资源简介

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3.我们的水钟
【核心素养目标】
科学观念：设计与制作水钟时，应用控制水流速度的方法，使水钟计时更加准确。
科学思维：基于水流速度的规律设计方案，阐明自己的创意；通过有说服力的论证，认同或质疑设计方案，并初步判断可行性和合理性；在改进中，应用创造性思维的方法，提出多种改进措施。
探究实践：在实践中，有初步构思、设计、实施、验证与改进的能力；设计时，运用画图和文字描述的方法设计方案，并据图制作水钟；在测试与评估中判断水钟的准确程度，根据实际反馈改进水钟的设计与制作，并展示。
态度责任：在制作水钟的过程中，感受到科学制作带来的乐趣，体会分工合作与和谐地开展探究实践的重要性；体验到完成一个科学工程需要不断重复实验，在实验中逐步完善。
【教学重难点】
重点：设计与制作水钟。
难点：通过图文结合的方式表达制作水钟的方案，并根据设计方案进行制作。
【教学准备】
教师：教学课件。
学生：1.铁架台、剪刀、美工刀、塑料瓶、工字钉、直尺、胶带、记号笔、秒表；2.设计方案的记录单。
【教学过程】
一、回顾思考、聚焦问题（预设3分钟）
材料准备：课件
1.上节课我们观察了“滴漏实验”中的水流速度。水流的速度有什么特点呢？
2.人们曾用一个底部钻有小孔的碗，放在水中，让碗慢慢下沉来计量时间。我们可以做一个类似的计时器。
3.明确任务：让我们制作一个计时10分钟的水钟。揭示课题：我们的水钟（板书）。
【设计意图】引导学生回顾水流的速度特点，并认识古人利用水流计时的应用，明确本节课的主要任务。
二、设计方案（预设12分钟）
材料准备：设计方案的记录单
1.制作水钟，我们需要考虑哪些问题呢？我们一个一个来思考并解决问题。
（1）制作水钟需要哪些材料？
打孔用什么好呢？切割用什么工具？……
（2）怎样控制漏水的速度？请用画图的方式表示。
（3）如何来划分10分钟的时间刻度？
2.图文结合，设计方案。
你将要怎样一步一步完成你的制作呢？用画图与文字结合的方式设计方案吧！
3.学生设计方案，教师给予适当鼓励和指导。
4.请学生说一说自己的设计方案，初步判断可行性和合理性。
【设计意图】图文绘制设计方案是技术与工程的重要环节。学生担任工程设计师，用图文结合的方式表达设计，在讨论中培养科学思维。
三、制作（预设：13分钟）
材料准备：铁架台、剪刀、美工刀、塑料瓶、工字钉、直尺、胶带、记号笔、秒表
1.教师讲述：接下来，请按照自己的设计加工并组装水钟。也可参考插图来确定制作的流程。做好每分钟水流量的记录，分别标出 1～10 分钟的时间刻度。
2.学生制作水钟活动。
【设计意图】学生担任工程技术人员，在产品制作过程中，需熟练读取设计方案并精准制作。教师指导学生合理安排制作步骤，学生之间分工合作、和谐探究。
四、测试（预设：5分钟）
1.提问：自己制作的水钟计时准确吗？怎么测？
2.学生进行测试活动。考虑课堂时长，课堂上仅测试2-3分钟内计时是否准确。
【设计意图】学生在相同的验收标准中测试，了解自身产品的精准性与不足之处，在观察等待中静心思考。可创设长时课堂，建议给予更多时间测试。
五、评估与改进（预设：5分钟）
1.提问：根据测试结果，你的水钟计时准确吗？如果不够准确请说一说为什么，怎么来改进呢？如果很准确，请向大家分享经验。
2.提问：制作水钟简单吗？说一说你的体会。
【设计意图】学生在产品测试结果中反思设计与制作的不足之处，并进行改进。教师引导学生要考虑减少材料消耗来节约资源与降低成本，通过缩短工期来提高工作效率。
六、拓展（预设：2分钟）
提问：除了水，还可以用哪些能流动的物体来制作计时工具？课后同学们也可以尝试用其他流动的物体制作水钟。
【设计意图】学生掌握本节课的学习内容后，能迁移应用。通过举一反三、发散思维的方式，运用流动物体的流动规律制作更多的计时工具。
七、板书设计
【疑难解答】
分析学生自制水钟计时不准的原因。
自制水钟计时不准的主要原因有设计不够合理、制作不精细和使用不规范。设计时，控制水流速度的方法不够合理，如孔径过大或过小、水位过高或过低等。制作时不精细，划分时间刻度时太粗心大意了，没有平视去标刻度；容器形状不规则，标不好刻度；每隔一分钟，水位变化不明显；记号笔的笔头太粗，每个刻度线有粘连等。使用时，学生通过斜视来计时，读数错误。

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