資源簡介

教學設計
課 題 我們的水鐘
課時安排 一課時 課前準備 課件、教具
教材內容 分 析 前一課《用水計量時間》中發現的水流速度特點，為本課制作水鐘激發學習興趣和奠定理論基礎。本課學習中，學生要運用已掌握的知識設計一個水鐘，用圖文的形式對自己設計的水鐘進行描述，并要親自動手制作一個水鐘，還要在實踐中檢驗自己的水鐘是否能準確計時，以及對水鐘的設計進行改進。這個過程也是一個促進學生思維發展的過程。本課鼓勵學生在討論與分享的過程中表達想法、闡明創意，在實踐中培養研究科學的興趣，在合作中體會團隊和諧分工的重要性。
設計理念 本課主要是引導學生經歷一個初級的、完整的科學工程活動。整個科學工程活動在良好的思考情境下開展，重點開發學生的設計與制作能力，并在改進中對自制水鐘進行理論聯系實際地系統分析，提出多種改進措施。
學情分析 通過前一課的教學，學生觀察到“滴漏實驗”中水流速度的特點，對水鐘作為計時工具的原理具備了一定的理論基礎，且激發了制作簡易水鐘的欲望。水鐘的設計、制作、分析與改進指向學生高階思維的發展。學生可能無法清晰表達設計的意圖，需指導學生通過圖文結合的方式闡明創意。在制作的過程中，小組成員可能因參與積極性、性格等原因配合不默契，教師需引導學生發揮各自的作用，和諧分工合作。自制水鐘的計時準確性不一定能達到學生的預期效果，需根據實際情況進行多次迭代。
教學目標 科學觀念：設計與制作水鐘時，應用控制水流速度的方法，使水鐘計時更加準確。 科學思維：基于水流速度的規律設計方案，闡明自己的創意；通過有說服力的論證，認同或質疑設計方案，并初步判斷可行性和合理性；在改進中，應用創造性思維的方法，提出多種改進措施。 探究實踐：在實踐中，有初步構思、設計、實施、驗證與改進的能力；設計時，運用畫圖和文字描述的方法設計方案，并據圖制作水鐘；在測試與評估中判斷水鐘的準確程度，根據實際反饋改進水鐘的設計與制作，并展示。 態度責任：在制作水鐘的過程中，感受到科學制作帶來的樂趣，體會分工合作與和諧地開展探究實踐的重要性；體驗到完成一個科學工程需要不斷重復實驗，在實驗中逐步完善。
教學重難點 重點：設計與制作水鐘。 難點：通過圖文結合的方式表達制作水鐘的方案，并根據設計方案進行制作。
教學過程
教學環節（一） 師生活動 1.上節課我們觀察了“滴漏實驗”中的水流速度。水流的速度有什么特點呢？ 2.人們曾用一個底部鉆有小孔的碗，放在水中，讓碗慢慢下沉來計量時間。我們可以做一個類似的計時器。 3.明確任務：讓我們制作一個計時10分鐘的水鐘。揭示課題：我們的水鐘（板書）。
設計意圖 引導學生回顧水流的速度特點，并認識古人利用水流計時的應用，明確本節課的主要任務。
教學環節（二） 師生活動 1.制作水鐘，我們需要考慮哪些問題呢？我們一個一個來思考并解決問題。 （1）制作水鐘需要哪些材料？ 打孔用什么好呢？切割用什么工具？…… （2）怎樣控制漏水的速度？請用畫圖的方式表示。 （3）如何來劃分10分鐘的時間刻度？ 2.圖文結合，設計方案。 你將要怎樣一步一步完成你的制作呢？用畫圖與文字結合的方式設計方案吧！
設計意圖 圖文繪制設計方案是技術與工程的重要環節。學生擔任工程設計師，用圖文結合的方式表達設計，在討論中培養科學思維。
教學環節 （三） 師生活動 1.教師講述：接下來，請按照自己的設計加工并組裝水鐘。也可參考插圖來確定制作的流程。做好每分鐘水流量的記錄，分別標出 1～10 分鐘的時間刻度。 2.學生制作水鐘活動。
設計意圖 學生擔任工程技術人員，在產品制作過程中，需熟練讀取設計方案并精準制作。教師指導學生合理安排制作步驟，學生之間分工合作、和諧探究。
教學環節 （四） 師生活動 1.提問：自己制作的水鐘計時準確嗎？怎么測？ 2.學生進行測試活動。考慮課堂時長，課堂上僅測試2-3分鐘內計時是否準確。
設計意圖 學生在相同的驗收標準中測試，了解自身產品的精準性與不足之處，在觀察等待中靜心思考。可創設長時課堂，建議給予更多時間測試。
教學環節 （五） 師生活動 1.提問：根據測試結果，你的水鐘計時準確嗎？如果不夠準確請說一說為什么，怎么來改進呢？如果很準確，請向大家分享經驗。 2.提問：制作水鐘簡單嗎？說一說你的體會。
設計意圖 學生在產品測試結果中反思設計與制作的不足之處，并進行改進。教師引導學生要考慮減少材料消耗來節約資源與降低成本，通過縮短工期來提高工作效率。
板書設計
教學反思 本課在前一課《用水計量時間》的教學中，學生完成了“觀察水流速度”和“測量水流速度及變化”的實驗，對流水作為計時器的原理有了一定的了解，也有了制作水鐘的欲望和理論基礎。 于是，在本節課的教學中，直接出示教學任務，先讓他們根據書上的設計方案，討論思考，設計出小組方案并用畫圖的方式，先畫出方法步驟再進行實驗操作。雖然強調帶普通礦泉水瓶，但是帶來的瓶子是大小各異，厚薄不同。在進行裁剪時就遇到了難題，有個別小組計時不夠準確，還有小組未完成，只能課后自己再試著完成本次活動。不過，也有幾個小組，組員之間配合默契，迅速開展活動，進行操作，做出的水鐘計時也較準確。最后，組織學生交流，引導學生充分研討，讓他們自己提出在活動過程中遇到的問題以及有什么改進的方法。并且思考“還可以用哪些流動的物體來制作計時工具？”學生也根據生活中所見進行分享。 本課經歷思考方案–制定計劃–實施方案–檢驗成果–尋找原因–改進完善的探究活動，讓他們意思到一項科學成果要想經得起實踐的檢驗，就必須不斷進行反思和改進，逐步完善。

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