《水鐘》教學(xué)案例

1、從培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)高度把握教材，使用自我建構(gòu)理論展開探究活動 水鐘是依據(jù)教學(xué)單元中用水測量時(shí)間、做一只水鐘兩個(gè)教學(xué)內(nèi)容實(shí)行整合加工，重新設(shè)計(jì)的一個(gè)更符合我校學(xué)生實(shí)際接受水平的相對獨(dú)立教學(xué)活動。 原教學(xué)設(shè)計(jì)圍繞記錄100毫升水緩慢流完所需時(shí)間和制作水鐘兩項(xiàng)“動手做”的活動，展開了系列實(shí)驗(yàn)及分析活動，力圖在實(shí)踐活動中使學(xué)生理解流水與時(shí)間的關(guān)系，學(xué)會使用相對應(yīng)的方法表現(xiàn)自己的活動方案。該教學(xué)設(shè)計(jì)利用“流水”這個(gè)常見的自然事物，引導(dǎo)學(xué)生在“做”中“學(xué)”會制作并使用水鐘計(jì)時(shí)，無疑這對發(fā)展學(xué)生的探究水平是大有協(xié)助的。同時(shí)，該教學(xué)設(shè)計(jì)從教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置的邏輯性上看，儼然一幅十分縝密的態(tài)勢，尤其在其“滴漏”實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中

2、，從預(yù)測100毫升水流完所需時(shí)間到估計(jì)容器內(nèi)積聚10毫升水所需時(shí)間，從測試容器內(nèi)積聚50毫升水花費(fèi)的時(shí)間到改變?nèi)萜鞒鏊椎拇笮》治龌ㄙM(fèi)時(shí)間的變化，從分析控制水滴流出速度的方法到設(shè)計(jì)一個(gè)每分鐘滴60滴的滴漏等一組活動，足以看出活動設(shè)計(jì)者的苦心。 不過，正是因?yàn)榛顒釉O(shè)計(jì)者過于追求理解路徑邏輯的嚴(yán)密性，致使其至少忽略了兩點(diǎn)：其一，忽略了學(xué)生相對應(yīng)理解的超前性，畢竟對于該活動的對象五年級的學(xué)生來說，尤其對我們高校的附小學(xué)生來說，他們的生活經(jīng)驗(yàn)和知識積累已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了活動設(shè)計(jì)者所預(yù)想的情況；其二，忽略了該活動內(nèi)容在整個(gè)單元教學(xué)中的地位。只要簡單地以本活動為中心環(huán)顧前后幾個(gè)教學(xué)活動內(nèi)容，不難發(fā)現(xiàn)，在水鐘活動

3、前后分別有蠟燭鐘和擺鐘兩個(gè)活動，從活動的性質(zhì)看，它們都屬于利用自然事物制作計(jì)時(shí)儀器的活動，從活動設(shè)置的作用上看就應(yīng)各有不同了：簡單地說，“水鐘”活動在單元教學(xué)中應(yīng)發(fā)揮其“承上啟下”的作用。所謂“承上”是指借用蠟燭鐘制作中發(fā)現(xiàn)的制作便捷技巧找規(guī)律，更快更好地完成水鐘制作；所謂“啟下”是指借用改變水鐘滴孔的大小控制流量多少的“變化”思想，引導(dǎo)學(xué)生有意無意地改變擺線的長短、擺錘的輕重去調(diào)整擺的擺動速度。點(diǎn)，在尊重原活動設(shè)計(jì)者主要教學(xué)目標(biāo)的情況下重新安排了教學(xué)活動。如果用幾個(gè)字來描述新的教學(xué)活動設(shè)計(jì)的脈絡(luò)，甚至能夠用我們平常倡導(dǎo)的對待科學(xué)的態(tài)度“愛科學(xué)學(xué)科學(xué)用科學(xué)”給予概括。所謂“愛”是指通過一定手段

4、激發(fā)學(xué)生的探究興趣；所謂“學(xué)”是指教師引導(dǎo)學(xué)生掌握相對應(yīng)的方法；所謂“用”則是指學(xué)生獨(dú)立使用相對應(yīng)方法展開實(shí)踐活動。 以下就從這三個(gè)方面對本課的實(shí)際教學(xué)活動給予介紹： 一、引導(dǎo)學(xué)生意識到流水也可能制成計(jì)時(shí)儀器，同時(shí)激發(fā)學(xué)生探究欲望，揭開活動序幕。 師：在上一次制作蠟燭鐘的活動里，我們同學(xué)把一個(gè)原本普通的照明工具在想了一些辦法之后變成了一個(gè)能夠計(jì)時(shí)的工具。今天老師想再提出幾種自然事物，看看它們和燃燒的蠟燭有什么聯(lián)系，行嗎？ 生（齊聲）：行！ 師：流動的沙、流動的水、燃燒的蚊香這三種事物和我們上次制作蠟燭鐘的蠟燭有相同點(diǎn)嗎？ 生：這些事物與蠟燭有相似點(diǎn)，它們都是根據(jù)時(shí)間規(guī)律轉(zhuǎn)變的，比如燃燒的蚊香燃

