的类型，有助于学生设计水钟。
任务
引导学生明确任务：制作一个计时5分钟的水钟！提示学生一：制作水钟需要哪些材料？（并说说用途）补充材料：笔和小纸条——记录时间刻度。直尺——画时间刻度线。双面胶——粘贴时间刻度纸。提示学生二：怎样控制漏水的速度？引导学生说一说：有什么方法可以使漏水瓶中的水位保持不变？肯定学生的方法。出示材料并PPT展示：懒人滴水器。提问：同学们，你们看到这个神器想到了什么方法？肯定学生的回答：看来这个滴水器也可以控制漏水的速度。提示学生三：如何来划分5分钟的时间刻度？（这里学生想不出来，可以适当引导）肯定学生的回答。PPT演示，引导学生思考：①若时间刻度纸条贴在漏水瓶瓶壁，0刻度在哪里？②若时间刻度纸条贴在接水瓶瓶壁，0刻度在哪里？肯定学生的回答。PPT出示“我们的水钟”评分标准表，引导学生：四人合作，讨论制作哪一种类型的水钟？
根据前面一节课的学习，会说出需要透明的塑料瓶——水钟的主体：用于接水和漏水。工字钉——用于扎小孔。剪刀和美工刀——用于裁剪塑料瓶。秒表——用来计时，划分时间刻度。根据前面一节课的学习，会说出：漏水瓶中保持水位不变。可能会说出两个方法：①一直加水，并在该水位的一处插一根吸管，便于水位的保持？②在漏水瓶上方加一个补水瓶，并在该水位的一处插一根吸管，便于水位的保持？观察懒人滴水器，会说出：将懒人滴水器拧在塑料水瓶的口上，利用滴水器的阀门来控制水滴速度。根据刚刚的材料，会想到：①提前在小纸条上标记好0刻度，表示起始水位。②计时开始后，每过1分钟，用黑笔在小纸条上画一个刻度来标记水位。指出两种情况下的0刻度，并说出第一种是“泄水型”水钟；第二种是“受水型”水钟。四人讨论要制作的水钟类型。
“任务”这一环节是引导学生明确任务，在教师的三个提示下，初步知道制作水钟的材料、控制滴水速度的方法以及如何划分时间刻度、制作哪种类型的水钟、水钟的评价标准等重要信息，为后面的设计制作奠定了理论和方法基础。
设计方案
直接表述：通过刚才的讨论，每一小组都已经确定了自己要制作的水钟类型。现在，老师为每一小组准备了必备材料（出示必备材料）：1把剪刀、1把美工刀、2个工字钉、1把直尺、1张小纸条、1支笔、1卷双面胶、1个秒表。还有自选材料（出示自选材料）：①2个塑料瓶、1根吸管和热熔胶；②3个塑料瓶、1根吸管和热熔胶；③1铁架台、1个塑料瓶、1懒人浇花神器和1量水杯。引导学生：①四人合作，讨论选择哪种“自选材料”？②讨论如何设计，并用图文的方法记录下来。③完成设计，举手示意，准备交流设计方案。
四人讨论选择哪种“自选材料”并领取材料；讨论设计，用图文的方法记录。
“设计方案”这一环节是在学生明确任务后所进行的。是对自己制作水钟的初步具体化，有助于后面的制作。
交流方案
引导小组交流方案。（要引导学生小组分工合作）引导学生说出自己制作的水钟类型。引导学生说出自己制作的水钟类型。引导学生说出自己制作的水钟类型。引导学生思考：以上三种方案都是“受水型”水钟，哪一种方案也可以设计成“泄水型”水钟？
组长多媒体展示，汇报交流方案。可能会有3种方案：（1）自选材料：2个塑料瓶、1根吸管和热熔胶。设计方案：①用工字钉根据吸管的粗细给两个瓶盖打孔。②将吸管减成适当长度，插入两个瓶盖的孔中并用热熔胶固定两个瓶盖，再用热熔胶密封吸管和瓶盖的缝隙。③在一个塑料瓶中装满水。④在白色纸条上画好0刻度，把它贴在上面的塑料瓶壁上，注意0刻度在瓶底。⑤操作员将水钟倒置（若水没滴下来，可以在滴水瓶瓶底扎小孔），计时员立即用秒表计时，每过1分钟，记录员用黑笔在小纸条上画一个刻度来标记水位。（学生没说出来，教师要及时引导）“受水型”水钟。（2）自选材料：3个塑料瓶、1根吸管和热熔胶。设计方案：①剪开塑料瓶。②用工字钉给瓶盖打孔。③重复①②两步。④在滴水瓶的适当位置打孔，插入适当长度的吸管，并用热熔胶固定和密封；三个瓶子重叠组装。⑤在白色纸条上画好0刻度，把它贴在底部的塑料瓶壁上，注意0刻度在瓶底。⑥在滴水瓶和补水瓶倒入水，滴水瓶中的水位超过吸管，补水瓶中装满，用手指按住瓶盖小孔防止水滴下来，，此操作组内三人合作完成，操作员拿住滴水瓶，记录员拿住补水瓶，组长倒水。重新重叠，计时员看到滴水杯滴水立即用秒表计时，每过1分钟，记录员用黑笔在小纸条上画一个刻度来标记水位。（学生没说出来，教师要及时引导）“受水型”水钟。（3）自选材料：1铁架台、1个塑料瓶、1懒人浇花神器和1量水杯。设计方案：①去掉塑料瓶的瓶盖，装满水，拧上懒人浇花神器（拧上调节阀）。②将塑料瓶固定在铁架台上，并用工字钉在瓶底扎几个小孔。③量水杯杯壁上贴上小纸条，0刻度在杯底。④量水杯对准懒人浇花神器的滴水口；操作员拧开调节阀，计时员看到水滴下来立即用秒表计时。⑤每过1分钟，记录员用黑笔在小纸条上画一个刻度来标记水位。（学生没说出来，教师要及时引导）“受水型”水钟。会说出：都可以，只要时间刻度的标记在漏水瓶瓶壁上就可以，注意0刻度的标记。
