4.4《改進(jìn)小水鐘》教學(xué)設(shè)計(jì)課題 改進(jìn)小水鐘單元4學(xué)科科學(xué)年級(jí)4學(xué)習(xí)目標(biāo)1.科學(xué)概念目標(biāo)水鐘通過(guò)一定的裝置，能夠保持水在一定的時(shí)間內(nèi)以穩(wěn)定的速度往下流，從而能用來(lái)計(jì)時(shí)。我們可以控制水流的速度，從而使水鐘計(jì)時(shí)更加準(zhǔn)確。2.科學(xué)探究目標(biāo)能運(yùn)用畫圖和文字描述的方法設(shè)計(jì)制作水鐘的方案。能利用剪刀、塑料瓶等簡(jiǎn)單工具和材料制作一個(gè)簡(jiǎn)易的水鐘。能在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中對(duì)自己的方案進(jìn)行改進(jìn)。經(jīng)歷思考方案—制訂計(jì)劃—實(shí)施方案—檢驗(yàn)成果—尋找原因—改進(jìn)完善的探究過(guò)程。3.科學(xué)態(tài)度目標(biāo)在制作水鐘的過(guò)程中感受到科學(xué)制作帶來(lái)的樂(lè)趣。體會(huì)到在科學(xué)研究中分工合作與和諧地開展探究都是很重要的。 體驗(yàn)到完成一個(gè)科學(xué)制作需要不斷重復(fù)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中逐步完善。科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)經(jīng)歷一項(xiàng)工程的幾個(gè)主要過(guò)程。重點(diǎn)我們可以控制水流的速度，從而使水鐘計(jì)時(shí)更加準(zhǔn)確。難點(diǎn)能運(yùn)用畫圖和文字描述的方法設(shè)計(jì)制作水鐘的方案。 教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課1同學(xué)們好！今天我們一起來(lái)學(xué)習(xí)《改進(jìn)小水鐘》。2.上節(jié)課，同學(xué)們都制作了自己的簡(jiǎn)易水鐘，它們都是由一個(gè)漏水壺和一個(gè)受水壺組成的。通過(guò)測(cè)試水流的速度，我們發(fā)現(xiàn)這樣的簡(jiǎn)易水壺不具有等時(shí)性，不能用來(lái)計(jì)量時(shí)間。3.通過(guò)觀察古代的水鐘，我們發(fā)現(xiàn)它的漏水壺邊上有一個(gè)分水孔，多余的水會(huì)從分水孔流出。同時(shí)還有一個(gè)注水口，保證水是源源不斷的注入漏水壺的，這樣就解決了水位高低不變化和計(jì)時(shí)持久的問(wèn)題了。并且布置了課后的任務(wù)，請(qǐng)同學(xué)們?cè)谡n后改進(jìn)你的水鐘，讓它能夠水流速度均勻、計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。下面我們就來(lái)一起看看同學(xué)們改進(jìn)后的水鐘吧。4.你發(fā)現(xiàn)了嗎？這3位同學(xué)都進(jìn)行了類似的改進(jìn)，我們以一位同學(xué)的作品為例來(lái)仔細(xì)看看他是如何改進(jìn)的。5.第一幅圖是這位同學(xué)上節(jié)課的水鐘，課下改進(jìn)后就是第二幅圖中的樣子了，我們發(fā)現(xiàn)他給自己的滴水壺上安裝了分水孔，還在滴水壺上再加了另一個(gè)滴水壺作為注水補(bǔ)充。這個(gè)改進(jìn)后的水鐘能達(dá)到水流速度均勻，具有等時(shí)性嗎？我們來(lái)測(cè)試一下吧。6.從計(jì)時(shí)器上能夠清楚的看到，每50毫升水的流動(dòng)時(shí)間幾乎是相等的。這就說(shuō)明這位同學(xué)他改進(jìn)的水鐘很好的控制了水流的速度，達(dá)到了等時(shí)的要求。那你自己的水鐘達(dá)到要求了嗎？這節(jié)課，我們要挑戰(zhàn)一個(gè)更難的任務(wù)，我相信你一定也能做得非常好。7.你能挑戰(zhàn)一下，制作一個(gè)計(jì)時(shí)10 分鐘的水鐘嗎？