3.3 我们的水钟 教学设计
文档属性
| 名称 | 3.3 我们的水钟 教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 22.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版（2017秋） | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2025-10-27 15:35:33 | ||
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文档简介
课 题 3.3我们的水钟
教学内容 五年级上册 课时安排 课时
教学目标 1. 科学观念 通过设计、制作水钟，认识到水在一定装置中匀速流动的特性可以被用来计量时间，理解水钟作为一种古代计时工具的基本科学原理。 了解除了水之外，还有其他流动的物体也可以被用于制作计时工具。 2. 科学思维 能基于任务要求（计时10分钟），运用分析、比较等思维方法，思考并解决“如何控制漏水速度”、“如何划分时间刻度”等关键问题，形成初步的工程设计与优化思维。 能根据测试结果（水钟计时是否准确），对作品进行反思和评估，并提出改进思路，培养批判性思维和解决问题的能力。 3. 探究实践 能根据设计方案，选择合适的工具和材料，与小组成员协作，动手加工、组装完成一个能够近似计时10分钟的水钟模型。 能使用钟表等标准计时工具对自己的水钟进行测试，并尝试标出1-10分钟的时间刻度，在实践中体验完整的“设计-制作-测试-改进”的工程流程。 4. 态度责任 在制作与测试活动中，体验动手创造的乐趣，培养乐于探究、敢于尝试的科学态度和细致严谨的操作习惯。 在小组合作中，愿意倾听同伴意见，解决遇到的问题，合作分享
教学重点和难点 教学重点： 水钟的制作与时间刻度的划分。 教学难点： 控制漏水速度的均匀性。 基于测试结果对水钟进行评估与改进。
教具学具 教师：多媒体课件 小组：铁架台、剪刀、美工刀、塑料瓶、工字钉、直尺、胶带、记号笔、秒表
教 学 过 程 （板 书 设 计） (一) 情境导入，使命召唤（约5分钟） 1.视频导入（出示图片：展示未来科技感十足的培育室，一株美丽的“生命之花”在灯光下摇曳，画面出现“急需10分钟定时灌溉”的警报字样。） 2.提出任务：“各位小工程师们，情况紧急！我们现在没有精密的电子设备，但我们有最原始也最可靠的水！能否利用水的流动，制作一个简易的‘10分钟滴水警报器’，在准确的时间点提醒我们进行灌溉，守护这珍贵的生命？” （设计意图：通过创设情境，帮助学生聚焦任务，明确这节课的核心要点，即制作一个能精准计时10分钟的水钟） 问题链驱动，探究设计（约10分钟） 1.提问：“如果只是让水随意地流，我们能知道精确的10分钟吗？我们缺少什么？” （预设：需要“刻度”来将水流转化为可视的时间信息。） “为了让‘警报’看得清，我们的刻度是标在接水的瓶子还是漏水的瓶子上？为什么？” （预设：标在接水瓶，水位上升更易观察，便于设置“警报线”。） 3.这样我们制作除了一个“受水型”水钟；受水型水钟是通过受水容器接收到水的多少来计时的。还有一种水钟是“泄水型”水钟，刻度标在上方泄水的瓶子上，水流速度刚开始时太快了，有点不好观察。 4.追问：“警报要准确，核心是什么？如果水流一会儿快一会儿慢，我们的‘10分钟警报’会准时吗？哪些因素会影响水流速度？” （预设：水流均匀性。孔的大小、水位压力等因素会影响到水流的速度。） 提问：“为了稳定水流，让我们的‘警报’更可靠，你有什么巧妙的设计来保证漏水速度均匀？ （预设：让供水瓶的水位保持稳定、一边漏水一边加水、在固定位置流出泄水孔，将多余的水排出去）” （设计意图：通过问题引导学生思考水钟计时原理，探究影响水流速度的因素，激发学生设计稳定水流的创意，培养科学探究思维与实践能力。） (三) 动手实践，合作制造（约10分钟） 1.学生以“环境工程师小组”的身份，根据设计方案，合作制造“滴水警报器”。强调精密操作对完成任务的重要性。 （设计意图：动手操作，培养学生的探究实践能力，同时在实践中，学生能够小组合作，分享自己的想法） (四) 测试评估，聚焦难点（约10分钟） 1.启动水钟和秒表，标记1-10分钟刻度，重点观察第10分钟的“警报线”位置。 2.提问：“你们的‘警报器’准时吗？刻度间隔均匀吗？这反映了水流速度存在什么问题？” 3.