大象版小學科學四年級下冊4.3水鐘 教學設計

4.3《水鐘》教學設計課題水鐘單元第四單元學科科學年級四年級教學分析本課屬于技術與工程領域，主要教學活動是技術類實踐活動。在本課學生將在上節(jié)課對日晷研究的基礎上，了解比日晷適用條件更廣的計時工具——漏刻的相關知識，并最終依照原型設計制作一個單級漏刻的模型。學生對水鐘的熟悉度較低，已有知識經(jīng)驗較少，所以教學難度也較大，需要教師做好豐富而形象的資料儲備，以及給予學生充足的活動時間與空間的支持。學習目標1、知道水鐘是利用滴水的等時性，是古代人類發(fā)明的一種計時工具。2、收集關于水鐘的信息，能設計與制作小水鐘，在小水鐘的測試中反思評價，發(fā)現(xiàn)小水鐘的不足，發(fā)展反省思維能力。3、有探究和制作水鐘計時的欲望，體會動手做的樂趣，形成質(zhì)疑意識。4、對中國古人的智慧產(chǎn)生傾慕之情，了解人類的需求是影響科學技術發(fā)展的關鍵因素。教學準備教學課件：泄水型和受水型漏刻資料和圖片、視頻或模型。學生制作材料：塑料瓶（形狀規(guī)則的圓筒形最好）、直尺、錐子、美工刀、記號筆、記錄單等。教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖導入新課一、導入活動師：同學們好，在上節(jié)課，我們一起認識了利用陽光下物體影子的變化規(guī)律來計時的日晷。日晷的使用確實給人們帶來很多便利，但是也有不足的地方。日晷只能在陽光下使用，在夜晚或遇到陰雨天的時候，便失去效用了。師：那么，當時的中國古人，是怎么解決這個困難的呢？又發(fā)明了什么新的計時工具嗎？生：我們學過，日晷之后人們發(fā)明了水鐘。生：對，水鐘還叫漏刻。師：為了解決那個時代計時的需求，人們使用了很多種計時方法：比如說香鐘，是利用香的勻速燃燒的特點來測量時間的；沙漏更為常見，里面裝有一定量的沙子，每次漏完的時間都相同，可以反復使用。（配合圖片）師：除此之外，人們還利用流水來計時，發(fā)明了漏刻，也叫水鐘。復習鞏固，回顧學過的知識點，更好的進入學習狀態(tài)。通過復習回顧日晷，引入水鐘，了解新的計時工具。講授新課（二）收集信息二、收集信息師：我們知道水是地球上常見而重要的物質(zhì)，那么用流水怎樣計時呢？你是怎么想的？生：我們學過水會流動。生：是不是像沙漏似的。師：能說詳細點嗎？生：就是把水也裝進一個瓶子里，讓它往下流，看流完用多少時間。師：還有嗎？生：我發(fā)現(xiàn)我們家水管漏水的時候，接滿一碗水所用的時間都是一樣的。師：你觀察得真仔細。水鐘是不是也是這樣的呢？老師為大家準備了一些關于漏刻的資料，請各小組自己閱讀這些資料，把你們的收獲記錄下來。如果對漏刻有什么想研究的問題，也可以記錄在活動手冊“問題銀行”里。另外，我們這節(jié)課要設計并制作一個小水鐘，所以，現(xiàn)在對漏刻資料的閱讀，對后邊的制作會有所幫助。（生閱讀整理資料）師：看看我們的收獲吧，來回答以下這些問題：漏刻是怎么解決日晷所受的時間和天氣限制的？漏刻的發(fā)明利用的是什么科學知識？漏刻有哪些類型？漏刻和日晷有什么相同的地方？生：漏刻只要有水就可以，不需要陽光。生：漏刻的發(fā)明是利用了水會流動的知識。生：漏刻有兩種，一種叫泄水型，一種叫受水型。生：漏刻和日晷都可以測時間。師：漏刻和日晷還有別的相同地方嗎？生：它們都是古時人類發(fā)明的。學生觀察水鐘的結構，知道水鐘有泄水型和受水型，知道它的計時原理。知道水鐘的結構和計時原理，更有助于學生制作水鐘。講授新課（三）設計制作3.設計制作（1）實驗：水流的等時性師：今天，我們要像自制日晷一樣，來自制一個漏刻，不過，我想還是叫自制小水鐘更合適些。怎么制作呢？師：我們先制作一個可以讓水流動起來的滴漏裝置，怎樣做？請你想一想，如果想要測量時間，裝置中的水需要具備什么特點？生：水應該一樣多。師：是的，就像沙漏一樣，同樣多的沙子，漏完的時間相同，才可以表示同樣長的時間。那么同樣多的水，漏出的時間是否相同呢？讓我們一起來觀察。師：我們需要準備以下實驗材料，使用量筒測量水量，用家中的量杯也可以喲。秒表計時，記號筆標記刻度，礦泉水瓶做漏壺。