小学科学教科版（2024）六年级上册（2024）2. 用水计量时间教学设计

这是一份小学科学教科版（2024）六年级上册（2024）2. 用水计量时间教学设计，共9页。教案主要包含了教材简析，学情分析，教学目标，教学重难点，教学准备，教学过程，设计意图，疑难解答等内容，欢迎下载使用。
【教材简析】
《用水计量时间》是本单元的第二课时，指向课标学习内容要求12.2：技术与工程改变了人们的生产和生活。本课在单元中起着承前启后的作用。学生在学习了用太阳和燃香钟计时受外界因素影响较大，进而提出用水计量时间的方法研究。学生通过对水流的观察，认识到流水可以用来计量时间，并理解水位高度会影响水流的速度，在此基础上观察古代水钟，了解古人如何做到保持水位高度相同从而控制水流速度不变，从而实现准确计时。这一部分也为第三课时《做个水钟》做好伏笔。
本课内容分为三部分，第一部分是学生通过初步观察瓶中流出的水流速度是否均匀，再进一步测量同一装置中200毫升水流出三次50毫升水，发现水位高低会影响水流速度变化。第二部分是引导学生思考让流水匀速流动的方法。第三部分是学生通过观察古代的水钟，结合自己的实验探究，理解古代水钟计时的原理。
【学情分析】
通过前一课的探究，学生已经了解到用自然事物能够用于计时，也意识到它们存在一定的缺陷，从而产生用水来计时的想法，探究欲望十分强烈。然而，在实际探究过程中，虽然学生知道可以通过水流来计时，但对于水钟计时可能出现的问题，以及水流是否受到其他因素的影响，他们的认知还比较模糊。这需要教师重点引导，让学生通过探索和观察测量，自主发现用水计时所要解决的主要问题。此外，测量水流速度的实验操作对小组合作能力要求较高，这对于六年级的学生来说具有一定的挑战。
【教学目标】
1.通过滴漏实验，知道水位高低会影响水流速度，认识到“同一装置中，控制水位不变，水流速度不变”这一特点可用于计时。
2.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。
3.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并能对滴漏进行改进，使其水流速度均匀不变。
4.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。
【教学重难点】
教学重点：通过滴漏实验发现影响水流速度变化的主要因素。
教学难点：对收集的数据进行整理、分析，思考并改进滴漏装置，并结合自己的实验探究，理解古代水钟计时的原因。
【教学准备】
教师：教学课件、滴漏装置、古代水钟模型
学生：每组提供直筒矿泉水瓶、200毫升量筒、量杯、铁架台、计时器、水量调节器、观察记录单。
【教学过程】
一、聚焦问题，激发兴趣（预设2分钟）
材料准备：教学课件
1.回顾：（出示日晷、圭表、燃香等古代计时工具）上节课我们认识古人曾用日晷、圭表、燃香等工具进行计时，但这些方法都有各自的缺陷。
2.揭示课题：为了克服太阳钟、燃香钟的不足，古人还发明了用水计时的方法。古人是怎样用水来计量时间的呢？这节课我们一起来探究其中的奥秘。（板书课题：用水计量时间）
【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。
探究水流速度的变化（预设33分钟）
材料准备：矿泉水瓶、200毫升量筒、量杯、铁架台、水量调节器、计时器
（一）观察水流的速度（预设3分钟）
1.用水计时的工具叫作水钟。古人是怎样用水来计时的呢？水又为什么能够用来计时呢？（预设学生回答：让水滴漏下来的方法来计时，用水计时是因为水流的速度是均速不变的。）
2.出示滴漏实验装置
提问：水流下来的速度是否稳定不变呢？我们需要有实证，怎样用实验来证明？(预设方案：我们可以准备一个直筒透明塑料瓶，把它的底部去掉，在瓶盖上开一个小孔，倒过来盛水，然后水会从小孔中流下来。我们来仔细观察一下水流，水流的情况到底是怎么样的？）
3.教师和一位学生演示，其他学生观察水流速度是否稳定
4.全班交流研讨：你发现了什么？水流的速度是怎么样的？
小结：刚开始时，水流比较快。当瓶中水量减少后，水流越来越慢。
（二）探究200ml水中流出50ml、100ml、150ml需要的时间（预设15分钟）
1.科学结论是需要数据支撑的。到底水流速度会发生变化吗？我们还需要进一步观察测量，用数据来说话，用更多的证据来证明。
2.提问：怎样观察测量？明确任务：往瓶中倒入200ml水，测量从瓶中流出50ml、100ml、150ml水时需要多少时间。
