資源簡介

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五
上《
計量時間
》教學(xué)設(shè)計
)
2.用水計量時間
一、教材分析
本課是五年級上冊《計量時間》單元的第二課，本課主要以探究水鐘計時的原理為學(xué)習(xí)重點(diǎn)，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、知識應(yīng)用等主要教學(xué)活動，讓學(xué)生體驗(yàn)人類在實(shí)際生活中運(yùn)用科學(xué)知識創(chuàng)造工具、改進(jìn)工具的過程，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。同時，為下一課《我們的水鐘》做好知識和技能的準(zhǔn)備。
聚焦部分引導(dǎo)學(xué)生提出問題——水為什么能用來計量時間？探索部分可分為三個環(huán)節(jié)：一是觀察瓶中流出的水流速度是否保持均勻；二是探究水流速度的變化。測量水從40ml連續(xù)流出3個10毫升所需的時間，；三是教師演示制作的水鐘，讓學(xué)生思考用水計時的方法。
本課在本單元中起承上啟下作用。本單元的主題是認(rèn)識計時工具的發(fā)展。第一課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生了解燃香鐘受外界因素大，進(jìn)而開始關(guān)注、研究水鐘，但水鐘的準(zhǔn)確性和方便性有待提高，從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)階到擺鐘的研究，不斷向前推進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知思維。
二、學(xué)情分析
在本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)初步了解時間的概念和一些計時的方法。上節(jié)課學(xué)習(xí)到的計時方法都存在著較大的局限性。為了改進(jìn)計時工具，學(xué)生通過預(yù)習(xí)可知道古人能以水計時。不僅產(chǎn)生疑問，在古代人們是怎樣以水計時的呢？
通過前一課“燃香鐘”的探究，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識到燃香能夠被用作計時工具，是因?yàn)樵谝欢l件下燃香變短的速度基本均勻。他們或許能從中得到啟發(fā)，可以通過尋找自然界中運(yùn)動有規(guī)律的物體或事件來幫助記錄時間推移的軌跡。在尋找真相的過程中，學(xué)生的思維必將經(jīng)歷搜尋已有經(jīng)驗(yàn)、產(chǎn)生矛盾、尋找規(guī)律、完善經(jīng)驗(yàn)的過程。同時學(xué)生在此過程中也將逐漸樹立發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的意識。
三、教學(xué)目標(biāo)
科學(xué)觀念：通過滴漏實(shí)驗(yàn)，知道水位高低、孔徑大小等因素會影響水流速度，認(rèn)識到“同一裝置中，控制水位不變，水流速度不變”這一特點(diǎn)可用于計時。
科學(xué)思維：通過數(shù)據(jù)的整理和分析，能判斷水流速度與水位高低的關(guān)系。
探究實(shí)踐：在實(shí)驗(yàn)過程中，能對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，發(fā)現(xiàn)水流速度的主要影響因素。
態(tài)度責(zé)任：在觀察古代水鐘的過程中，能感受到古人的聰明才智，體會到社會的發(fā)展會帶動計時工具的進(jìn)步。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：能通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)影響水流速度變化的主要因素。