“交流方案”环节是对小组设计的方案进行交流、修改和评价，有效引导小组进行水钟的制作。
制作
引导学生：①按照自己小组的设计，加工组装我们的水钟。②确定制作流程。③分别标出1~5分钟的时间刻度。PPT出示提示：①小组四人团结合作，分工明确。②使用刀具、工字钉和热熔胶时，注意安全！
按照自己小组的设计，加工组装我们的水钟；确定制作流程；分别标出1~5分钟的时间刻度。
“制作”环节是对方案的具体化过程，是验证方案可行性的方法和实践。学生可以从中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。
测试
引导学生用钟表测试自制的水钟计时是否准确？PPT出示提示：①用教室里的钟表测试1~5分钟的时间刻度，计时员看时间，记录员用红笔做标记。②结合红黑标记，如有出入，可重复测试，直至时间比较准确为止。③完善纸条上的时间刻度。
准备：一支红笔。测试自制的水钟计时是否准确并做修改；完善纸条上的时间刻度。
为后面的评估与改进做好铺垫。
评估与改进
引导学生根据“我们的水钟”评分标准，对自己组合对方小组的水钟进行评估。引导学生根据评估结果，小组内、小组之间相互商讨，找到造成水钟计时不准确的因素以及改进“我们的水钟”的方法。
1.①小组内先自评。②两个小组相互评。2.小组内、小组之间相互商讨，找到造成水钟计时不准确的因素：瓶子的侧壁凹凸不平、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。根据因素，找到改进“我们的水钟”的方法：瓶子形状规则，上下粗细相同，瓶壁光滑；计时时不不用手挤压瓶子；打孔的大小适中；画刻度线时视线与水位相平等。
通过小组自评、组间互评，学生体会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
引导学生思考：除了水，还可以用哪些流动的物体来制作计时工具？
沙漏、油滴计时器等。可能还会说出其他的，教师要给予肯定，并引导学生简单说一说计时原理和方法。
是对水钟的拓展，认识到流动的物体可以用来计时，感知到运动与时间的关系。
板书
我们的水钟
“受水型”水钟水滴的等时性
（明确任务→设计方案→制作→测试→评估与改进）
“泄水型”水钟
附课堂活动记录单：
用图文的方法把我们的设计方案表现出来。
必备材料
1把剪刀、1把美工刀、2个工字钉、1把直尺、1张小纸条、1支笔、1卷双面胶、1个秒表。
自选材料
设计方案
附课堂活动评价表：
“我们的水钟”评分标准表
评分项目
评分标准
自评
他评
水钟是否牢固
牢固
会摇动，但还是可以站稳
容易散架
/
/
5星
3星
1星
/
/
时间刻度是否清晰
清晰
清晰，但不完整
不清晰，比较凌乱
/
/
5星
3星
1星
/
/
水钟计时是否准确
1分钟计时准确
1、2分钟计时都准确
1、2、3分钟计时都准确
1、2、3、4分钟计时都准确
1、2、3、4、5分钟计时都准确分钟计时都准确
1星
2星
3星
4星
5星
水钟是否美观
外形美观、简单
双面胶用的比较多、外表看上去不是很整洁
裁剪处痕迹很明显、外表看上去不整洁
/
/
5星
3星
1星
/
/
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精品试卷·第
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页
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《我们的水钟》课后练习
1.选择题。
（1）下列与我们自制水钟的计时精确度有关的是（
）。
A.瓶子的颜色
B.瓶子的形状
C.瓶子的软硬
（2）在制作水钟刻度时，如果水滴速度慢时，每分钟时间的刻度间距（
）。
A.相同
B.大一些
C.小一些
（3）制作水钟的过程中，我们根据（
）来划分时间刻度会更准确。
A.秒表
B.经验
C.水位变化
（4）最适合用来制作水钟的容器是（
）。
A.上下粗细相同的透明塑料瓶
B.大可乐瓶
C.易拉罐
2.填空题。
（1）水钟通过一定的装置，能够保持水在一定的时间内以（
）往下流，从而能用来计时。
（2）写一写下列两种水钟的类型。
（
）水钟
（
）水钟
3.科学探究题。
一科普小组制作了一个可以计时5分钟的水钟，如下图所示。
（1）制作水钟前，这一科普小组需要做的是（
）。
A.明确任务、设计方案
B.明确目标、改进水钟
C.组装水钟、标出时间刻度
（2）使用水钟计时时，漏杯中的装水量（
）。
A.一定要相同
B.可以不同
C.看具体情况而定
（3）科普小组在接水瓶壁标时间，你觉得与实际相符的是（
）。
A.