全班共同讨论操作方法：
①用手堵住小孔，往瓶中倒入200ml水。
②水从小孔中流出时开始计时。
③用量杯接住流水，当量杯内的水积聚到50ml时，暂停计时并用手堵住小孔，记录时间。
④根据流出的50ml水量用时，推测出继续流出100ml、150ml的水分别需要多长时间。
⑤实际测量量杯中的水升到100ml时水流时间、升到150ml时水流时间，并记录。
3.共同讨论注意事项：在实验过程中，你还有什么要提醒大家的吗？
（出示记录单）边实验边做好记录，你会记录吗？
4.小组合作探究：学生以小组为单位实验，教师巡视指导
5.全班汇报交流，教师可引导提问：通过刚才的实验观察，大家有什么发现吗？（预设学生回答：水流的速度会越来越慢）
教师追问：是什么原因导致水流速度越来越慢呢？
小结：因瓶中水位高低不同。水位高时，水流较急；水位越低，水流越缓
（教学建议：此教学活动根据班级情况进行安排，可以用分段测量的方法：先测量第一个50ml用时，再重新计时测量第二个50ml，最后测量第三个50ml用时。如果学生实验能力强，也可以用以上连续测试、连续计时的方法。）
（三）探究让水流的速度保持均匀不变的方法（预设15分钟）
1.过渡：原来用这一个粗糙、原始瓶子做成的水钟还是不够格的，那要做成真正的水钟，我们需要解决什么问题呢？（预设学生回答：需要控制水位保持不变）
追问：那怎么来控制水位，使瓶中的水位不变，水流速度均匀呢？
2.学生自由表述，教师板书设计图
预测学生回答：①把流出的水倒回瓶中，使瓶中的水一直保持200ml不变
②往瓶中不断加水，使瓶中的水一直保持200ml不变
3.出示材料：这是水量调节器。
我们再来试试看，把流出的水再倒回塑料瓶，保持瓶中水位不变，继续测量量杯内的水积聚50ml需要的时间，重复3次实验，看看测量结果会不会相同？
（出示记录单）这是记录单，边实验边做好记录。
4.小组合作探究：学生以小组为单位实验，教师巡视指导
5.全班深化研讨：
汇总分析全班的数据，得出保持水位不变，水流速度基本不变。
（教学建议：教材原方案采用将流出的水倒回塑料瓶的方法，但这一操作可能导致学生对于水钟工作原理的理解不够真实、直观，理解上可能会出现一定的偏差。同时，重复倒水可能引起实际水位的变化，进而影响水流速度，干扰实验结果的准确性。因此，若学生发展比较好，建议教师尝试以下方法：可以一边往瓶中不断加水，使水位一直保持在200ml，分别测量连续流出三个50ml的用时，引导学生观察水流速度是否保持一样。在教学中这种方法有助于学生更顺畅地理解水位与流速的关系，也有利于下节课水钟制作的学习。）
【设计意图】围绕“水钟计时原理”，引导学生经历完整的科学探究过程。首先通过演示实验制造认知冲突，激发探究兴趣。进而引导学生进行定量测量，通过收集和分析“水流时间”的数据，培养其用证据支持观点的科学思维，并自主建构“水位高低影响流速”的核心概念。在此基础上，鼓励学生运用新知解决“如何保持流速均匀”的真实问题。通过尝试“保持水位不变”的实验改进，学生直观理解了水钟设计的核心关键，实现了从科学原理到技术应用的跨越，为后续制作活动奠定基础。
三、观察古代水钟（预设5分钟）
材料准备：水钟图片
1.谈话：在古代，水钟的计时是非常准确的。我们观察一下古代的水钟是怎样的？跟我们制作的又有什么不一样呢？
2.古人设计了四层铜壶滴漏来计时，我们也来模拟古代四层铜壶滴漏计时，看看它是如何准确计时的？（播放视频）
小结：水可用于计时，保持水位高度不变，水流的速度不变，流出相同水量所需的时间一致。
3.如果要完成设计制作合格的水钟，你打算怎么做？下节课我们将继续探究。
【设计意图】通过对比古今水钟，引导学生理解“保持水位不变以维持流速均匀”这一核心原理。播放模拟四层铜壶滴漏视频，展示古人如何通过多级结构精巧应用该原理，将科学知识转化为实用技术。最后以“如何设计合格水钟”的开放式问题收尾，促使学生运用所学知识进行规划，为下节课的制作活动提供明确的知识基础和探究导向，实现从原理理解到实践应用的衔接。
四、板书设计
2.用水计量时间
同一装置 水位高 水位低 水位不变
水流速度 快 慢 均匀

【疑难解答】
1.古代的计时仪器——刻漏是如何计时的？
刻漏是古代的一种计时工具。它由几个铜水壶组成。除了最低的那个，每个
壶的底部都有一个小孔。水从最高的壶里，经过下面的各个壶滴到最低的壶里，滴得又细又均匀。最低的壶里有一个铜人，手里捧着一支能够浮动的木箭，壶里的水多了，木箭就浮起来，根据它上面的刻度，就可以知道时间了。