海宁市小学科学基于项目的科学实践暨高级教师教师培训活动 [复制链接]

《用水计量时间》教学设计
海宁市实验小学   沈燕
一、教学分析
通过前一课“燃香钟”的探究，学生已经初步认识到燃香能够被用作计时工具，是因为在一定情况下香燃烧变短的速度基本均匀。我们可以通过找寻自然界有规律运动的物体或事件来帮助记录时间推移的轨迹。学生在之前的科学学习中，已经具备了一定的推理和合作实验的能力，本课需要学生在探究流水速度时进行有依据的推测以及实测并如实记录。
观察水流速度的实验是本课最重要的探究活动。本课要求学生在教师指导下，先初步观察瓶中流出相同水量的水流速度，再进一步测量同一装置中200毫升水依次流出四个50毫升水的用时，发现水流速度的规律，并结合自己的观察、思考改进滴水装置，使得水流速度保持基本不变。
二、教学目标
科学观念：初始水位高度和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致；
同一装置中，保持水位高度不变，水流的速度不变，水流的这一特点可用于计时。
科学思维：通过数据的整理和分析，能判断水流速度与水位高低的关系。
探究实践：在实验过程中，能对收集的数据进行整理、分析，发现水流速度的主要影响因素。
态度责任：在观察古代水钟的过程中，能感受到古人的聪明才智，体会到社会的发展会带动计时工具的进步。
三、教学重难点
重点：能通过实验发现影响水流速度变化的主要因素。
难点：能结合自己的实验探究，改进装置使水流速度保持不变。
四、教学准备
教师：教学课件、课前搜集各种水钟的资料与图片；
学生：200毫升滴漏、大塑料杯1个（装水）、250毫升量筒（接水）、铁架台、计时器、记录单等。
五、教学过程
一、激发兴趣、聚焦问题
1.回顾古代计时工具：在古代的时候，人们会用日影、燃香等方式来计时，你知道为什么可以用这些物体来计时吗？
2.既然日影已经可以用来计时了，为什后来又要用燃香的方法呢？那燃香计时有什么缺点吗？（香燃烧掉了就没了，不能循环使用，消耗大、成本大）
3.用来计时的材料最好是又方便拿取、又便宜，还能循环使用，因此古人后来又发明了水钟。
提问：水流的速度也是均匀的吗？
【设计意图】简要回顾古人计时方法，快速聚焦到本课的核心问题——用水计时，引导学生自然进入了“水流速度”的探索活动。
二、探究水流速度的变化
（一）测量流出50毫升水需要的时间
1.这里有一个滴漏装置，在里面加50毫升水，我们一起来测量漏完这50毫升水是不是每次时间都一样。由于这个管子，实际水量多于50毫升，我们可以直接看下面量筒中接到50毫升水的时间。
2.教师演示，请一个同学看水位。看来
3.小结：流出相同的水量，需要的时间是相同的。如果想要计量的时间久一点，是不是可以在上面多加一些水？整个连续流出的过程中流速都是均匀吗？
（二）测量连续流出多个50毫升水分别需要的时间
1.明确任务一：接下来我们就来测量连续流出多个50毫升水分别需要的时间。
实验的方法：用手指堵住小孔，在容器中倒入200毫升水，依次读出量筒中接到50、100、150、200毫升水的时间。
视频指导。
2.出示任务单，学生测量。
3.交流：你们的结果如何？（水流速度是不均匀的，先快后慢）
4.如果水流速度是均匀的，那么我们用容器接水计时的话，每分钟会接到相等的水，但是现在的结果看来接到的水越来越少了，刻度是不均匀的，你觉得哪种刻度方便计时？
（三）保持水位不变，测量连续流出多个50毫升水分别需要的时间
1.有没有办法让水流速度保持均匀呢？如何让水位高低保持不变？
2.明确任务二：先在容器中加200毫升水，边漏边补充，使水位始终保持200毫升，再次测量量筒中接到50、100、150、200毫升水的时间，看这一次每个50毫升的时间是否一样。
3.出示记录表（二），学生测量。
4.测量结果如何？（同一装置中，水位高低不变时，水流速度基本不变）    
5.当水位高低不变时，连续滴水，每流出50毫升需要的时间都相同，那每流出20毫升相同吗？每流出10毫升呢？每流出一滴水呢？
【设计意图】在教师的指导下，学生通过多次的观察、推测、实测水流时间，进一步完善对水流流动速度的认识。
三、改进滴水计时装置
1.让滴水具有等时性，关键是要保持水位高低不变，但是在刚才测试过程中，许多小组倒水时遇到了困难，谁来说说看？
2.有什么好办法能让水位保持更平稳不变？可以在图上画一画你的想法？（课件出示模型图）
3.你们与古人想到了一起，这是古代水钟的示意图：
（1）有进水管和泄水管，保持漏斗中水位高低不变；
（2）这个锥体控制出水孔的大小，小一些的出水孔水流出时速度更慢，计时会更准确，水不会马上流完，水钟计时也会更久一些。
4.希望今天的研究对你们以后自己制作水钟有帮助。
【设计意图】引导学生研讨、总结本节课核心知识，为下一节的制作水钟进行铺垫。
六、板书设计

