资源简介

(共13张PPT)
教科版 六年级上册《计量时间》单元
3.做个水钟
明确任务
汉代青铜漏壶
让水从一个容器滴入另一个容器可用于计时，我们可以做一个类似的水钟吗
明确任务
设计并制作一个用于计时10分钟的水钟。
·计时误差不超过10秒。
·时间刻度要均匀。
制定方案
（1）我们准备设计制作 一
个什么类型的水钟
（2）用怎样的装置确保水
的滴速均匀
（3）采用什么方式指示时
间刻度
水钟在我国古代又叫“刻漏”“漏壶”。它的计时方法有两种:一种是利用特殊容器记录把水漏完的时间(叫作泄水型):另一种是在接水容器上记录它用多少时间把水装满(叫作受水型)。
资料
制定方案
利用特殊容器记录把水漏完的时间
在接水容器上记录它用多少时间把水装满
制定方案
制定方案
图文结合
标注所需材料
标注制作步骤
制作与测试
1. 按照自己的设计方案，确定制作流程。
2. 加工组装我们的水钟。
安全提醒：
使用剪刀、扎孔器、热熔胶枪时请注意安全。
制作与测试
3. 用秒表计时，在贴有纸
条的半截塑料瓶身上标
出1-10分钟的刻度，然
后用胶带贴好防水。
4. 用钟表测试自制的水钟
计时是否准确。
制作与测试
溢水孔
旋钮
（可控制水流断和开）
铁架台
塑料瓶
计时器
水钟
吸管
烧杯
制作与测试
交流
研讨问题1. 我们的哪些设计能够使水匀速滴下
研讨问题2. 我们能从其他小组的方案中获得哪些启发
（1）使用多层储水结构，保证水位稳定
（2）在泄水瓶侧边开出水孔，维持水位稳定
拓展
在碗的底部打一个小孔，将其放入水中，也可以用来计时。
观察小孔沉水碗的结构。思考它是如何设计的，以及这种设计应用了哪些科学知识。
在碗底打小孔，把碗浮在盛水的盆里，水从小孔慢慢流入碗中，碗逐渐下沉，依靠下沉时长计时。《做个水钟》教学设计
【教材分析】
本课承接上一课《用水计量时间》中发现的水流速度特点，《做个水钟》与下一课《改进水钟》是单元工程实践的核心课时。课程内容以汉代青铜漏壶导入，划分明确任务、制定方案、制作与测试、交流、拓展延伸五大学习板块，令学生经历真实的工程制作步骤。
核心任务为制作一个用于计时10分钟的水钟，要求刻度均匀、计时总误差≤10 秒，可以使用泄水型或受水型两种类型，先画出图文结合的设计图，再依据图纸完成制作。依托多层溢水结构落实 “恒定水压、匀速滴水” 核心原理，既是前一课水流速知识的实操落地，也为后一课《改进水钟》提供待测作品，兼顾古代科技文化渗透与工程实践素养培养。
本课意在引导学生经历一个初级的、完整的科学工程活动，鼓励学生在讨论与分享的过程中勇敢表达自己的想法、阐明创意，在实践中培养研究科学技术的兴趣，在合作中体会团队和谐分工的重要性。
【学情分析】
六年级学生已通过前一课的实验知道“水位下降，水流速度变慢”，具备基础打孔、计时、小组合作能力，但实操与设计存在部分难点：自主设计时极易忽略稳压结构，只设计单层水瓶，容易忽略流速前快后慢问题；操作热熔胶密封、塑料瓶裁剪易出现漏水等问题。
课堂借助课件分步操作示意图、播放教学视频和小组合作讨论设计方案等方式，帮助学生清楚具体操作步骤，降低学习门槛，集思广益设计更合适的方案，以任务驱动推进全程探究。
【教学目标】
科学观念：
1.水钟分为泄水型、受水型两类；水流速度由水位高度决定，保持水位恒定才能实现均匀滴水。
2. 使用多层储水和溢水管装置可以稳定水压，是使水钟刻度均匀的核心结构。
科学思维：
1.能结合10分钟计时约束条件，推理稳压装置的设计逻辑；
2. 通过对比三次测试数据，区分装置漏水、孔径过大、无稳压层等不同原因导致的误差。
探究实践：
能图文结合绘制水钟设计图，清晰标注材料、分层结构、制作步骤；
2. 能小组合作完成裁剪、打孔、密封、组装、刻度标定、三次重复计时全流程操作，规范填写测试记录单。
态度责任：
1.通过青铜漏壶资料感受中国古代工匠的工程智慧，树立传统文化自信；
2.养成提前规划、规范操作、多次测试、如实记录的严谨工程探究习惯。
【教学重难点】
教学重点：区分两类水钟，完成水钟设计、组装、刻度标定与多次计时测试。
教学难点：自主设计溢水稳压结构，理解恒定水位对匀速滴水的关键作用。
【材料准备】
教师：多媒体课件、水钟制作视频、小孔沉水碗装置。
小组：塑料饮料瓶、工字钉、美工刀、热熔胶枪及胶棒、透明吸管、直尺、记号笔、防水透明胶带、白纸条、量杯、清水、抹布、铁架台、实验记录单。
【教学流程图】
【教学过程】
一、明确任务
旧知复习导入：教师提问，单层塑料瓶滴水时水流为什么先快后慢？怎样才能让水滴下落速度保持不变？学生自由发言，巩固 “水位决定水压，恒定水位流速均匀” 知识点。