5、燒一厘米需要的時(shí)間是有規(guī)律的，不可能這個(gè)厘米燃燒需要三分鐘，下一厘米燃燒需要五分鐘。 生：流到水池里的水會逐步變多。 師：這些自然事物都是有共同點(diǎn)的，隨著時(shí)間的流逝它們都會發(fā)生由多變少或由少變多的變化。燃燒的蠟燭隨著時(shí)間的推移會發(fā)生變化，我們能夠把蠟燭與時(shí)間聯(lián)系起來，找出它與時(shí)間聯(lián)系的規(guī)律，制成一個(gè)計(jì)時(shí)儀器，其他的自然事物，比如流動的水，是否也能制成計(jì)時(shí)儀器呢？如果利用流動的水作成計(jì)時(shí)儀器，你有什么想法呢？把你的想法和大家說一說。 在這個(gè)部分的教學(xué)活動中教師主要做好三件事：第一件事，引導(dǎo)學(xué)生回顧前一次制作蠟燭鐘活動成功的秘訣找規(guī)律，為后面水鐘制作活動順利展開埋下“伏筆”。第二件事，引導(dǎo)學(xué)生分析

6、熟悉的“沙漏”，它為什么能夠計(jì)時(shí)，它怎樣計(jì)時(shí)，使學(xué)生進(jìn)一步意識到自然變化的事物在找出其變化規(guī)律與時(shí)間的聯(lián)系后都能夠做成計(jì)時(shí)儀器。第三件事，引導(dǎo)學(xué)生列舉類似于燃燒的蠟燭、流動的沙這樣會變化的自然事物，同時(shí)分析利用流水制作計(jì)時(shí)儀器的可能性，并提出本課的主要活動內(nèi)容制作水鐘。 二、引導(dǎo)學(xué)生了解水鐘，分析制作材料的特點(diǎn)，初步確定制作方案。 生：比如說一個(gè)像沙漏的水漏，它里面的水從一個(gè)地方流下去流完需要一個(gè)小時(shí)話，再倒過來等它流完就又是一個(gè)小時(shí)。 生：把一個(gè)很大的空石頭扎一個(gè)洞，然后灌上水，看它流完要多少時(shí)間，比如它流完需要五分鐘，下一次灌上水等它流完就又是一個(gè)五分鐘。 生：我用喝可樂的瓶子，把喝剩下的

7、可樂倒掉，然后洗一下兩個(gè)瓶子，把其中一個(gè)瓶子的瓶蓋用比較尖的物體開個(gè)洞，再把另一個(gè)瓶子也開同樣大的小洞，接著把兩個(gè)瓶子瓶蓋對瓶蓋用透明膠連接起來，這就做好了一個(gè)計(jì)時(shí)工具。使用的時(shí)候，把瓶蓋打開灌上水，然后固定好，先記下上面瓶子的水它一共的高度，然后再把它第一分鐘的高度記一下，再把它們兩個(gè)一減，就知道了一分鐘的高度是多少，按照這個(gè)高度做記號依次類推就能夠用流水計(jì)時(shí)了。 師：剛才三位同學(xué)在談倒利用流水做計(jì)時(shí)儀器的時(shí)候，都有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是把水放到一定的容器里，使它泄漏出來，泄漏到一定水準(zhǔn)就知道過去了多少時(shí)間?，F(xiàn)在我想和大家一起通過看資料的方式了解一下我們的老祖宗他們是怎樣利用流動的水制作計(jì)時(shí)儀器