评估反思：“我们的装置误差有多大？分析一下，是哪个部分导致了误差？这是我们在‘未来城’任务中需要解决的关键技术难题。” （预设：孔的大小控制、水位稳定装置） （设计意图：本设计通过动手操作与问题反思，让学生在实践中发现水流速度不均匀问题，分析误差来源，引导思考改进方法，培养科学探究与问题解决能力，为后续任务奠定基础。） 展示改进，拓展延伸（约5分钟） 1.成果发布会：邀请小组展示他们的“警报器”，并分享设计亮点或遇到的“技术故障”。 2.优化方案：“如果给你第二次机会优化，你会优先改进哪个部分？如何改进？” 3.科学拓展：“在未来基地，如果水资源非常宝贵，除了水，我们还可以利用哪些可循环的、安全的流动物质来制作计时器？ （预设：细沙、种子等） 4.这运用了什么相同的原理？” （预设：某些流动的物质在流出过程中流速会保持不变） （设计意图：本设计旨在通过成果展示与交流，培养学生的表达与反思能力；引导学生思考优化方案，拓展科学思维；启发学生探索可循环流动物质制作计时器，理解其原理，提升创新能力与科学素养。） 板书设计： 3.3我的水钟 明确任务→设计方案→制作→测试→评估与改进 练一练： 1. 我们在水钟的接水瓶上标注时间刻度，主要是基于以下哪种科学原理？( ) A. 水的总量是固定不变的。 B. 在水流速度均匀时，水位高低可以代表时间长短。 C. 瓶子越大，能装的水就越多，计时就越准。 D. 只要水在流动，就可以用来计时。 2. 在制作水钟时，小组发现水流速度越来越慢，导致刻度不均匀。下列哪项是导致这个问题的主要原因？( ) A. 接水瓶的口径太小，阻碍了水的流入。 B. 漏水瓶中的水位在下降，水的压力变小了。 C. 用来计时的秒表不够精确。 D. 小组同学在标记刻度时不够认真。 3. 我们的水钟经过测试，发现计时5分钟却花了6分钟。接下来我们应该怎么做最科学？( ) A. 宣布实验失败，重新做一个全新的水钟。 B. 忽略误差，只要水钟能走动就算成功。 C. 分析水流是快了还是慢了，然后调整漏水孔的大小或装置结构。 D. 修改已经画好的刻度，让它们看起来均匀。
教 学 反 思 本次教学以“守护生命之花”为情境，成功激发了学生的责任感和探究欲。整个课堂以“问题链”贯穿，学生像工程师一样思考与实践，思维深度得以展现。教学重难点在“测试与改进”环节得到充分突破，学生能依据实证分析误差原因，工程思维得以培养。美中不足的是，部分小组在控制水流均匀性的精细操作上遇到困难，未来可提供更差异化的材料支持，并预留更充足的改进时间，让优化迭代更深入。总体而言，这是一次有价值的科学与工程融合的实践探索。
教学内容 五年级上册 课时安排 课时
教学目标 1. 科学观念 通过设计、制作水钟，认识到水在一定装置中匀速流动的特性可以被用来计量时间，理解水钟作为一种古代计时工具的基本科学原理。 了解除了水之外，还有其他流动的物体也可以被用于制作计时工具。 2. 科学思维 能基于任务要求（计时10分钟），运用分析、比较等思维方法，思考并解决“如何控制漏水速度”、“如何划分时间刻度”等关键问题，形成初步的工程设计与优化思维。 能根据测试结果（水钟计时是否准确），对作品进行反思和评估，并提出改进思路，培养批判性思维和解决问题的能力。 3. 探究实践 能根据设计方案，选择合适的工具和材料，与小组成员协作，动手加工、组装完成一个能够近似计时10分钟的水钟模型。 能使用钟表等标准计时工具对自己的水钟进行测试，并尝试标出1-10分钟的时间刻度，在实践中体验完整的“设计-制作-测试-改进”的工程流程。 4. 态度责任 在制作与测试活动中，体验动手创造的乐趣，培养乐于探究、敢于尝试的科学态度和细致严谨的操作习惯。 在小组合作中，愿意倾听同伴意见，解决遇到的问题，合作分享
教学重点和难点 教学重点： 水钟的制作与时间刻度的划分。 教学难点： 控制漏水速度的均匀性。 基于测试结果对水钟进行评估与改进。
教具学具 教师：多媒体课件 小组：铁架台、剪刀、美工刀、塑料瓶、工字钉、直尺、胶带、记号笔、秒表
