资源简介

教学设计
学 科 科学 年 级 五年级 教学形式 分组教学
课题名称 用水计量时间
学情分析 在这节课之前，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，可以用来模糊计时，但是也发现两种计时方法都有不足和问题，从而产生探寻认识新的计时方法和工具的意愿。对于“水是以均匀的速度往下流的吗”，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，就能达成正确认知。本课分工实验活动操作是个不小的挑战，对默契配合度要求极高，四人小组要分工合作，准确的操作、细致的观测、默契的配合。
教材分析 《用水计量时间》是《计量时间》单元的第2课。《计量时间》单元引领学生在观察、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。 本课首先提出“古人还曾用什么来计时”的问题，引出“用水计量时间”的话题。教科书通过图文展示了古人的水钟，还有本节课实验研究的装置，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。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“流水能计时吗”“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》奠定基础。
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 能通过实验发现影响水流速度变化的主要因素。 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 理解古人的聪明才智，对古人的智慧创作产生敬佩之情。 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：通过实验探究，理解“水钟”计时的原理。。 难点：能有依据的进行推测，规范实验，并对数据进行比较、分析和归纳。
教学策略： 聚焦环节通过问题“古人还曾用什么来计时 ”，启发学生回忆并交流对计时工具已有认知，顺而提出古人曾用流水来计时。“流水为什么能计时？”“水是以均匀的速度往下流的吗？”“怎样让水以固定不变的速度往下流”？精心设计的问题串引发学生步步探索，深度思考，通过收集数据、分析数据，概括总结梳理出自己的观点。
教学过程与方法
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
聚焦 探索与研讨（一） 探索与研讨（二） 拓展 创设情境，聚焦问题。【复习旧知，引发新的思考】 谈话：上节课我们研究了日晷、圭表这样的太阳钟，知道它们是利用光影有规律的运动来计时的，但阴雨天和晚上不能用，你知道古人还曾经利用什么来计时？ 谈话：古人曾经用流水来计时，这样的计时工具我们叫它水钟。 教师板书课题：用水测量时间 谈话：关于水钟，你都了解什么呢？ 师：古代的水钟分为两种类型：泄水型水钟和受水型水钟。泄水型水钟是利用水下降了多少来计时的，受水型水钟是利用水面上升了多少来计时的。日晷、圭表是利用了光影有规律的运动来计时的，那水钟呢？你想到什么呢？ 【梳理】 流水有规律。 那流水有什么规律呢，可以让我们来计时？ 滴漏实验：从300毫升流出100毫升水需要的时间 谈话：水是以固定不变的速度往下流的吗？你是怎么想的呢？ 【指导探究方法】 师出示简易水钟模型进行演示。 在往里倒水之前，先用夹子夹住管子，松开夹子，水就会流到量筒中。我们在瓶子中装入300ml水，从瓶子中漏出100ml水需要多长时间呢？我们重复测量三次， 【提示注意事项】 谈话：为了测量更加准确规范，你认为我们在实验中要注意什么？ 【指导探究活动】 教师巡视指导，如遇到有困难的小组，及时进行指导。各组探究顺利，教师可参与到小组中，做活动的参与者。学生合作高效观察很细致的，做出鼓励。在巡视中，全面了解学生的探究状况及实验数据，为后面的交流汇报做准备。 【组织交流研讨】 谈话：我们一起来观察数据汇总表，看一下你有什么发现？ 【梳理总结】 教师适时总结：在一定的装置里，水能以比较稳定的速度往下流。 【过渡与推进】 那这能说明水是以固定不变的速度往下流的吗？我们接着继续研究。 滴漏实验：积聚20毫升、50毫升水，流完300毫升水各用多少时间 谈话：我们已经测量知道了从300ml水里流出100ml水用的时间，你能估计一下，同样加入300ml水，在量筒里积聚20ml水，可能会用多少时间呢 在量筒里积聚50ml水呢 要是流完300ml呢，怎么计算呢？ 