8.不要著急，首先我們來(lái)分析一下這個(gè)任務(wù)，請(qǐng)你思考：1.水鐘工作的原理是什么？2.你的水鐘流出200毫升水用時(shí)多久？3.怎樣控制水鐘漏水的速度？4.如何用刻度準(zhǔn)確記錄10分鐘？9.有同學(xué)馬上就能說(shuō)出，我們制作水鐘的工作原理是：需要控制水位高低相同，以保證水流速度是均勻的，具有等時(shí)性。他想的特別好，你想到了嗎？10.剛才我們一起欣賞了3位同學(xué)的水鐘，他們流出200ml水用的時(shí)間分別是6分12秒，6分和4分44秒，再結(jié)合你的水鐘所需要的時(shí)間，你能不能想一想怎樣控制水鐘漏水的速度呢？有同學(xué)馬上想到了，快來(lái)聽(tīng)聽(tīng)她是怎么想的。    11.（我覺(jué)得漏水壺瓶蓋上的孔可以控制水鐘漏水的速度，如果孔大的瓶蓋漏水就快，孔小的瓶蓋漏水就會(huì)慢一些。我現(xiàn)在的水鐘流下200毫升的水只用了6分鐘，所以我打算重新?lián)Q一個(gè)瓶蓋，把漏水孔變小一點(diǎn)，讓水流的慢一點(diǎn)，再去算一下如果要流10 分鐘，需要流出多少水。這樣做也許就可以讓我的水鐘能夠完成計(jì)時(shí)10分鐘的任務(wù)了。）12.（我根據(jù)上節(jié)課的觀察，發(fā)現(xiàn)降低水位也可以把流速變慢。我的水鐘現(xiàn)在水的流速很快，我打算把分水孔降低一下，讓水流的慢一點(diǎn)，然后再去算一下如果要流10 分鐘，需要流出多少水。）這兩位同學(xué)說(shuō)的都挺好，看來(lái)我們可以通過(guò)改變漏水孔的大小和改變水位的高低來(lái)控制水鐘漏水的速度。你也可以思考一下你的水鐘適合哪種方法？你還有沒(méi)有別的好辦法呢？13.水鐘改進(jìn)完以后我們還要想一想，如何用刻度準(zhǔn)確記錄10分鐘呢？怎樣通過(guò)漏水刻度就能看到10分鐘到了。這里有兩種劃分形式。方案一：我們以自己水鐘一分鐘的流水量作為一個(gè)單位，在受水壺上，從下向上不斷累加進(jìn)行標(biāo)記，直到標(biāo)畫出10個(gè)格子，就是十分鐘的標(biāo)記了。第二種，可以測(cè)一下十分鐘的總水量是多少，再將總水量平均分成10份，每份就是1分鐘了。14.通過(guò)上面對(duì)任務(wù)的分析，你是否已經(jīng)想好了自己水鐘的改進(jìn)方案，請(qǐng)你把先把方案記錄下來(lái)，我們可以使用畫圖的方式呈現(xiàn)你的想法，為了更好地體現(xiàn)你的設(shè)計(jì)意圖，在重點(diǎn)內(nèi)容旁邊可以使用文字進(jìn)行標(biāo)注。我們可以先看一下大家的改進(jìn)圖示。15.這位同學(xué)就是對(duì)漏水孔進(jìn)行改進(jìn)的。16.這位同學(xué)是想把分水孔降低以把水位調(diào)低。下面和你一起分享一下我的調(diào)試過(guò)程吧！17大家看，我第一次把分水孔降低，測(cè)試了5分鐘，發(fā)現(xiàn)受水壺的水量已經(jīng)超過(guò)一半了，這樣測(cè)十分鐘漏下來(lái)的水就會(huì)超過(guò)我的受水壺流出來(lái)的。所以我又降低了分水孔，又測(cè)了5分鐘，通過(guò)這個(gè)水量看基本滿足十分鐘的盛水需求。然后我就進(jìn)行了刻度的劃分。大家看我的測(cè)試過(guò)程。18.這是我調(diào)試后的水鐘，基本達(dá)成了計(jì)時(shí)10分鐘的要求，完成了挑戰(zhàn)任務(wù)。你們完成了嗎？有位同學(xué)特別想展示一下自己的水鐘，我們就來(lái)一起看看，觀察一下他的水鐘達(dá)成了任務(wù)的要求了嗎？19.先為這位同學(xué)鼓鼓掌吧！他出色的完成了挑戰(zhàn)任務(wù)。還有些同學(xué)分享了他自己調(diào)試過(guò)程中遇到的小問(wèn)題，看看你有和他們一樣的問(wèn)題嗎？20.（我開始認(rèn)為把漏水孔扎小一點(diǎn)，這樣我就能用比較少的水做好我的水鐘了，結(jié)果做完后我發(fā)現(xiàn)受水壺里面的水位上升的特別慢，水鐘的刻度太密集了，不方便計(jì)時(shí)，容易看錯(cuò)時(shí)間，所以我又把孔扎大了一些。）