出示汉代青铜漏壶图并介绍：水钟古称漏壶，是古人全天候计时工具，分为泄水型、受水型两种，不受昼夜、阴雨限制。
明确制作任务：以小组为单位合作制作水钟，标准：可连续计时 10 分钟，时间刻度均匀，计时误差不超过10秒。
设计意图：依托汉代青铜漏壶搭建情境，明确工程任务：制作一个计时十分钟的水钟。使学生回顾旧知，恒定水位才能流速均匀，并将其应用于新任务。
二、制定方案：水钟设计方案
展示泄水型和受水型漏壶对比示意图，讲解两类水钟区别：泄水型观察上方容器水位下降计时；受水型依靠下方接水容器水位上升计时。
提出关键支架问题：准备设计制作一个什么类型的水钟 用怎样的装置确保水的滴速均匀 采用什么方式指示时间刻度？学生分组讨论思考。
展示水钟设计方案范例，明确绘图规范：完整标注所需材料、标注分步制作流程、图文结合。
小组4人分工讨论设计思路，重点思考：如何利用多层水瓶 + 侧插吸管实现溢水稳压；教师巡视，针对无法使水滴匀速滴落、结构标注模糊、思路不清晰的小组逐一指导修正。
小组完成草图后组员互查，确认装置可以稳定水位后进入制作环节。
设计意图：先厘清水钟基础分类，再通过支架问题将一个复杂的制作问题拆解开，降低难度，帮助学生思考制作水中的关键步骤。再展示规范的水钟设计方案图，引导学生主动运用水压知识设计水钟结构，并用图文结合的方式记录下来，为下一步的组装打下理论基础。
制作与测试
按照设计图，组装我们的水钟。
播放组装水钟的实操视频，同步强调安全操作规范：美工刀缓慢切割塑料瓶，禁止用力猛划；热熔胶枪金属发热头不可触碰皮肤；工字打孔时瓶身垫抹布，防止打滑划伤手部。
学生按照设计图，确定制作流程，加工组装我们的水钟：
① 美工刀将塑料瓶裁剪为上、中、下三段储水容器；
② 工字钉在中层瓶身侧面打孔，插入透明吸管作为溢水管，热熔胶密封接缝，防止渗水；
③ 将三层水瓶由上至下固定在铁架台上，底层放置空量杯承接滴水；
组装完成后少量加水试漏，接缝渗水处加厚胶带二次密封，解决漏水隐患。
标定水钟刻度。
按步骤，向顶层储水瓶加满清水，等待中层溢水管稳定流水、滴水速度不变后，正式开始计时。
小组分工：1人用秒表计时，1 人用记号笔标记，每完整经过1分钟，在下方接水瓶外侧粘贴的白纸条上画刻度线，标注数字1—10。
全部10分钟刻度标记完成后，用透明防水胶带完整覆盖整张刻度纸条，避免滴水晕染模糊数字，方便后续读数。
使用自制水钟进行计时测试
清空塑料瓶，重新加满清水完整测试一轮，对照标准钟表，记录自制水钟10分钟时长差值，填写单次误差。
重复测试操作，将三组时长、误差数据完整填写进自制水钟计时测试记录单。
小组汇总三组误差数值，对比单次测试与多次测试的数据差异，初步推测本组装置产生误差的原因：漏水、出水孔孔径过大、稳压效果不足等。
设计意图：本环节要求学生通过小组合作，对照水钟设计方案，完成自制水钟的组装与测试，培养小组合作及动手实操能力。通过三次重复测试，根据数据推测误差原因，建立实证数据意识。为后续研讨提供实物、数据素材，层层突破本课重难点。
四、交流
各小组根据自己的实操结果，以及遇到的问题，交流研讨。
问题 1：说一说你组装置中哪一结构保证水滴匀速下落，它的工作原理是什么？
预设回答：中层储水瓶与侧面溢水管，多余水从吸管流出，滴水口水位始终保持固定高度，水压稳定，水滴下落速度均匀。
问题 2：看过其他小组的水钟之后，有哪些设计思路值得借鉴？本组装置存在哪些不足？
教师汇总全班测试数据，分析总结：无溢水稳压层、接缝漏水、出水孔孔径偏大，都会大幅增加计时误差。
设计意图：依托各组自制水钟和三组测试数据开展递进思辨，先总结核心结构，如何使水滴匀速滴落，再辩证评价不同小组的设计方案，自主梳理各类误差成因，构建科学原理与工程实践的联系，突破本课教学难点。
五、拓展
展示小孔沉水碗计时装置实物图，现场演示：底部打孔小碗漂浮在水盆中，水缓慢渗入碗体使其匀速下沉，依靠下沉时长完成计时。
布置课后探究任务：观察沉水碗结构，对比它与水钟的计时共通原理，下节课分享发现。
设计意图：拓展素材延伸液体计时模型，迁移“均匀渗水可计时”通用规律，串联浮力相关知识，引导学生课外自主探究。
【板书设计（生成）】
【学生记录单设计】
一、水钟设计方案
1. 我们需要的材料： 。
2. 制作步骤：
。
3. 设计草图（图文结合）：
二、自制水钟计时测试
自制水钟计时测试
实验次数 测试时间/秒 实际时间/秒 误差/秒
第一次
第二次
第三次

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