资源简介

(共21张PPT)
自动喂水器
1.请描述视频中，你观察到小动物遇到了什么困难？
2.小动物要喝水需要什么？
1.你觉得这些给小狗喂水的用具有什么问题吗？
2.如果我们长时间外出小动物自己在家，这个喂水器需要具有什么功能？
今天，我们就一起为需要喝水的小动物设计一个自动喂水器，当我们长时间不在家时，它们也可以喝到充足的水。
塑料碗
塑料瓶（带瓶盖）
支架（带铁丝）
透明大塑料盒
量杯
提示：其中透明大塑料盒、量杯来自于工具包。教师需要准备清水（1L左右）。
1.为小动物选择喝水容器
请在我们现有的材料中，选择一个可以给小猫小狗喂水的容器。你要选择哪一个？为什么？
如果你要长时间外出，这个容器会存在什么问题？你需要用哪些材料来解决这个问题？
2. 制作自动喂水器模型
据示范，组装好我们的实验模型。
打开实验记录单，根据你的推测，哪一种方式更适合？请在实验记录单上记录下你的推测。
3. 测试自动喂水器
现在请打开自动喂水器的出水口，测试你的喂水器，发生了什么现象？
能否将储水的碗盛满？
你遇到了什么问题？如果要让水在碗中接满就停止再往下流，你需要如何去做？
现在我们用量杯舀出或轻轻倒出少量的水，模拟小动物喝水。观察“喝掉”一部分水后，自动喂水器能否自动补充。
4.自动喂水器如何自动喂水
调整水瓶的位置，让它低于水面，观察现象。
4.自动喂水器如何自动喂水
你制作的喂水器，是如何起到自动喂水作用的，请说一说你获得的实验经验，并将实验结果记录在实验记录单上。
5. 换一个大容器试试
调试塑料瓶在架子上的高度，拧开瓶盖。按照上一步获得的实验经验，再次测试。观察实验现象。（提示：可以将塑料盒垫高高度。）
6. 说一说你的发现
比较容器的大小发生变化时，会对自动喂水器带来什么影响。说一说，要设计自动喂水器，要注意哪些条件。
7. 拓展活动
如果要给你设计的这款自动喂水器设计一款说明书，让用户们拿到之后就能很方便的使用，而不需要多次尝试，请开动脑筋，你将通过哪些方式让用户快速组装并使用？
现在4-6人一组，讨论并表达自己的想法。
1.你为小猫小狗设计的自动喂水器主要解决了什么问题？
2.通过实验，在什么情况下水会从瓶中往下流？在什么情况下，水会停止往下流？
3.你设计的自动喂水器，如何更节约水呢？
4.你的这款产品最终选择哪些组成部分呢
本节课，我们围绕“当我们长时间不在家时，让小猫小狗可以喝到充足的水”的问题，为宠物们设计自动喂水器。当水充满瓶口周围，瓶内的水想要流出来就要有空气进去，瓶口却被液体封住。当喝掉一部分水后，瓶口离开水面，空气进入瓶中，水流出来，槽内水面上升，重新封住瓶口，再次稳定，直到下次喝水。
这样的好处是将多余的水留在瓶中，不必使用太大的水槽，又能保证液面始终在那个高度。对于这款产品需要使用到支架、塑料瓶、盛水容器，需要一张说明书，帮助用户更好的组装。
请你回顾本堂课的学习过程
用心记录下自己的成长与收获吧！Lesson10 自动喂水器
教学内容
宠物需要定期固定水源喝水。当人们长期外出，宠物需要借助自动喂水器，提供水源。本节课围绕“当我们长时间不在家，让宠物喝到充足水”的问题，利用材料，探究如何让宠物喝到水并且在水量减少时能自动补充水的方法，通过调节水瓶的高度，观察实验现象，记录瓶口液面高度和自动补充水之间的关系（提示：当液体充满瓶口周围，瓶内的水想要流出来就要有空气进去，瓶口却被液体封住。当喝掉一部分水后，瓶口离开水面，空气进入瓶中，水流出来，槽内液面上升，重新封住瓶口），完成自动喂水器的安装并为自动喂水器设计通俗易懂的说明介绍，培养学生了解产品设计的思路（从需求分析到实验测试到产品说明），提高生活中实际问题解决能力。
教学目标
科学知识：当液体充满瓶口周围，瓶内的水想要流出来就要有空气进去，瓶口却被液体封住。当喝掉一部分水后，瓶口离开水面，空气进入瓶中，水流出来，槽内液面上升，重新封住瓶口。
科学探究：探究如何让宠物喝到水并且在水量减少时能自动补充水的方法，培养学生了解产品设计的思路（从需求分析到实验测试到产品说明），提高生活中实际问题解决能力。
科学应用：自动喂食器。
跨学科内容：技术（T）：使用支架调节瓶身高度。
工程（E）：调节瓶身高度，寻找合理位置，组建可以正常使用的自动喂水器。数学（M）：观察瓶口水位高度与水量补充的关系。
教学重点
利用材料，探究如何让宠物喝到水并且在水量减少时能自动补充水的方法。
教学难点
设置变量，从满足需求且节约用水的角度，设计产品并介绍产品。
教学准备
解决问题所需要的材料：塑料碗、支架（带铁丝）、塑料瓶（带瓶盖）。工具包：量杯、透明大塑料盒。
教师自备：清水（1L左右）。
教学活动流程
一、引入（5min）
师：STEAM科学大课堂开始啦！
让我们看一段爆眼球的视频。
教师根据爆眼球视频内容，引导学生展开讨论。＊ 主题引入
师：请描述视频中，你观察到小动物遇到了什么困难？（提示：有水，喝不到；没有水，四处找水。）师：小动物要喝水需要什么？（提示：要给它固定的地点，帮它盛好水，到固定的地方去喝水）。