《我们的水钟》
海宁市长安镇盐仓学校  张如雅

【教学目标】    
科学观念：
1、知道水钟通过一定的设计，能够保持水在一定时间内以稳定的速度往下流。
2、知道通过控制水流速度，可以使水钟计时更准确。
科学思维：
1、能够在实际过程中对自己的方案有所思考，并提出改进建议。
探究实践：
1、能够运用图画、文字的方法绘制水钟设计方案。
2、能够利用剪刀、塑料瓶等材料制作一个简单的水钟。
态度责任：
1、体会完成一个科学制作需要不断的改进。
2、体会小组分工合作的重要性。
【教学准备】    
塑料瓶、打孔的瓶盖、剪刀、尺子、秒表、记号笔、烧杯、抹布。
【教学活动】    
课前活动
给钟面划刻度

一、情景导入
风和日丽，晴空万里，有一群小动物来到野外露营，贪吃的小猪一不小心吃了路边的毒野果，幸好老虎医生早有准备，带了解毒的药，可是这个药有严格的使用标准，第一次服下后要隔2分钟再服用第二次，才能彻底解毒。老虎医生带来的计时器出现了问题，每次只能连续计30秒，同学们能不能给他们出出主意，利用现场的材料做一个计时工具呢？
二、划刻度
提问：老师也想帮忙，设计了一款简易的水钟，但没有标刻度，想请同学们给下面的水钟标上0、0.5分、1分、1.5分、2分钟的时间刻度



2、交流并分析刻度分布原因
三、改进水钟
提问：那么如果我们想要让刻度均匀的话，要控制什么不变？下面请同学们改进这个水钟，让它水速保持匀速。每个小组这个位置的同学来拿一份设计单。
1、学生分组完成水钟设计记录单。
2、展示并交流
提问：那么老师观察材料，发现，水瓶的底部是不平整的的，那我如果还像刚刚那样标记刻度，先底部标个0，再标记剩下的刻度，你觉得刻度会均匀吗？如何解决这个问题？
3、学生思考并回答。
三、制作水钟
1、播放视频，介绍如何划分0刻度线和0.5分刻度线。
提问：那么1分的刻度线该如何标记，1.5分，2分呢？
2.学生思考并回答。
为了节约时间，老师对材料进行了一些预处理，瓶盖扎孔，吸管也已经插入水瓶。
3.学生前往材料区领取材料，并开始制作。
四、检测水钟
1、介绍检测步骤
①让水开始往下流；
②待水位到达0刻度，按下秒表开始计时；
③当水位到达2分钟刻度线，记录秒表读数；
2、每组安排检测员进行检测，比较2分钟水钟时间与秒表时间。
五、评价与改进
1、展示计时精度不理想的水钟2-3个，请小组成员说说原因，以及改进想法。其他同学也可帮助提出改进建议。
任务单
第    组
请给下面的水钟标上 0、0.5分、1分、1.5分、2分钟的时间刻度