首先，用量筒往漏壺里倒入50毫升水，測出全部漏完所用的時間，記錄；然后再重復兩次，記錄。（生小組操作并記錄）師：來看看我們的收獲。生：我們?nèi)螠y的時間是：37秒、38秒、38秒，多是38秒。生：我們組的是38秒、38秒、38秒。都是38秒。生：我們組的不是38秒，都是35秒。師：這是怎么回事？生：是不是表沒看準呀？生：我們測了三次都一樣。生：是不是扎的眼兒大小不一樣呀？生：很可能是這樣的。師：那么。我們可以得出什么結論呢？生：孔大，流得快。師：如果對同一個漏壺來講呢？生：同一個漏壺，水漏完用的時間是一樣的。師：是的，同一個漏壺，漏完50毫升水所用的時間是基本一樣的，我們稱這個規(guī)律叫水流的等時性，水鐘就是利用這個科學原理而被人們發(fā)明出來的。（2）初步設計制作：裝有300毫升水的泄水型水鐘計時師：我們發(fā)現(xiàn)50毫升水所能一次測的時間太短了，所以可以往漏壺里多裝些水，我們往漏壺里每次倒入50毫升的水，并做標記，倒6次，共計裝入300毫升水。測量每漏出50毫升水，所用的時間。觀察漏出同樣多的水，漏出的時間是否相同。（生小組操作并記錄）師：我們看看第一組的記錄：第一個50毫升水漏出用時18秒，第二個50毫升水漏出用時19秒，第三個50毫升水漏出用時21秒，后面依次用時24秒、27秒和38秒。請仔細觀察測量的結果，我們會有什么發(fā)現(xiàn)？生：都是漏出50毫升的水，用的時間不一樣，一次比一次長。師：其他組呢？生：我們組也是一樣。（3）初步設計制作：裝有300毫升水的受水型水鐘計時師：我們剛才做的是哪一類的水鐘？生：是泄水型的。師：如果做一個受水型的水鐘，怎么做？生：把接水的瓶子當成受水壺。師：受水型的標尺是放在受水壺里的，我們怎樣做標尺呢？生：也像剛才那樣，在下面的瓶子外面畫。師：就是這樣，這次畫刻度時刻度線旁邊不標時間，只畫線，每10秒，畫露出水的水位線，可以嗎？我們看看相同時間，漏出的水量是什么樣的，能先猜一猜嗎？生：我們想可能是剛開始的時候會最多。生：會越來越少。師：我們測一測，用事實說話。（生小組操作并記錄）師：看看我們的收獲。生：第一個10秒漏出的水最多。生：是的，越來越慢。師：我們看刻度線，刻度線之間的距離有什么特點？生：距離越來越短。師：這說明什么？生：水越來越少。生：說明水流得越來越慢。學生分組制作水鐘，制作前先了解水鐘的計時原理，水流的等時性。教師根據(jù)學生在制作赤道式水鐘的過程中遇到的困難給予幫助。講授新課（四）反思評價師：比較我們做的泄水型和受水型小水鐘，特別是觀察我們畫的刻度線和標注，有什么發(fā)現(xiàn)？生：都是水流出的時間不一樣。生：泄水型的是都是漏出50毫升水，用的時間越來越多。師：那么，受水型的呢？生：受水型的都是10秒，漏出的水越來越少。師：有什么一樣的地方？生：速度不一樣，越來越慢，最后流光了。師：老師拍了一段小水鐘水流出的視頻，我們看一看，著重看一下小孔處水流出的狀態(tài)。（生觀看視頻）師：我們今天自己制作了泄水型和受水型水鐘，發(fā)現(xiàn)了對于同一個水鐘，漏完同樣多的水，用的時間是一樣的，所以水鐘可以用來計時。但是，在同一個水鐘里，水流速度越來越慢，所以測時也有不精確和不方便的地方，需要繼續(xù)改進，下節(jié)課，我們來改進我們的小水鐘。課后，同學們可以想一想，是什么原因導致了水流出的速度越來越慢呢？檢測自己做的作品，根據(jù)小組意見，進行改進。知道泄水型和受水型水鐘，發(fā)現(xiàn)了對于同一個水鐘，漏完同樣多的水，用的時間是一樣的，所以水鐘可以用來計時對學會的作品進行評價。板書設計水鐘泄水型受水型課后反思在人類對計時工具的不斷追求下，新的、更方便、更精確的計時工具不斷被發(fā)明與使用，在這段歷史中，水鐘的發(fā)明具有重要的地位和意義。本課從兩個層面引領學生對這種工具進行了了解與設計制作實踐。第一個層面，是建立在科學原理與技術的關系認識層面，即科學原理支持了技術的發(fā)明，新技術又對新科學原理的發(fā)現(xiàn)起到了促進作用。日晷的科學原理基礎是光影變化規(guī)律，水鐘的科學原理基礎是一定條件下水流動的等時性，后續(xù)擺鐘的