用水测量时间教材分析

第3课用水测量时间教材分析(一)背景和目标在研究丰表与日暑后，学生会发现太阳光影之所以能够被用来计时，是因为太阳光影是有规律地运动着的。他们开始意识到能够用作计时工具的事物必须是有规律运动着的。可是太阳钟只能白天使用，晚上怎么计时呢?这一课将组织学生去探索如何用流水来计时，研究古人计时用的水钟，以及不同的计时方法。教科书将介绍学生认识两种水钟，一种是泄水型水钟，另一种是受水型水钟。在这一课中，学生将观察滴漏，推测并测量在瓶子中积聚10毫升和50毫升水分别需要的时间。通过本课的学习要使学生初步了解和认识利用滴漏计时的原理。科学概念.在一定的装置里，水能保持以稳定的速度往下流，人类根据这一特点制作水钟用来计时。过程和方法.记录100毫升水缓慢地流完需要多少时间。.根据100毫升水流完需要的时间，推测10,50,300毫升的水流完需要的时间。.初步理解流水为什么能够用来计时，以及存在的问题。情感态度价值观.认识到细心观察的重要性。.发展研究计时工具的兴趣。(二)教学准备1.每人课前搜集各种水钟的资料与图片。2.每个小组一个能容纳300毫升水的塑料瓶子，每个小组一个100毫升量筒，签字笔一支，铁钉一个，一个透明水杯。(三)教科书说明内容共两页，分两个部分。第一部分:古代的水钟古人计时的方法很多，学生通过阅读和交流，可能已经知道古人曾经用水钟来计量时间。在这个环节里，教科书画了三幅水钟的图，说明了两种类型的古代水钟，以帮助学生了解古人是怎样利用流水来计时的。教科书第54页左下图的是古代的“漏壶”。它是一种泄水型水钟，是观测容器内的水漏泄减少情况来计量时间。右边是受水型水钟，是观测容器(底部无孔)内流人水增加情况来计量时间。教科书介绍这两种古代的水钟，主要是帮助学生理解古人是怎样利用流水的滴漏来计时的。可以让学生解释这些水钟是怎样利用滴漏来计时的。这样就可以引出下面环节，使学生对滴漏进行观察和研究。第二部分:滴漏实验教科书首先让学生估计并观察从300毫升水中缓慢流出100毫升水需要多少时间一“把一个透明塑料饮料瓶去掉底部，倒过来盛水，在瓶盖上扎一个小孔，让水可以从小孔中缓慢流出。在瓶子中装300毫升水，观察并记录从瓶中漏出100毫升水需要的时间。”这项活动中的透明塑料饮料瓶，应尽可能选择细长的圆筒形瓶子，瓶盖上扎的小孔以直径2毫米左右为宜，让水成线状细流缓缓流出。而且这个活动希望学生能重复观察23次(注意每次观测都必须在瓶子中装同样多的水一300毫升水)。通过实验学生们会发现，如果孔的大小不改变，同样流完100毫升水所需的时间是相同的(约1分钟左右)。紧接着第二个活动是用同样的瓶子装水，观察从300毫升水中，漏出10毫升、50毫升水分别需多少时间。这个活动，同样希望重复多次。如果忽略观测的各种误差，从300毫升水中流出10毫升水的时间，大致相当于流完100毫升水的时间的十分之一;流掉50毫升水的时间也差不多是流完100毫升水时间的一半。至此，学生不难发现，利用流水是可以帮助我们“模糊”计时的。当然，事实上水在下流过程中不是匀速的，流掉前50毫升水的时间与流完后50毫升水的时间并不完全等时。这样的现象，对于观察仔细的学生或许也能发现。我们也希望学生能关注到这样的现象，所以，教科书安排了第三个活动一推测并观察流完杯中全部的300毫升水需多少时间。通过观测，很显然流完全部的300毫升水的时间要大大超出仅流掉前100毫升水时间的3倍。