水钟设计记录单      

水钟的设计(图示＋文字)
思考：改进下面水钟，使水速保持均匀  

















  


水钟测评表
小组：              记录员：            

一、测试方法：
让水开始往下流；
待水位到达0刻度，按下秒表开始计时；
当水位到达2分钟刻度线时，记录秒表度数。

二、测试结果：
水钟时间    2分钟
秒表时间

摆的研究
教材简析：
本课是探索精确计时工具的前两课。学生经历调试过程，选择一种调试方法，分别研究摆的快慢与摆锤质量、摆绳长短、摆幅大小关系，最终得出摆动的快慢与摆绳长短有关，摆绳短，摆动快，摆绳长，摆动慢，而与摆锤质量、摆幅大小无关，在摆幅调试过程中，发现摆的等时性。本课学习也为下一课《制作钟摆》奠定了认知基础。
学情分析：
前几节课中，学生已观察并制作过类似水钟这样的简易计时装置，这节课将对钟摆能精确计时的原理展开探究。在操作前，需要引导学生思考并解决操作中的一些问题，如怎样计时？怎样数摆动次数等。五年级的学生已经具备一定分析和处理数据的能力，本节课也要引导学生通过调试，完成目标实践活动。
教学目标：
科学观念：
1.同一个单摆在相同时间内摆动次数相同，这就是摆的等时性。
2.知道摆的快慢与摆绳长短有关，与摆锤重量和摆动幅度无关。
科学思维：
通过获得的数据，归纳概括摆的快慢与摆锤质量、摆绳长短、摆幅大小的关系，依据证据推理，找出规律。
探究实践：
针对目标，设计讨论调试方案，并实施方案。在调试过程中，能准确地重复观测摆在10秒内摆动的次数。
态度责任：
在研究单摆运动规律的实践中，能基于证据和逻辑发表自己的见解，养成实事求是的科学态度。
教学过程：
课前热身：使用秒表
一、聚焦
1.讲述：我们借助日晷、水钟这些工具我们只能知道大概的时间，例如水钟需要消耗大量水，人们一直在探索更精确的计时器，摆钟的出现大大提高了计时的精确度。出示机械摆钟，摆钟里摆动的部分叫做摆。
2.出示一个摆绳较长的摆。
二、探索
（一）观察摆的运动
1.介绍摆的组成。
2.教师介绍操作摆的注意事项。
3.学生对摆的摆动次数界定。
4.数一数老师的摆每10秒摆动次数。
（二）调试摆的快慢
1.生活中我们用来这个摆来计时太慢了，你有没有办法让它摆动得快一点呢？今天我们就来改进这个摆，让它可以每10秒摆动12次。
2.每个小组选一种调试方法，小组里讨论，全班交流。
3.出示材料。
4.介绍2星、3星调试内容。
5.出示温馨提示。
6.学生调试。
三、研讨
1.摆幅的小组交流。
视频出示老师制作的摆。仔细比较前一段时间和后一段时间里，摆每摆动一次需要的时间，介绍摆的等时性。意大利的物理学家伽利略是第一个发现了这个规律的人。
2.摆锤的小组交流。通过我们的调试发现摆锤不能改变摆的快慢。
3.摆绳的小组交流。调试摆绳长短可以改变摆动快慢，摆绳越长，摆动越慢。摆绳越短，摆动越快。
四、小结
1.通过同学们的汇报，我们通过调试什么改变摆的快慢？摆绳长短有关。
2.摆是具有等时性的，荷兰的物理学家惠更斯就是根据这个原理制作了摆钟。现在的摆钟可以每1秒摆动1次。工具精确性的提高主要依靠设计、材料等的改进。同学们能不能通过改进让你们的摆也能每秒摆动1次呢？