是的，不僅僅是孔小容易出現(xiàn)刻度密集的問(wèn)題，如果你的漏水孔過(guò)大還會(huì)出現(xiàn)滴漏的水容易很快到瓶蓋的問(wèn)題呢。所以我們?cè)谡{(diào)試改進(jìn)水鐘的時(shí)候要全面考慮問(wèn)題，這樣才能更好的達(dá)成任務(wù)的需求。21（我在改進(jìn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)我的受水壺底部是不平整的，它的底部有凸起的一部分位置，所以為了更加精準(zhǔn)，我在調(diào)試的過(guò)程中提升了刻度的起始位置。這樣就能讓我的水鐘更加準(zhǔn)確了。）這位同學(xué)就是要改變初始水位。通過(guò)這兩位同學(xué)的經(jīng)驗(yàn)分享，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)制作水鐘這個(gè)任務(wù)真的不簡(jiǎn)單呢！需要反復(fù)的測(cè)試和計(jì)算，不斷地做出來(lái)，再改進(jìn)，老師也是經(jīng)過(guò)了幾次調(diào)試呢。學(xué)習(xí)了這么多同學(xué)的寶貴經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在你的水鐘做好了嗎？影響水鐘計(jì)時(shí)準(zhǔn)確的因素有哪些？第一、如果容器的形狀不規(guī)則容易造成刻度的標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤；第二，因?yàn)殚_始時(shí)容器里裝了比較多的水，水的重量產(chǎn)生的壓力比較大，開始滴漏速度會(huì)快一些。隨著容器中的水位逐步下降，水的壓力也越來(lái)越小，影響滴水的速度。思考：如果改進(jìn)后的水鐘計(jì)時(shí)還是不夠準(zhǔn)確要怎么辦呢？P42：根據(jù)教材重新改進(jìn)制作。（步驟見(jiàn)課件)      回顧交流       思索              跟視頻學(xué)制作        用畫圖加文字的方式設(shè)計(jì)我的水鐘方案                                     展示自己的設(shè)計(jì)方案        制作水鐘        討論交流   創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，聚焦課堂問(wèn)題，導(dǎo)入新課。     通過(guò)展示圖例，不僅為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供知識(shí)的儲(chǔ)備，而且還能激發(fā)學(xué)生探究科學(xué)的興趣。                        讓學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)水鐘方案                                                          能用剪刀、塑料瓶等簡(jiǎn)單工具和材料改進(jìn)一個(gè)簡(jiǎn)易的水鐘。  課堂小結(jié)同學(xué)們，通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，我們改進(jìn)了自己的水鐘，讓它更加精準(zhǔn)。你是否發(fā)現(xiàn)了，雖然我們明白了科學(xué)原理，但是當(dāng)把原理轉(zhuǎn)變成科技成果的時(shí)候也不是一蹴而就的，需要反復(fù)調(diào)試、修改，才能不斷完善?？茖W(xué)家的工作過(guò)程也是這樣的。 總結(jié)課堂      

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4 改進(jìn)小水鐘

版本： 大象版（2024）

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