難點(diǎn)：能通過觀察古人利用流水計時的裝置，結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)探究，理解這些裝置計時的方法。
五、教學(xué)準(zhǔn)備
教師：1.教學(xué)課件；2.簡易水鐘。
學(xué)生：1.鐵架臺、滴漏裝置、大燒杯、小燒杯、滴管、水、計時器。2.觀察記錄單。
六、教學(xué)過程
一、激發(fā)興趣、聚焦問題（預(yù)設(shè)5分鐘）
材料準(zhǔn)備：課前搜集各種水鐘的資料與圖片、課件
1.師：本單元我們學(xué)習(xí)的主題是計量時間，接下來請觀看視頻，并思考“我們都學(xué)習(xí)了哪些計時工具，它們各自有什么缺點(diǎn)？”
【學(xué)生觀看視頻】
（預(yù)設(shè)：日晷和圭表的缺點(diǎn)是陰天、夜晚不能使用；蠟燭和燃香的缺點(diǎn)是粗細(xì)要均勻、不能有風(fēng)吹等因素的干擾。）
2.師：沒錯，古人為了彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)，又發(fā)明了新的計時工具——水鐘。
3.出示教科書中的古代水鐘圖。師：“水鐘是古代用水計時的一種工具，在中國又叫“刻漏”或“漏壺”。沒想到，我們常見的水竟然也能也能計時?！?，提問：“同學(xué)們請思考，水為什么能夠計時呢？
生：水流的速度基本均勻。
4.師：水流的速度真的均勻嗎？
二、探究水流速度的變化（預(yù)設(shè)30分鐘）
【活動一：觀察水流速度是否均勻】
1.師：我們現(xiàn)在讓一定量的水從瓶中倒置流出，請仔細(xì)觀看【演示視頻】，并思考水流的速度均勻嗎？看完視頻，你們有答案了嗎。
生：不均勻。
2.師：水流的速度是怎么變化的？
生：前面速度快，后面速度慢。
師：觀察的真仔細(xì)，這說明水流速度越來越慢。
【活動二：探究水流速度的變化】
1.引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)
（1）師：我們想用水來計量時間，就要先知道，水在什么條件下才能流速均勻。要想更進(jìn)一步的探究水流速度的變化，僅憑肉眼觀察，還不夠科學(xué)，我們還需要借助什么實(shí)驗(yàn)儀器呢？
生：計時器。
（2）師：利用計時器，你們?nèi)绾卧O(shè)計實(shí)驗(yàn)測量水流的速度？
想不到?jīng)]關(guān)系，老師給大家一個提示。（提供支點(diǎn)）我們可以回顧一下燃香計時的實(shí)驗(yàn)，我們當(dāng)時是怎么操作的？現(xiàn)在你們可以翻開書看一下。
生：我們把燃香平均分為四份，分別測量每份燒完的時間，再進(jìn)行比較。
（3）師：基于這個實(shí)驗(yàn)，你們認(rèn)為我們可以怎樣設(shè)計水的實(shí)驗(yàn)？
生：把水平均分成四份，分別測量每一份水流完的時間，再進(jìn)行比較。
（4）師：你真會舉一反三。為了節(jié)省時間，我們只測量前3份水流出的時間。接下來我們就通過實(shí)驗(yàn)，一起來探索影響水流速度變化的原因吧。
2.明確實(shí)驗(yàn)步驟
（1）介紹實(shí)驗(yàn)材料
（2）介紹實(shí)驗(yàn)方法
①師：實(shí)驗(yàn)中，我們規(guī)定量取40毫升的水，平均分成4份，每次流出的水量都是多少呢？
生：10毫升。
②師：沒錯，我們需要測量水從40ml開始，連續(xù)流出3次10ml所需時間。
（3）接下來請同學(xué)們閱讀實(shí)驗(yàn)步驟，并思考兩個問題：
①在實(shí)驗(yàn)過程中，我們需要注意什么？
生；看水位時要注意平視
生：計時要準(zhǔn)確
生：重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次
②為什么要重復(fù)測量三次？
生：為了減少誤差，避免偶然性
3.學(xué)生實(shí)驗(yàn)
師：現(xiàn)在以小組為單位，時間為7分鐘。歌曲停止時，請各位停止實(shí)驗(yàn)。在此過程中，教師指導(dǎo)，并用手機(jī)拍出最快做完的兩組實(shí)驗(yàn)記錄單。