制作钟摆
【教学目标】
科学观念：通过回顾对摆的认识，知道摆的摆动快慢与摆绳长度有关，理解摆绳长度越长，摆动越慢，反之则越快。
科学思维：在调整摆绳长度时，用比较的方法能预测摆的摆动快慢。
探究实践：在真实测量情境中，研究摆绳长度如何影响摆动快慢，能较快制作每分钟正好摆动60次的摆。
态度责任：在实践探究中，养成细心观察、准确测量的习惯，能对新问题的研究保持积极的探究欲望。
【教学重难点】
重点：运用所学的知识设计与制作1分钟正好摆动60次的摆。
难点：能运用测量与比较的方法来研究摆的摆动快慢，学会制作钟摆。
【教学准备】
教师：单摆、数显计时器
小组：1.细长绳、铁架台、计时器（秒表）、摆锤（金属球）、尺子；2.记录单。
【教学过程】
一、复习回顾、聚焦问题
材料准备：细长绳、金属球、铁架台、计时器
1.出示单摆图片
2.测单摆1分钟摆动次数。
3.出示机械摆钟
提问：钟摆1分钟摆动60次，现在你们能制作一个1分钟正好摆动 60 次的摆吗？
二、探索和研讨
材料准备：尺子、摆、秒表、夹子、记录单
（一）设计方案：
1.怎样制作一个1分钟正好摆动 60 次的摆？
（改变摆绳长度）
2.节约时间，测30秒摆动30次        
（二）制作与测试
1.出示温馨提示：
（1）制作30秒摆动30次的摆。
（2）用最少的次数调试成功。
（3）调试过程中，及时记录数据。
2.学生进行制作与测试，教师指导巡视。
3.交流汇报
4.你能让自己小组的摆1分钟内精确、稳定地摆60次吗？
   试一试，进行进一步的调试
5.学生进行进一步调试，教师指导巡视。
6.交流汇报及评价
三、小结研讨
1.1分钟摆动60次的摆，它的摆绳长短有什么特点？
2.设计一个1分钟摆动30次的摆。（机动）

这个发现要老师引导了

回复 2楼周王庙师的帖子

j教学设计环环相扣，层层递进，符合学生的认知发展规律

根据数据得出的结论不符，老师的引导很关键！

图片中的这套器材计时还挺准的。

浓厚的教研氛围，成长的多层次平台。组织活动不容易，但活动的组织给老师们的成长带来很多的帮助。最终为学生的成长受益。

第一节课开始了

感觉小朋友写我的发现是最难的，每次不知道要写什么

以时间为主题的项目化课堂，如果上课的是同一个班的孩子，可以对孩子进行前测和后测，也是一件有趣的事情。

感谢分享，又是学习的好机会

线下培训的效果肯定比线上更加直观。

感谢分享资料！学习了！

《用水计量时间》任务单（一）的记录表，可以尝试一下图示记录表，即记录表中呈现容器图片，四个50毫升划刻度添（   ），（    ）内记录时间，两段间隔内填差值，由上而下四个50毫升的时间逐步增加，指向流速。

这个安排就是以时间的测量为主线来安排的，计时工具的改进过程。

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摆的研究 教材简析： 本课是探索精确计时工具的前两课。学生经历调试过程，选择一种调试方法，分别研究摆的快慢与摆锤质量、摆绳长短、摆幅大小关系，最终得出摆动的快慢与摆绳长短有关，摆绳短，摆动快，摆绳长，摆动慢，而与摆锤质量、摆幅大小无关，在摆幅调试过程中，发现摆的等时性。本课学习也为下一课《制作钟摆》奠定了认知基础。 学情分析： 前几节课中，学生已观察并制作过类似水钟这样的简易计时装置，这节课将对钟 周王庙师 发表于 2022/12/1 9:13:31

挑战10秒摆动12次，学生探究更有兴趣