＊实验引入
师：你觉得这些给小狗喂水的用具有什么问题吗？（提示，观看ppt当中给小猫小狗喝水的用具。需要主人不断的加水。）
师：如果我们长时间外出小动物自己在家，这个喂水器需要具有什么功能？（提示：需要自己续水。）
今天，我们就一起为需要喝水的小动物设计一个自动喂水器，当我们长时间不在家时，它们也可以喝到充足的水。
二、实验过程（30min）
＊认识材料
师：请取出袋子中的材料，看看它们如何帮助你解决实验问题？
教师带领学生从袋子中取出材料，根据学生水平及实验需要，引导学生初步观察，并了解不同实验材料特征及使用方法。
＊ 开始实验
教师引导学生开展探究实验。（注意：探究过程中，应以学生自主探究为主，如果学生遇到操作问题，教师可根据情况选择为学生展示相应的手部操作视频，帮助学生了解操作方法。）
1．建立假设，制作模型
师：请在我们现有的材料中，选择一个可以给小猫小狗喂水的容器。你要选择哪一个？为什么？学生从材料中选择材料，说明自己的原因。
师：如果你要长时间外出，这个容器会存在什么问题？你需要用哪些材料来解决这个问题？学生提出自己的想法，并说出自己需要用到哪些材料解决问题。
师：观看手部视频，根据示范，组装好我们的实验模型。打开实验记录单，根据你的推测，哪一种方式更适合？请在实验记录单上记录下你的推测。
学生按照手部视频，组装好实验模型。记录实验推测。
2．验证推测，确定最优模型
师：现在请打开自动喂水器的出水口，测试你的喂水器，发生了什么现象？能否将储水的碗盛满？（提示：整个装置放入透明大塑料盒中，以免水流在桌面）
学生打开自动喂水器，测试，观察碗中的水到达一定的液面是否达到平衡。
师：你遇到了什么问题？如果要让水在碗中接满就停止再往下流，你需要如何去做？学生发现如果瓶口远离碗的液面则效果失败，需要调整瓶口和液面的位置。
师：现在我们用量杯舀出少量的水，模拟小动物喝水。观察“喝掉”一部分水后，自动喂水器能否自动补充。学生尝试并观察自动喂水器补充水的情况是如何发生的。
3．优化方案，再次测试
师：观看手部视频，调整水瓶的位置，让它低于液面，观察现象。学生重新将水灌入瓶中，拧好瓶盖，安装好后打开瓶口，再次测试。
师：你制作的喂水器，是如何起到自动喂水作用的，请说一说你获得的实验经验，并将实验结果记录在实验记录单上。
学生根据自己的操作过程，说明自动喂水器是如何达到的，并将实验结果记录在实验记录单上。4．改变实验条件，设置实验变量，收集数据
师：观看手部视频，用塑料盒子作为盛水容器，将水瓶接满后，调试塑料瓶在架子上的高度，拧开瓶盖。按照上一步获得的实验经验，再次测试。观察实验现象。（提示，可以将塑料盒垫高高度。）
学生根据手部视频，再次测试，记录实验现象。
5．分析数据，得出结论
师：比较容器的大小发生变化时，会对自动喂水器带来什么影响。说一说，要设计自动喂水器，要注意哪些条件。
学生结合实验结果，将实验结果记录在实验记录单上。6．拓展活动
师：如果要给你设计的这款自动喂水器设计一款说明书，让用户们拿到之后就能很方便的使用，而不需要多次尝试，请开动脑筋，你将通过哪些方式让用户快速组装并使用？
学生4—6人一组，讨论自己的想法并分享自己的想法。三、讨论与分享（10min）
教师引导学生对以下问题展开讨论，分享自己的观点。
1．你为小猫小狗设计的自动喂水器主要解决了什么问题？
2．通过实验，在什么情况下水会从瓶中往下流？在什么情况下，水会停止往下流？3．你设计的自动喂水器，如何更节约水呢？
4．你的产品最终选择哪些组成部分呢？
四、实验结论（5min）
师：通过这个实验，请陈述一下你所看到的现象，并解释这个实验现象背后的科学原理。（教师可根据学生分享与讨论的内容，结合以下信息做简要总结。）
总结：
师：本节课，我们围绕“当我们长时间不在家时，让小猫小狗可以喝到充足的水”的问题，为宠物们设计自动喂水器。当水充满瓶口周围，瓶内的水想要流出来就要有空气进去，瓶口却被液体封住。当喝掉一部分水后，瓶口离开水面，空气进入瓶中，水流出来，槽内水面上升，重新封住瓶口。再次稳定，直到下次喝水。这样的好处是将多余的水留在瓶中，不必使用太大的水槽，又能保证液面始终在那个高度。对于这款产品需要使用到支架、塑料瓶、盛水容器，需要一张说明书，帮助用户更好的组装。
（提示：教师可根据师训视频中的实验总结部分，了解本次实验的原理。）
五、拓展与迁移（5min）
教师可利用“科学大讲堂”视频，帮助学生拓展本节课相关知识。
师：科学大讲堂中发生了哪些有意思的事情和有趣的实验呢？让我们一起去看看吧。播放科学大讲堂视频。
六、回顾与总结（5min）
教师请学生拿出活动单页，引导学生完成自我反思与评价。
师：经过本节课的学习，你得到哪些收获和成长？请将你本节课的实验收获和心得以及还需提高和优化的部分记录在《回顾与总结》表中，并对自己本堂课在科学兴趣、科学实践、科学思维方面的成长给予评价。

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