小学科学大象版 (2017)四年级下册4 改进小水钟获奖教学设计

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1同学们好！今天我们一起来学习《改进小水钟》。

2.上节课，同学们都制作了自己的简易水钟，它们都是由一个漏水壶和一个受水壶组成的。通过测试水流的速度，我们发现这样的简易水壶不具有等时性，不能用来计量时间。

3.通过观察古代的水钟，我们发现它的漏水壶边上有一个分水孔，多余的水会从分水孔流出。同时还有一个注水口，保证水是源源不断的注入漏水壶的，这样就解决了水位高低不变化和计时持久的问题了。并且布置了课后的任务，请同学们在课后改进你的水钟，让它能够水流速度均匀、计时准确。下面我们就来一起看看同学们

改进后的水钟吧。

4.你发现了吗？这3位同学都进行了类似的改进，我们以一位同学的作品为例来仔细看看他是如何改进的。

5.第一幅图是这位同学上节课的水钟，课下改进后就是第二幅图中的样子了，我们发现他给自己的滴水壶上安装了分水孔，还在滴水壶上再加了另一个滴水壶作为注水补充。这个改进后的水钟能达到水流速度均匀，具有等时性吗？我们来测试一下吧。

6.从计时器上能够清楚的看到，每50毫升水的流动时间几乎是相等的。这就说明这位同学他改进的水钟很好的控制了水流的速度，达到了等时的要求。那你自己的水钟达到要求了吗？这节课，我们要挑战一个更难的任务，我相信你一定也能做得非常好。

7.你能挑战一下，制作一个计时10 分钟的水钟吗？

8.不要着急，首先我们来分析一下这个任务，请你思考：1.水钟工作的原理是什么？2.你的水钟流出200毫升水用时多久？3.怎样控制水钟漏水的速度？4.如何用刻度准确记录10分钟？

9.有同学马上就能说出，我们制作水钟的工作原理是：需要控制水位高低相同，以保证水流速度是均匀的，具有等时性。他想的特别好，你想到了吗？

10.刚才我们一起欣赏了3位同学的水钟，他们流出200ml水用的时间分别是6分12秒，6分和4分44秒，再结合你的水钟所需要的时间，你能不能想一想怎样控制水钟漏水的速度呢？有同学马上想到了，快来听听她是怎么想的。

    11.（我觉得漏水壶瓶盖上的孔可以控制水钟漏水的速度，如果孔大的瓶盖漏水就快，孔小的瓶盖漏水就会慢一些。我现在的水钟流下200毫升的水只用了6分钟，所以我打算重新换一个瓶盖，把漏水孔变小一点，让水流的慢一点，再去算一下如果要流10 分钟，需要流出多少水。这样做也许就可以让我的水钟能够完成计时10分钟的任务了。）

12.（我根据上节课的观察，发现降低水位也可以把流速变慢。我的水钟现在水的流速很快，我打算把分水孔降低一下，让水流的慢一点，然后再去算一下如果要流10 分钟，需要流出多少水。）这两位同学说的都挺好，看来我们可以通过改变漏水孔的大小和改变水位的高低来控制水钟漏水的速度。你也可以思考一下你的水钟适合哪种方法？你还有没有别的好办法呢？

13.水钟改进完以后我们还要想一想，如何用刻度准确记录10分钟呢？怎样通过漏水刻度就能看到10分钟到了。这里有两种划分形式。方案一：我们以自己水钟一分钟的流水量作为一个单位，在受水壶上，从下向上不断累加进行标记，直到标画出10个格子，就是十分钟的标记了。第二种，可以测一下十分钟的总水量是多少，再将总水量平均分成10份，每份就是1分钟了。

14.通过上面对任务的分析，你是否已经想好了自己水钟的改进方案，请你把先把方案记录下来，我们可以使用画图的方式呈现你的想法，为了更好地体现你的设计意图，在重点内容旁边可以使用文字进行标注。我们可以先看一下大家的改进图示。

15.这位同学就是对漏水孔进行改进的。

16.这位同学是想把分水孔降低以把水位调低。下面和你一起分享一下我的调试过程吧！

17大家看，我第一次把分水孔降低，测试了5分钟，发现受水壶的水量已经超过一半了，这样测十分钟漏下来的水就会超过我的受水壶流出来的。所以我又降低了分水孔，又测了5分钟，通过这个水量看基本满足十分钟的盛水需求。然后我就进行了刻度的划分。大家看我的测试过程。

18.这是我调试后的水钟，基本达成了计时10分钟的要求，完成了挑战任务。你们完成了吗？有位同学特别想展示一下自己的水钟，我们就来一起看看，观察一下他的水钟达成了任务的要求了吗？

19.先为这位同学鼓鼓掌吧！他出色的完成了挑战任务。还有些同学分享了他自己调试过程中遇到的小问题，看看你有和他们一样的问题吗？

20.（我开始认为把漏水孔扎小一点，这样我就能用比较少的水做好我的水钟了，结果做完后我发现受水壶里面的水位上升的特别慢，水钟的刻度太密集了，不方便计时，容易看错时间，所以我又把孔扎大了一些。）是的，不仅仅是孔小容易出现刻度密集的问题，如果你的漏水孔过大还会出现滴漏的水容易很快到瓶盖的问题呢。所以我们在调试改进水钟的时候要全面考虑问题，这样才能更好的达成任务的需求。

21（我在改进的过程中发现我的受水壶底部是不平整的，它的底部有凸起的一部分位置，所以为了更加精准，我在调试的过程中提升了刻度的起始位置。这样就能让我的水钟更加准确了。）这位同学就是要改变初始水位。通过这两位同学的经验分享，我们会发现其实制作水钟这个任务真的不简单呢！需要反复的测试和计算，不断地做出来，再改进，老师也是经过了几次调试呢。学习了这么多同学的宝贵经验，现在你的水钟做好了吗？

影响水钟计时准确的因素有哪些？

第一、如果容器的形状不规则容易造成刻度的标识错误；

第二，因为开始时容器里装了比较多的水，水的重量产生的压力比较大，开始滴漏速度会快一些。随着容器中的水位逐步下降，水的压力也越来越小，影响滴水的速度。

思考：如果改进后的水钟计时还是不够准确要怎么办呢？

P42：根据教材重新改进制作。（步骤见课件)

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通过展示图例，不仅为学生的学习提供知识的储备，而且还能激发学生探究科学的兴趣。

让学生学会设计水钟方案

能用剪刀、塑料瓶等简单工具和材料改进一个简易的水钟。

课堂小结

同学们，通过今天的学习，我们改进了自己的水钟，让它更加精准。你是否发现了，虽然我们明白了科学原理，但是当把原理转变成科技成果的时候也不是一蹴而就的，需要反复调试、修改，才能不断完善。科学家的工作过程也是这样的。

总结课堂