【教材简析】
《用水计量时间》是《计量时间》单元的第2课。《计量时间》让学生在观察、研究、制作计时工具的实践过程中,了解人类计时仪器的发展史,感受人类不断深入认识时间的过程,认识到自然界一些事物的周期性可帮助人们计时,并加深对科学、技术与社会关系的理解,亲身体验一项工程的基本过程。第一课《时间在流逝》,让学生了解了人们用太阳计时,用燃香钟计时;本课自然提出“古人还曾用什么来计时”的问题,便顺势引出“用水计量时间”的话题。教科书通过图文展示了实验研究的装置,引导学生从“观察水流的速度”“测量水流速度的变化”两方面来研究水流的速度是否均匀。课本上建议学生将测量从200毫升水中流出50毫升水需要多少时间,并预测、实测流出100毫升、150毫升分别需要多少时间。学生将从实验中获得数据,并通过分析交流把数据转化成证据,指引他们对“水流速度是否均匀”“水是否能计量时间”等核心问题进行思考、研讨,使学生最终认识到“相同水位的容器中流出一定量的水,时间是一定的”“水位不变,水流速度均匀”,从而为下一课设计制作《我们的水钟》奠定科学理论基础。
我的教学设计及反思
设计一
学生观察简易漏斗
提问:水的流速是均匀的吗?
水的流速为什么不均匀?
学生能够回答道,与水位的高低有关,水位越高,流速越快,水位越低,流速越慢,有的学生还回答与孔的大小有关,这个观点可以通过生生交流,老师补充的方式进行否定
探究水位变化与流出相同量的水所需时间的关系
直接提出问题,‘如何判断用水测量时间是否准确?’学生对于这个问题的理解很有难度,他们不知道怎么样回答,我认为提出这个问题后,如果学生不能回答,那么可以做这样的引导,你认为如果在相同的时间内流出相同的水量,这样测量的时间准确吗?
说明的是,我发现很多同学在课堂上不愿意动脑筋,学生自己也承认了,因为语文数学让他们觉得很累,所以我就在想,需要有一些方式来触动学生去动脑筋。
改进设计
引入燃香
1.请学生思考做一个用水测量时间的简单工具,然后课本上古人的设计,思考古人为什么这样子设计,核心要点是让学生发现这样做是为了保持水位不变
2.探索水位变化与水位不变,流出相同量的水所需时间是否相同
这个实验的关键点是滴漏要保持竖直,难点是保证水位不变,需要两个一模一样的滴露,但是实验材料不够,所以,需要进一步去改进
3.讨论古人为什么要这样设计?
总之,这一课对教师来说,最大的难点是如何表述问题。
教师要知道的
问题1:水流的速度是均匀的吗?怎样才能让水以均匀的速度往下流?
水流的速度是均匀的。
水的流速快慢主要受水钟水压大小的影响,也就是水的多少。以固定的速度往下流就要做到保证水压的平稳,可以给水钟进水中加一个分水槽,让多余的水流到分水槽内,并保持一致呈加水状态。也可以给水钟加一个调节水速的开关,例如我们在医院输液时的那种开关。另外,水钟滴孔要小,水量要相等。
问题2:古代的水钟用水滴有什么好处?人们是怎样控制水以均匀的速度往下滴的?
水流具有等时性原理。找一个空酒瓶子,灌满水以后,倒立过来,让水流出去。反复做几次,水流完的时间总是一定的;第一次用几秒钟,第二次还是几秒钟。因为水的流动和香的燃烧都是一种运动,时间和运动有密切的关系,只有通过运动才能表现出流逝的时间。因此,量度时间离不开运动。
人们为了让水以均匀的速度往下滴,水钟的设计非常巧妙:贮水壶上部一侧有个小孔,多余的水可以从这个小孔溢出,这样就能保持固定的水平面,保持恒定的压力。水从贮水壶下部的小孔流出,注入受水壶,这个孔非常小,可以使水以均匀的速度往下滴。