B.
C.
科普小组在制作水钟的过程中，发现水滴速度不均匀，你可以帮他们想一个办法让水滴速度能够保持均匀吗？
《我们的水钟》课后练习参考答案
1.选择题。
（1）下列与我们自制水钟的计时精确度有关的是（
B
）。
A.瓶子的颜色
B.瓶子的形状
C.瓶子的软硬
（2）在制作水钟刻度时，如果水滴速度慢时，每分钟时间的刻度间距（
B
）。
A.相同
B.大一些
C.小一些
（3）制作水钟的过程中，我们根据（
A
）来划分时间刻度会更准确。
A.秒表
B.经验
C.水位变化
（4）最适合用来制作水钟的容器是（
A
）。
A.上下粗细相同的透明塑料瓶
B.大可乐瓶
C.易拉罐
2.填空题。
（1）水钟通过一定的装置，能够保持水在一定的时间内以（稳定的速度或固定的速度）往下流，从而能用来计时。
（2）写一写下列两种水钟的类型。
（“泄水型”）水钟
（“受水型”）水钟
3.科学探究题。
一科普小组制作了一个可以计时5分钟的水钟，如下图所示。
（1）制作水钟前，这一科普小组需要做的是（
A
）。
A.明确任务、设计方案
B.明确目标、改进水钟
C.组装水钟、标出时间刻度
（2）使用水钟计时时，漏杯中的装水量（
A
）。
A.一定要相同
B.可以不同
C.看具体情况而定
（3）科普小组在接水瓶壁标时间，你觉得与实际相符的是（
B
）。
A.
B.
C.
解析：水钟的漏水瓶中，随着水位的下降，水流下来的速度越来越慢，时间间隔就会越长，因此选“B”。
（4）科普小组在制作水钟的过程中，发现水滴速度不均匀，你可以帮他们想一个办法让水滴速度能够保持均匀吗？
方法①
如上图所示，在滴水瓶的上方加一个补水瓶，并在滴水瓶的水位处插入一根管子作出水口，这样滴水瓶中的水位就可以保持不变。
方法②：滴水瓶的滴水处用挂盐水的流速器来代替，控制水滴速度。
方法③：滴水瓶的滴水处用懒人滴水器来代替，控制水滴速度。
出水口
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科
学
教科版
五年级上
小组分工
组
长
操作员
计时员
记录员
①管理组内纪律；
②汇报交流本组的设计方案和测试结果。
主要负责方案的设计和制作。
专门计时。
主要负责时间的记录。
每位成员都可操作，矛盾难免，组长负责协调，一起讨论，选择最优方式。
聚焦
水钟的类型
水钟在我国古代又叫做“刻漏”，是根据（
）原理来计时的。
滴水的等时性
容器内的水面会随着水的流出而下降，可以测出过去多少时间。
“泄水型”水钟
聚焦
水钟的类型
水钟在我国古代又叫做“刻漏”，是根据（
）原理来计时的。
滴水的等时性
水滴以固定的速度滴入圆筒，使得浮标随水量的增加而逐渐上升，从而显示流逝的时间。
“受水型”水钟
我们的水钟
任务
明确任务
制作一个计时5分钟的水钟！
提示一
制作水钟需要哪些材料？
水钟的主体：用于接水和漏水
用于扎小孔
任务
用于裁剪塑料瓶
用来计时，划分时间刻度
记录时间刻度
画时间刻度线
粘贴时间刻度纸
任务
提示二
怎样控制漏水的速度？
保持水位不变
方法①：一直加水，并在该水位的一处插一根吸管，便于水位的保持？
任务
方法②：在漏水瓶上方加一个补水瓶，并在该水位的一处插一根吸管，便于水位的保持？
任务
方法③
任务
提示三
如何来划分5分钟的时间刻度？
①提前在小纸条上标记好0刻度，表示起始水位。
②计时开始后，每过1分钟，用黑笔在小纸条上画一个刻度来标记水位。
任务
0
①若时间刻度纸条贴在漏水瓶瓶壁，0刻度在哪里？
思考
“泄水型”水钟