教 学 过 程 （板 书 设 计） (一) 情境导入，使命召唤（约5分钟） 1.视频导入（出示图片：展示未来科技感十足的培育室，一株美丽的“生命之花”在灯光下摇曳，画面出现“急需10分钟定时灌溉”的警报字样。） 2.提出任务：“各位小工程师们，情况紧急！我们现在没有精密的电子设备，但我们有最原始也最可靠的水！能否利用水的流动，制作一个简易的‘10分钟滴水警报器’，在准确的时间点提醒我们进行灌溉，守护这珍贵的生命？” （设计意图：通过创设情境，帮助学生聚焦任务，明确这节课的核心要点，即制作一个能精准计时10分钟的水钟） 问题链驱动，探究设计（约10分钟） 1.提问：“如果只是让水随意地流，我们能知道精确的10分钟吗？我们缺少什么？” （预设：需要“刻度”来将水流转化为可视的时间信息。） “为了让‘警报’看得清，我们的刻度是标在接水的瓶子还是漏水的瓶子上？为什么？” （预设：标在接水瓶，水位上升更易观察，便于设置“警报线”。） 3.这样我们制作除了一个“受水型”水钟；受水型水钟是通过受水容器接收到水的多少来计时的。还有一种水钟是“泄水型”水钟，刻度标在上方泄水的瓶子上，水流速度刚开始时太快了，有点不好观察。 4.追问：“警报要准确，核心是什么？如果水流一会儿快一会儿慢，我们的‘10分钟警报’会准时吗？哪些因素会影响水流速度？” （预设：水流均匀性。孔的大小、水位压力等因素会影响到水流的速度。） 提问：“为了稳定水流，让我们的‘警报’更可靠，你有什么巧妙的设计来保证漏水速度均匀？ （预设：让供水瓶的水位保持稳定、一边漏水一边加水、在固定位置流出泄水孔，将多余的水排出去）” （设计意图：通过问题引导学生思考水钟计时原理，探究影响水流速度的因素，激发学生设计稳定水流的创意，培养科学探究思维与实践能力。） (三) 动手实践，合作制造（约10分钟） 1.学生以“环境工程师小组”的身份，根据设计方案，合作制造“滴水警报器”。强调精密操作对完成任务的重要性。 （设计意图：动手操作，培养学生的探究实践能力，同时在实践中，学生能够小组合作，分享自己的想法） (四) 测试评估，聚焦难点（约10分钟） 1.启动水钟和秒表，标记1-10分钟刻度，重点观察第10分钟的“警报线”位置。 2.提问：“你们的‘警报器’准时吗？刻度间隔均匀吗？这反映了水流速度存在什么问题？” 3.评估反思：“我们的装置误差有多大？分析一下，是哪个部分导致了误差？这是我们在‘未来城’任务中需要解决的关键技术难题。” （预设：孔的大小控制、水位稳定装置） （设计意图：本设计通过动手操作与问题反思，让学生在实践中发现水流速度不均匀问题，分析误差来源，引导思考改进方法，培养科学探究与问题解决能力，为后续任务奠定基础。） 展示改进，拓展延伸（约5分钟） 1.成果发布会：邀请小组展示他们的“警报器”，并分享设计亮点或遇到的“技术故障”。 2.优化方案：“如果给你第二次机会优化，你会优先改进哪个部分？如何改进？” 3.科学拓展：“在未来基地，如果水资源非常宝贵，除了水，我们还可以利用哪些可循环的、安全的流动物质来制作计时器？ （预设：细沙、种子等） 4.这运用了什么相同的原理？” （预设：某些流动的物质在流出过程中流速会保持不变） （设计意图：本设计旨在通过成果展示与交流，培养学生的表达与反思能力；引导学生思考优化方案，拓展科学思维；启发学生探索可循环流动物质制作计时器，理解其原理，提升创新能力与科学素养。） 板书设计： 3.3我的水钟 明确任务→设计方案→制作→测试→评估与改进 练一练： 1. 我们在水钟的接水瓶上标注时间刻度，主要是基于以下哪种科学原理？( ) A. 水的总量是固定不变的。 B. 在水流速度均匀时，水位高低可以代表时间长短。 C. 瓶子越大，能装的水就越多，计时就越准。 D. 只要水在流动，就可以用来计时。 2. 在制作水钟时，小组发现水流速度越来越慢，导致刻度不均匀。下列哪项是导致这个问题的主要原因？( ) A. 接水瓶的口径太小，阻碍了水的流入。 B. 漏水瓶中的水位在下降，水的压力变小了。 C. 用来计时的秒表不够精确。 D. 小组同学在标记刻度时不够认真。 3. 我们的水钟经过测试，发现计时5分钟却花了6分钟。接下来我们应该怎么做最科学？( ) A. 宣布实验失败，重新做一个全新的水钟。 B. 忽略误差，只要水钟能走动就算成功。 C. 分析水流是快了还是慢了，然后调整漏水孔的大小或装置结构。 D. 修改已经画好的刻度，让它们看起来均匀。
教 学 反 思 本次教学以“守护生命之花”为情境，成功激发了学生的责任感和探究欲。整个课堂以“问题链”贯穿，学生像工程师一样思考与实践，思维深度得以展现。教学重难点在“测试与改进”环节得到充分突破，学生能依据实证分析误差原因，工程思维得以培养。美中不足的是，部分小组在控制水流均匀性的精细操作上遇到困难，未来可提供更差异化的材料支持，并预留更充足的改进时间，让优化迭代更深入。总体而言，这是一次有价值的科学与工程融合的实践探索。