8、的。 （學(xué)生分小組閱讀相關(guān)水鐘的圖文資料，教師實(shí)行簡要板書說明水鐘類型。） 師：都了解了一下老祖宗做的水鐘，有什么發(fā)現(xiàn)向大家說一說。 生：這幾個(gè)老祖宗做的水鐘都是從一個(gè)容器里滴水然后來計(jì)時(shí)。 生：第一個(gè)水鐘是靠慢慢的接水來推動齒輪和指針，然后就能夠計(jì)時(shí)間了。 師：其實(shí)資料中向大家介紹的三個(gè)老祖宗做的水鐘就是兩種類型：一種是受水型水鐘，就是水往容器里灌，通過水面的上升判斷時(shí)間過去了多少；另一種是瀉水型水鐘，它與受水型水鐘恰恰相反，水從容器里向外泄漏，通過水面的下降判斷時(shí)間過去了多少。今天我給同學(xué)也準(zhǔn)備了一個(gè)小儀器，就是我們平常見過的飲料瓶，只不過我給這些飲料關(guān)瓶做了一些小“手腳”，把瓶子分割成了

9、上下兩個(gè)部分，并且把瓶蓋開了一個(gè)小洞?，F(xiàn)在我把這些材料發(fā)給大家，請大家琢磨一下發(fā)給你們組的材料特點(diǎn)，它更適合做一種什么類型的水鐘呢？ （學(xué)生自由選擇材料，通過外型觀察、向內(nèi)灌水等途徑發(fā)現(xiàn)材料在外型規(guī)則水準(zhǔn)、瓶口出水量等方面的特點(diǎn)。） 師：剛才大家都采用各種辦法琢磨了一下發(fā)給各自小組材料的特點(diǎn)，現(xiàn)在我想請一些同學(xué)到臺上來向大家介紹一下你們小組材料的特點(diǎn)，根據(jù)材料的特點(diǎn)它更適合于做什么類型的水鐘，該怎樣做呢？ 生：我們組的這個(gè)瓶子下面凹凸不平，我們先把水灌到一樣平的地方才開始計(jì)時(shí)，過一分鐘我們做一個(gè)記號，剩下的就能夠依次類推。 （學(xué)生描述同時(shí)教師采用簡單圖示在黑板上給予表示。） 師：剛才這位同學(xué)介

10、紹了他們組將怎樣做水鐘，關(guān)于他們的設(shè)計(jì)同學(xué)們有什么問題向她提出來嗎？ 生：我想知道你們組瓶子里的水是一滴一滴的流，還是一直流的。 生：是一直流的。 生：我想給他們組的設(shè)計(jì)提個(gè)建議，他們的水流得太快了，我想他們的瓶子一下子就會變滿的。 生：我們組的水原先流的是相當(dāng)慢的，大概三、四秒鐘才滴一滴，后來我們把洞口鉆大了點(diǎn)，大概一分鐘水面只上升一厘米。 師：在其他同學(xué)提出問題之前，我和大家都想明確一點(diǎn)，你們小組設(shè)計(jì)的這個(gè)水鐘究竟屬于哪種類型的水鐘？ 生：受水型的水鐘。 師：那我這還有一個(gè)事很納悶，為什么你們組不利用這個(gè)瓶子設(shè)計(jì)一個(gè)瀉水型的水鐘呢？ 生：我們組的這個(gè)瓶子的上半部分好像是個(gè)倒過來的漏斗，它上

11、面大下面小沒有什么規(guī)律，這樣制作瀉水型的水鐘不太方便。而下半部分除了底下凹凸不平外很大一部分有相同的地方，這樣的話制作受水型的水鐘很方便。 師：關(guān)于這個(gè)水鐘的設(shè)計(jì)同學(xué)們還有什么要說的？如果沒有就請其他愿意介紹自己水鐘設(shè)計(jì)的同學(xué)上臺來介紹。 生：我們這個(gè)組的瓶子的外形和剛才那個(gè)組的差不多，不過我們組瓶蓋的洞眼很小，水流得很慢，五秒鐘才滴一滴，我們就能夠用五秒鐘來算，12滴就是一分鐘，這就是我們數(shù)水滴的水鐘。 （學(xué)生描述同時(shí)教師采用簡單文字在黑板上給予表示。） 師：這個(gè)組的同學(xué)既不是受水型的水鐘也不是瀉水型的水鐘，而是根據(jù)自己材料的特點(diǎn)準(zhǔn)備做一個(gè)數(shù)水滴的水鐘。關(guān)于這組的設(shè)計(jì)有什么問題要問他們的嗎？