4.交流研討
（1）師：大家請看第——小組的實(shí)驗(yàn)記錄單。提問：“縱向?qū)Ρ葘?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你們發(fā)現(xiàn)，在同一裝置中水流速度均勻嗎？它是怎么變化的？”【板貼1】
生：不均勻，水流速度越來越慢。
（2）師：在實(shí)驗(yàn)中，相同的條件是什么？不同的條件又是什么？
生：流出的水量相同，都是10ml；不同的是水位高度
（3）師：隨著水位高度的降低，水流速度如何變化？
生：水流速度逐漸變慢
（4）師：是什么原因?qū)е滤魉俣茸兟哪兀?br/>生：水位高度
師：水位高度越低，水的流速越慢【板貼2】
（5）師：請看另一個小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為什么它們測得的水流速度不同呢？
生：計時有延遲、操作有先后·····
追問：請仔細(xì)觀察一下裝置本身，它們是否存在不同？
生：可能孔的大小不同。
結(jié)論：沒錯，水位高度和孔徑大小都會影響水流的速度。
（6）師：但在同一裝置中，孔徑大小也是相同的。我們繼續(xù)橫向?qū)Ρ纫幌聦?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在相同的水位高度流出相同的水量，水流速度有什么特點(diǎn)？
生：水流速度基本相同。
（7）師：現(xiàn)在，你們知道怎樣才能讓水以均勻的速度往下流了嗎？
生：在同一裝置中，水位高度相同，水流速度相同。【板貼3】
（8）師：在實(shí)驗(yàn)中，我們怎樣做才能使水位高度保持不變呢？請同學(xué)們仔細(xì)觀察我們的滴漏裝置，看看有什么特別之處。（提供支點(diǎn)）
生：老師，我發(fā)現(xiàn)裝置中有一個排水口。
（9）師：科學(xué)上，我們將它稱為“溢水口”。那我們怎么操作可以讓水位高度不變？
生：不斷的向滴漏裝置中加水，多余的水會從溢水口排出來。
（10）師：利用這個原理，我們終于揭開了古人用水計量時間的奧秘?！緩堎N板書4】
5.演示實(shí)驗(yàn)
（1）師：老師自己也做了個簡易的水鐘，請大家一起看看。介紹結(jié)構(gòu)：入水口、溢水口、出水口，量筒。你們知道老師的水鐘是怎么進(jìn)行計時工作的嗎？
生：往入水口加水，多余的水從溢水口排出，這樣控制水位高度不變。水從出水口流出，并在量筒內(nèi)累積，通過量筒的刻度就可以知道時間了。
（2）師：但我們可以看到出水口流出的水量太多了，我要想計量一整天的時間，就需要更多的水和更大的受水容器。這很浪費(fèi)水資源。你們有沒有辦法幫老師改良一下水鐘？
生：使孔徑變小，一滴一滴的流出。
（3）師：這個辦法真不錯。古人也想到了這個方法。與以往的計時工具相比，古代的水鐘用水滴有什么好處？
生：省水、節(jié)約資源?？梢栽陉幱晏旌鸵雇硎褂?，不受外界環(huán)境的影響。
【活動三：觀察古代水鐘】
師：接下來，我們就一起看看古代的水鐘。這個水鐘，有什么更巧妙之處？
生：在受水容器這里加了一個桿子，當(dāng)水位升高可以推動齒輪，讓鐘盤轉(zhuǎn)動。
師：沒錯，這和我們現(xiàn)在的鐘表有著相似之處。水滴以固定的速度滴入圓筒，使得浮標(biāo)會隨水量的增加而逐漸上升，水鐘的鐘盤也會隨之轉(zhuǎn)動，從而顯示流逝的時間。
師：現(xiàn)在，你們知道如何制作水鐘了嗎？
生：知道了
師：其實(shí)，古人和我們今天一樣，也是通過一步一步的探索，利用智慧設(shè)計出了用水計量時間的工具——水鐘。我們的同學(xué)們和古人一樣，充滿了智慧，也學(xué)會了如何制作水鐘，我們用掌聲鼓勵一下自己。
三、拓展（3-4分鐘）
師：下節(jié)課我們利用身邊的工具，一起來制作一個水鐘。請同學(xué)們想一想，如果你來擔(dān)任設(shè)計師，你會怎么設(shè)計并制作？課后以小組為單位討論吧。

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