而且，用肉眼也能很清楚地观察到，当瓶中的水越来越多时，水流越来越小，最后甚至会断断续续成滴状。杯底孔的大小没有变，水的流速怎么会不断变化的呢?知识面广的同学，可能会说到是由于水位高低(水压)引起的。教师不妨向学生做出这样的解释:由于水位高低的变化，引起了水流速度的变化。水位高时，水流较急，水位越低，水流就越缓，渐渐地从流变成滴，甚至不再往下漏。到此，孩子可能就会提出问题了一水流的速度是在不断地变化的，那用水怎么计时啊?这时，教师可引导学生去关注古人有没有发现这一现象?他们是怎样让水保持固定的速度往下流的?带着这样的问题，孩子们自然会再次关注古代的水钟，他们会找相应的资料去了解古人是如何解决这一问题的。课堂上，也可让孩子们再仔细观察教科书第54页右边的水钟图，分析各构件的作用，理解古人的设计原理(盛水漏斗中的锥体是用来控制流水孔的大小的，盛水漏斗边上的泄水孔是用来保持水位高低的)。通过这次的观察，相信会让孩子们对古人的聪明才智，再一次发出由衷的赞叹。在孩子们赞叹古人用巧妙的方法保持水位不变的同时，教师还要进一步引导他们观察古人制作的水钟里的水不是连成线状往下流的，而是一滴一滴往下滴的。这又是为什么?教科书希望孩子们对古人的这种设计作思考和解释。课堂上，教师不妨让学生做一道计算题:水每分钟流掉100毫升，1小时流掉多少升?一天流掉多少升?如果水钟一天换一次水，这些水需要多大的储水装置……通过这样的计算与思考，想必孩子们是很容易对古人的这种设计做出解释的。这一活动，或许也能引发出新的教学意义一对他们自己平时的不经意没有关紧水龙头的行为做出反思。教科书中的第二项活动一“要是水一滴滴往下漏会怎样?”正是在前面思考的基础上，进行的实践操作活动。通过这项活动，让学生验证了同样多的水，由于流速不一样，它所能计量的时间是不一样的，从节约资源的角度，以及使用方便的角度考虑，都应选择用“滴漏”的方法来计量时间。另外，用滴漏的方法，也能尽可能地减水因水位变化而对水下漏速度的影响。在上述思考和实践的基础上，我们可以让学生在课外去设计制作一个每分钟滴约60滴水的滴漏，相信孩子们会兴趣盎然、跃跃欲试。这项活动可为下一节课制作一个水钟做好准备。(四)教学建议1.要突出重点探究活动。在进行本课的教学中，教师要把握好“古代水钟”和“滴漏实验”两个活动主次。教科书第一个活动是通过让学生认识古人的水钟，从而促进他们理解流水能作为计时工具的原理，同时也促进学生对计时器发展史的认识。这部分一个重要的意义就是为第二部分的研究做好铺垫，是探究滴漏实验的引子。在教学中，教师要把大部分时间分配给“滴漏实验”这个活动，给学生充分的观察、记录、研讨时间。2.滴漏实验中流水速度的控制。研究“滴漏100毫升水需要多少时间”的活动中，教师要注意流水的速度控制。学生在瓶盖上打的洞如果比较小，漏完100毫升水需要较长的时间。教师要指导学生先打一小孔，再逐步扩大，不要一下就打很大的孔。打孔对于学生来说还是有一定困难的，教师要具体说明打孔的方法，以免占用过多的时间影响学生的观察与记录。教师也可以在课前把孔打好。3.滴漏实验。教科书中设计的“滴漏实验”是有深刻内涵的。教科书让学生开展的两次滴漏实验中，滴漏100毫升的实验是泄水型的，而观察向量筒中滴人10毫升水与50毫升水是受水型的。这个活动的滴漏原理与教科书的第一部分介绍古代的几种水钟，及后面一课“我的水钟”都是相同的。通过这一探究活动，学生在制作水钟的过程中，就可能会设计出不同类型的水钟。