12、 生：我覺得他們這樣的辦法太麻煩了，必須要一直守在旁邊數(shù)數(shù)才知道時(shí)間過去了多少，我建議他們先數(shù)一數(shù)一厘米高的水要滴多少滴水，然后算出時(shí)間來，以后的時(shí)間就能夠依次類推了。 生：看水面上升的高度能夠用記號標(biāo)出來，這樣便于更快的做出一個(gè)水鐘來。我建議他們把瓶口改大一些，做一個(gè)受水型的水鐘。 師：同學(xué)們剛才從實(shí)際使用是否方便對數(shù)水滴的水鐘提出了自己的建議和改進(jìn)意見，還有哪些組的材料有不同特點(diǎn)，實(shí)行了水鐘制作設(shè)計(jì)的？ 生：我們組的材料和別的組都不一樣，它是由兩個(gè)瓶子組成的，上半部分和下半部分都很高，上半部分裝的水比別的組都要多，計(jì)量的時(shí)間也能夠很長。 師：根據(jù)你們組材料的特點(diǎn)，你認(rèn)為做什么類型的水鐘更合

13、適？ 生：我認(rèn)為做一個(gè)受水型的水鐘比較好。 師：向大家說一說你們的理由。 生：我們下半部分的瓶子底部也是不規(guī)則的，我們也能夠先把水灌到有規(guī)則的地方，然后開始計(jì)量時(shí)間。 師：你們的設(shè)計(jì)應(yīng)該說和第一個(gè)組設(shè)計(jì)是完全一樣的，讓我們一起來聽聽同學(xué)們的建議好嗎？ 生：我覺得他們做一個(gè)瀉水型的水鐘要好一點(diǎn)，因?yàn)樗麄兘M的上半部分不像第一個(gè)組那樣那么小，它不但能夠裝很多的水，而且還很規(guī)則，便于計(jì)量時(shí)間。 生：能夠找一個(gè)木片子放在上半部分的瓶子里，灌上水后觀察一分鐘后它下降多少，就能夠利用它來計(jì)時(shí)。（學(xué)生描述同時(shí)教師采用簡單圖畫在黑板上給予表示。） 師：剛才幾位提建議的同學(xué)他們認(rèn)為，能夠把水灌到一定水準(zhǔn)并做上記號

14、，過一分鐘觀察，看它下降到哪，就在那再做一個(gè)記號，剩下的就能夠依次類推畫刻度計(jì)時(shí)了。你們接受同學(xué)們的建議嗎？ 生：能夠接受。在這個(gè)部分的教學(xué)活動中應(yīng)該指出的是，學(xué)生闡述了他們頭腦中利用流水制作計(jì)時(shí)儀器的想法后，教師指導(dǎo)學(xué)生理解古代利用流水制成的兩種類型的水鐘，引發(fā)學(xué)生對瀉水型和受水型水鐘計(jì)時(shí)方式方法的理性思考。隨后借用古代水鐘設(shè)計(jì)思想的啟發(fā)，分發(fā)為學(xué)生事先準(zhǔn)備好的容器，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己拿到材料的特點(diǎn)，思考如何根據(jù)材料特點(diǎn)制既快又準(zhǔn)地制作一個(gè)水鐘，并形成初步的制作方案。在這個(gè)部分的活動中，學(xué)生一開始就已經(jīng)接觸到了實(shí)驗(yàn)材料實(shí)行實(shí)踐活動，教師這樣的處理有兩個(gè)好處：一是避免因?yàn)榭菰锏貙?shí)行活動設(shè)計(jì)引發(fā)學(xué)

15、生的反感情緒，二是引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐過程中通過持續(xù)的“試誤”，去發(fā)現(xiàn)、去總結(jié)形成初步方案。 三、引導(dǎo)學(xué)生間的相互探討，修正完善并實(shí)施方案。 師：請同學(xué)們利用接下來的時(shí)間，根據(jù)自己材料的特點(diǎn)制作出符合自己材料特點(diǎn)的水鐘，我們能夠比一比誰做得又快又精確。在制作成功后，請寫一份水鐘的使用說明書，連同水鐘一起交到前臺上來。 （學(xué)生利用尺、記號筆等工具制作水鐘，并撰寫使用說明書。）教師評選出三名制作優(yōu)勝者，并宣讀他們的制作說明（略）。 師：誰來簡單評說一下自己或者是別人的制作水鐘情況？ 生：我們這個(gè)組和第二名的制作差不多，僅僅我們在使用說明上少了關(guān)于水面上升的規(guī)律說明，這也是我們應(yīng)該注意到的地方。 生：即使我們在瓶子上畫了記號，但是我們沒有在使用說明上講清計(jì)時(shí)應(yīng)該從哪里開始。 師：同學(xué)們在今天制作水鐘的過程中不但能借用上次制作蠟燭鐘發(fā)現(xiàn)的“找規(guī)律”的方法又快又準(zhǔn)地制作水鐘，而且還能根據(jù)各自材料的特點(diǎn)制作出不同類型的水鐘，有些同學(xué)還能在制作中改變材料的特點(diǎn)，制作出滿足自己需要的