②若时间刻度纸条贴在接水瓶瓶壁，0刻度在哪里？
0
“受水型”水钟
任务
四人合作，讨论制作哪一种类型的水钟？
设计方案
①2个塑料瓶、1根吸管和热熔胶
②3个塑料瓶、1根吸管和热熔胶
③1铁架台、1个塑料瓶、1懒人浇花神器和1量水杯
1.四人合作，讨论选择哪种“自选材料”？
2.讨论如何设计，并用图文的方法记录下来。
3.完成设计，举手示意，准备交流设计方案。
设计方案
交流方案
2个塑料瓶、1根吸管和热熔胶
1.用工字钉根据吸管的粗细给两个瓶盖打孔：
2.将吸管减成适当长度，插入两个瓶盖的孔中并用热熔胶固定两个瓶盖，再用热熔胶密封吸管和瓶盖的缝隙。
3.在一个塑料瓶中装满水，如下图所示：
吸管
水
4.在白色纸条上画好0刻度，把它贴在上面的塑料瓶壁上，注意0刻度在瓶底。
5.操作员将水钟倒置（若水没滴下来，可以在滴水瓶瓶底扎小孔），计时员立即用秒表计时，每过1分钟，记录员用黑笔在小纸条上画一个刻度来标记水位。
“受水型”水钟
交流方案
交流方案
3个塑料瓶、1根吸管和热熔胶
1.剪开塑料瓶：
2.用工字钉给瓶盖打孔：
3.重复1、2两步。
4.在滴水瓶的适当位置打孔，插入适当长度的吸管，并用热熔胶固定和密封；三个瓶子重叠组装：
出水位
5.在白色纸条上画好0刻度，把它贴在底部的塑料瓶壁上，注意0刻度在瓶底。
6.在滴水瓶和补水瓶倒入水，滴水瓶中的水位超过吸管，补水瓶中装满，用手指按住瓶盖小孔防止水滴下来，，此操作组内三人合作完成，操作员拿住滴水瓶，记录员拿住补水瓶，组长倒水。重新重叠，计时员看到滴水杯滴水立即用秒表计时，每过1分钟，记录员用黑笔在小纸条上画一个刻度来标记水位。
“受水型”水钟
交流方案
1铁架台、1个塑料瓶、1懒人浇花神器和1量水杯
1.去掉塑料瓶的瓶盖，装满水，拧上懒人浇花神器（拧上调节阀）。
2.将塑料瓶固定在铁架台上，并用工字钉在瓶底扎几个小孔。
3.量水杯杯壁上贴上小纸条，0刻度在杯底。
4.量水杯对准懒人浇花神器的滴水口；操作员拧开调节阀，计时员看到水滴下来立即用秒表计时。
5.每过1分钟，记录员用黑笔在小纸条上画一个刻度来标记水位。
“受水型”水钟
交流方案
以上三种方案都是“受水型”水钟，哪一种方案也可以设计成“泄水型”水钟？
都可以
制作
①按照自己小组的设计，加工组装我们的水钟。
②确定制作流程。
③分别标出1~5分钟的时间刻度。
提示：①小组四人团结合作，分工明确。②使用刀具、工字钉和热熔胶时，注意安全！
制
作
测试
准备：一支红笔。
用钟表测试自制的水钟计时是否准确？
测
试
提示：①用教室里的钟表测试1~5分钟的时间刻度，计时员看时间，记录员用红笔做标记。②结合红黑标记，如有出入，可重复测试，直至时间比较准确为止。③完善纸条上的时间刻度。
评估与改进
评
估
①小组内先自评。
②两个小组相互评。
评估与改进
改
进
根据评估结果，小组内、小组之间相互商讨，找到造成水钟计时不准确的因素以及改进“我们的水钟”的方法。
评估与改进
改
进
造成水钟计时不准确的因素：
瓶子的侧壁凹凸不平、形状不规则
计时时用手挤压到了瓶子使水流速度加快
画刻度线时出现误差
打孔的大小
评估与改进
改
进
改进“我们的水钟”的方法：
瓶子形状规则，上下粗细相同，瓶壁光滑
计时时不不用手挤压瓶子
画刻度线时视线与水位相平
打孔的大小适中
拓展
除了水，还可以用哪些流动的物体来制作计时工具？
油滴计时器
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