【指导探究活动】 教师巡视指导，如遇到有困难的小组，及时进行指导。各组探究顺利，教师可参与到小组中，做活动的参与者。学生合作高效观察很细致的，做出鼓励。在巡视中，全面了解学生的探究状况及实验数据，为后面的交流汇报做准备。 【组织交流研讨】 我们一起来看一下数据汇总表，可以先分析自己组的，然后再对照其他组的。 【梳理总结】 教师根据课堂声称适时总结：一开始流水比较稳定，说明水流还是可以进行模糊计时的，但是后来就越流越慢了。 【修订与分析】 我们再来回答开始的问题，水是以固定不变的速度往下流的吗 师：那还怎么计时呀？有办法解决这一个问题吗？ 谈话：古人是怎样解决这个问题的？ 【梳理总结】 古人就是用这样的装置和办法来保持水位不变，水流速度不变的。 【小结】 今天，我们一起研究了水钟的秘密，也感受到了古人的智慧，随着人们生活水平的提高，人们要求计时越来越准确，计时工具的发展和进步也是我们人来的发展和进步。 【拓展】 做一个每分钟滴60滴的水钟。 【交流】 学生自由回答。 【交流】 学生自由回答。 【交流】 学生思考后自由回答。 【交流】 学生思考后交流对问题的猜测。 【领会实验要求】 生领会、理解实验的做法及要求。 【交流】 学生思考后交流实验注意事项。 【小组合作实验】 小组合作，测量从300毫升水中流出100 所需要的时间，记录实验数据，并填写到班级汇总表中。 【交流展示探究发现】 全班交流实验数据及对数据的分析发现。 【推测与交流】 学生依据前面的实验数据进行推理推算，说出自己的猜测及依据。 【小组合作实验】 小组合作，进行实验测量，记录实验数据，并填写到班级汇总表中。 组内讨论分析。 【交流展示研究发现】 全班交流实验数据及对数据的分析发现。 【思考与交流】 学生思考后自由回答。 【讨论与交流】 组内讨论 全班交流 【课下设计与制作】 学生课下实践与交流。 通过分析太阳钟的计时原理，以及古人其他的计时工具，引导学生能够思考计时工具是利用有规律运动的事物来测量时间的。 调查学生关于水钟的已有认知，并进行前概念梳理，通过动画的形式，让学生了解水钟的两种类型各自是怎样来计时的，对有规律计时原理的再一次渗透。 通过学生的回答聚焦研究问题，古人为什么会想到用流水计时，水钟的制作需要解决什么问题，水是以固定的速度往下流的吗？引导学生一步步去思考去探究计时工具水钟的秘密到底是什么。 通过学生产生的认知冲突，引导他们对探究实验活动产生兴趣，并激发学习动机，抓住重点，使思维迅速定向，很快步入探究主题。 引导学生通过亲历实验，收集收据来检验自己的想法。 通过分析数据，形成对比，让学生的认知发生冲突，流水到底能不能用来测量时间呢？如果要制作水钟，我们需要解决什么问题呢？用问题引导学生逐步进行验证，逐步建构科学概念。 引领学生进行了科学的推测。 推测是高级的思维活动，是根据已有的经验来构想尚不清楚的客观存在，是建立在观察研究并掌握一定事实基础之上的，在教学过程中要有层次地依据事实去引导学生进行推测。 实验数据再次激发学生新的认知冲突为后面的研讨、概念重构打下基础。 通过对数据的比较、分析和研讨，学生知道了水位下降，水压下降，水流速度变慢。再通过对古代水钟的研讨分析，学生能够认识到保持水位不变，水能以固定的速度往下流。 让学生的思维逐层递进，沿着古人研究制作水钟的过程，逐步发现水钟的秘密，经历计时工具的研制过程，感受我国古代劳动人民的智慧，激发爱国情感和学习兴趣。 通过观察、分析与论证，达成班级共识。 引导学生自己制作一个每分钟60滴的水钟，学生可以意识到工具延伸和增强了人类的能力；人们利用工具生产产品、改造环境，以满足自身和社会发展的需求。 把科学课上的探究活动和课外的实践活动结合起来，能够激发学生应用科学概念的兴趣，提升学生探究能力，而且使科学概念得到强化和发展。
分层作业设计 【基础作业——课堂练习】 判断题 1.在远古时代，人类用水钟、日晷、燃油钟和沙漏等来计时。（ ） 2.100毫升水的滴漏实验，前10毫升水和最后10毫升水滴的速度一样快。（ ） 3.因为流水的速度不是匀速的，所以不能用来计量时间。（ ） 4.水钟是根据滴水的等时性原理来计时的。（ ） 5.滴漏只能设计成泄水型的。（ ） 选择题 1.要用水滴来计时关键要解决（ ）问题。 A．滴水速度 B．水量 C．水质 2.经过实验研究，我们认为滴漏的滴水速度与（ ）无关。 A．滴漏中的水位 B．漏水孔的大小 C．容器的颜色 【拓展作业——课外实践】 根据本节课的学习收获，尝试设计一个能计时的水钟吧。

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