教科版(2017秋)五年级科学上册3.2《用水计量时间》教学设计

《用水计量时间》教学设计
【教材简析】
《用水计量时间》是《计量时间》单元的第2课。《计量时间》让学生在观察、研究、制作计时工具的实践过程中，了解人类计时仪器的发展史，感受人类不断深入认识时间的过程，认识到自然界一些事物的周期性可帮助人们计时，并加深对科学、技术与社会关系的理解，亲身体验一项工程的基本过程。第一课《时间在流逝》，让学生了解了人们用太阳计时，用燃香钟计时；本课自然提出“古人还曾用什么来计时”的问题，便顺势引出“用水计量时间”的话题。教科书通过图文展示了实验研究的装置，引导学生从“观察水流的速度”“测量水流速度的变化”两方面来研究水流的速度是否均匀。很显然，后部分的研究是重点。学生将测量从200毫升水中流出50毫升水需要多少时间，并预测、实测流出100毫升、150毫升分别需要多少时间。学生将从实验中获得数据，并通过分析交流把数据转化成证据，指引他们对“水流速度是否均匀”“水是否能计量时间”等核心问题进行思考、研讨，使学生最终认识到“相同水位的容器中流出一定量的水，时间是一定的”“水位不变，水流速度均匀”，从而为下一课设计制作《我们的水钟》奠定科学理论基础。
【学生分析】
学习本课之前，学生已经了解到古人曾利用太阳计时，知道燃香在一定条件下匀速变短，可以大致用来计时，两种计时方法都有缺陷，从而产生探寻认识新的计时工具的愿望。对于“水流速度是否均匀”，大多数五年级学生并没有特别留心过，课堂上的测量活动将给他们增加新的直接经验和认知冲突（有孩子凭直觉会认为杯子中的水流出来的速度是均匀的）。而学生要认识到“水位变化，水流速度会变化”也有一定的生活经验，只要在课堂上认真观测，合理分析，不难达成正确认知。相对而言，本课观测活动的操作对孩子是个不小的挑战。四人小组要分工合作，准确的操作、细致的观测、默契的配合，这些实验素养都需要在平时科学课上的有效训练和养成。
【教学目标】
科学概念目标
初始水位和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致；保持水位不变，水流的速度不变。水流的这一特点可用于计时。
科学探究目标
1.能通过实验发现影响水流速度变化的主要因素。
2.通过观察古人利用流水计时的装置，结合自己的实验探究，理解这些装置计时的方法。
科学态度目标
1.理解古人的聪明才智，对古人的智慧创作产生敬佩之情。
2.在观察和记录实验数据时能始终保持严谨细致的态度。
科学、技术、社会与环境目标
了解社会的发展会带动计时工具的进步。
【教学重难点】
重点：多次观测、记录一定容器中流出一定量的水需要多少时间，并分析水流速度的变化。
难点：小组观测活动中各人默契配合，获得准确数据。
【教学准备】
为每组学生准备：一个能容纳200毫升水的塑料瓶子、一个200毫升量筒（量杯）、一支记号笔、一个工字钉、一个透明水杯。
为教师准备：课前搜集各种水钟的资料和图片、教学课件。
【教学过程】
一、回顾聚焦：水能计时吗
教师提问：我们已经知道古人曾用太阳钟、燃香钟计时，但这些方法都有各自的缺陷，他们还有哪些计时方法呢?
教师出示古代水钟图片。
教师提问：水真的可以用来计时吗？今天这节课，我们就来研究一下《用水计量时间》。
设计意图：简单回顾前一课的内容，出示水钟图片，通过提问引发学生思考本课的核心问题——水真的可以计时吗？
二、实验探究：水如何能计时
1.组装装置，观察水流
教师出示简易水钟（漏杯中盛200毫升水，下面用量筒接水）。问：你能组装一个这样的简易水钟吗？组装好后请观察水流速度是否均匀。
学生小组活动，并简要交流。
设计意图：测量之前，先组装、熟悉装置并对水流进行观察，以积累直观经验，激发学生思考新的问题。
2.观测水流：水位保持不变，从一定容器中流出等量的水，时间相同。
教师提问：从杯子里的200ml水中流出50ml水，估计需要多长时间。四人小组商量，怎样配合进行测量？
小组讨论并请一组演示方法，交流后形成活动提示（课件出示）。
小组活动，重复两次或者三次测量200ml水流出50ml需要的时间。
学生汇报数据并交流。
设计意图：从相同水位流出相同的水所需的时间，学生凭直觉认为是相同的，通过实际测量会进一步确认这个认识。这个过程也是学生学习、熟悉实验操作方法的过程，从实践和理论两方面为后续研究打好基础。
3.观测水流：水位不同，水流速度变化了。
教师提问：同样的漏杯，水量是200ml，分别推测流出50ml、100ml、150ml（根据所需时间和学生的理解程度，也可以测量从100ml水中流出30ml水、60ml水、90ml水），各需要多少时间？
小组活动：重复测量从200ml水中流出50ml、100ml、150ml水分别需要多长时间。
小组汇报数据并交流研讨：水流速度变了还是没变？为什么？
设计意图：水位不同，水流速度是变化的还是不变的，学生凭直觉和观察很难确认，通过重复测量和分析数据，能进一步认识水流的特点。
4.保持水位不变，水流速度基本不变。
教师提问：我们怎样保持水位不变，让水流速度稳定呢？
学生实验：给漏杯不断加水，保持水位不变。测量从漏杯中连续流出2个50ml所需的时间。
学生汇报交流：水流速度是否改变。
设计意图：从前面的研究中，学生注意到水位变化，水流速度也会变化。那么水位保持不变，水流速度是不是不变了呢？再通过实验确认。实验方法相似，学生对水流特点的认识却进一步深化了。
三、拓展延伸：怎样制作水钟
教师提问：刚才这样用水来计时，方便吗？看看古人是如何做的（课件出示古代水钟）。
学生观察古代水钟，思考并交流它是如何准确计时的。
教师引导：如果你来设计制作水钟，你会怎样做？下节课我们将继续探讨。
设计意图：观察实验获得的认识，要用于实际应用。让学生分析古代水钟计时的方法，可以检验学生对刚刚获得的认知是否真正理解，并加以迁移；还可以指导学生制作自己的水钟，为下一课做好准备。
【板书设计】
用水计量时间
50ml
水位不变，流出相同量的水所需的时间相同
200ml水
水位变化，流出相同量的水所需的时间不同