4.3做个水钟 教学设计-2026-2027学年科学六年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦水钟制作及工程通用流程（问题—设计—制作—测试—改进），通过回顾滴漏实验中水流速度特点，衔接前课知识，引出稳水装置制作任务，搭建从原理探究到实践应用的学习支架。 此资料以完整工程实践链为特色，引导学生经历图文结合设计方案、动手制作、测试改进的过程，通过对比两层/三层结构、带孔/不带孔结构等讨论培养科学思维，小组分工合作渗透态度责任，助力学生提升探究实践能力，帮助教师高效落实核心素养，优化教学效果。

《做个水钟》教学设计 【教材简析】 本课是第四单元的第3课，指向课程标准5～6年级学习内容“ 13.2 工程的关键是设计 ”中的第二点“利用示意图、影像、文字或实物等多种方式，阐明自己的创意，初步认识设计方案中各影响因素间的关系 ”和第三点“基于有说服力的论证，认同或质疑某些设计方案，并初步判断其可行性和合理性 ”，以及“ 13.3工程是设计方案物化的结果 ”中的第四点“利用工具制作简单的实物模型，根据实际反馈结果进行改进并展示 ”。 计时是人类利用自然规律解决生活问题的重要体现，水钟是古代重要的计时工具，也是学生将水流计时原理转化为实际制作的重要载体。学生在前两课已经感知自然计时的方法，探究了水流速度的特点，在此基础上引出水钟制作，让学生掌握利用水的流动性设计制作计时工具的方法，理解匀速滴水是水钟精准计时的核心。 本课由四部分组成。在明确任务部分，提出了制作一个用于计时10分钟的水钟的任务及制作要求。在制订方案部分，要求学生运用已掌握的知识设计一个水钟，用图文结合的形式对自己设计的水钟进行描述。在制作与测试部分，学生将动手制作一个水钟，在实践中测试自制的水钟是否准确，并在下一节课中，对设计的水钟进行改进。在这两节课中，学生将要经历“设计方案—动手制作—测试并改进 ”的工程活动过程，这个过程也是一个促进学生思维发展的过程。在交流部分，着重讨论稳水装置的设计与制作，并学习借鉴其他小组的设计。在拓展部分，展示了一种水钟的变形装置——小孔沉水碗计时装置，希望学生能运用学过的知识对此装置进行解释和说明。 【学生分析】 通过前一课的学习，学生观测到“滴漏实验 ”中水流速度的特点，对水钟作为计时工具的原理具备了一定的理论基础，且激发了制作简易水钟的欲望。水钟的设计、制作、分析与改进均指向学生高阶思维的发展，学生可能无法清晰地表达设计的意图，需指导学生通过图文结合的方式阐明创意。在制作的过程中，小组成员可能因参与积极性、性格等原因配合不默契，教师需引导学生发挥各自的 1 学科网（北京）股份有限公司 作用，和谐分工。自制水钟的计时准确性可能无法达到学生的预期效果，需根据实际情况进行多次迭代。 【教学目标】 科学观念目标 1.学生通过完成水钟制作任务，知道一个简单工程的通用流程：问题—设计 —制作—测试—改进。 2.在设计水钟的过程中，能掌握控制水流速度的方法，并合理使用，使水钟计时更加准确。 3. 了解一些制作水钟的创新方法并学会运用其中的一种，明确作品的灵感来源于实践，作品的最终完成也离不开实践。 科学思维目标 1.在设计水钟的过程中，通过口述、图示等方法表达水钟的设计思路，能对水钟的设计方案和实物模型进行初步的科学分析。 2.通过测试，能对测试结果进行反思，找到问题所在。 探究实践目标 1.能运用画图和文字描述的方法设计制作水钟的方案。 2.能利用剪刀、塑料瓶等简单工具和材料制作一个简易水钟。 3.能依据标准对水钟模型进行测试并记录。 4.经历“思考方案—制订计划—实施方案—检验成果 ”的技术与工程过程，初步形成参与技术与工程实践的意识。 态度责任目标 在制作水钟的过程中，学生感受到科学制作带来的乐趣，体会到科学研究中分工与合作的重要性，认识到和谐地开展探究是重要的。 【教学重难点】 重点：设计制作水钟的方案，明确制作流程和制作要点。 难点：通过图文结合的方式呈现水钟设计方案，并根据设计方案进行制作，完成测试。 【教学准备】 学生：粗细不同的塑料瓶、带孔瓶盖（孔径大小不同）、吸管、带铁圈的铁 2 学科网（北京）股份有限公司 架台、剪刀、胶带、纸条、扎孔器、计时器、热熔胶枪等。 教师：教学课件、自制的水钟模型、小组展示板。 【教学过程】 一、回顾思考、聚焦问题 1.上一课我们观测了“滴漏实验 ”中的水流速度。滴漏过程中，水流的速度有什么特点呢？ 2.要想做一个流速均匀的水钟，需要先一起来研究怎么保持水位高度不变。 3. 明确任务：我们需要制作一个稳水装置。揭示课题——做个水钟。 设计意图：引导学生回顾滴漏实验过程中水流的速度特点，并了解古人利用水流计时的方法，明确本课的主要任务。 二、制订方案 1.怎样“稳水 ”，你有什么好方法？ 2. 图文结合，设计方案。请学生在上一课的滴漏装置基础上添加器材，用画图与文字结合的方式设计稳水装置。 3.学生设计方案，教师给予适当的鼓励和指导。 4.学生设计结束后，教师组织研讨。请学生说一说自己的设计方案，初步判断可行性和合理性。 研讨要点： （1）两层结构和三层结构的对比——指向不断补水。 提问：有些小组设计了两层结构，有些小组设计了三层结构，请设计了两层结构的小组来说说你们是如何加水的？三层结构的小组，你们同意直接加水这样的方法吗？为什么？ 小结：上面应该有个储水瓶，可以随时补水。 （2）带孔结构和不带孔结构对比——指向溢水孔。 提问：我们再来看一看，有些小组在滴水的瓶子侧面打了孔，有些小组没有打孔，请使用这两种方法的小组分别说一说你们的想法。 提问：你们觉得哪种方法更稳定呢？ 小结：中间的瓶子有个溢水孔，当补水速度过快时，可以将多余的水排掉，从而使水面高度更稳定。 3 学科网（北京）股份有限公司 （3）瓶盖孔径上下一样、上大下小和上小下大的对比——指向水钟如何运行。 提问：这些三层结构且都有溢水孔的设计，还有其他区别吗？请设计孔径上下一样、上小下大、上大下小的小组分别说一说自己的水钟如何运行，如何保持水位稳定。 小结：两个瓶盖的孔径上大下小能更好地稳定水位。看来很多小组的设计图还需要修改完善，现在给大家两分钟时间修改设计图，修改好的小组可以讨论如何测量水流速度是否均匀。 设计意图：图文绘制设计方案是技术与工程的重要环节。让学生担任工程设计师，用图文结合的方式表达设计，在讨论中培养科学思维。 三、制作 1.教师讲述：接下来，请按照自己的设计图加工并组装水钟，也可以参考教科书插图来确定制作的流程。要做好每分钟水流量的记录，分别标出1～10分钟的时间刻度。 2.学生制作水钟。 设计意图：学生担任工程技术人员，在产品制作过程中，需熟练读取设计方案并精准制作。教师指导学生合理安排制作步骤，使学生之间分工合作、和谐探究。 四、测试 1.提问：你们的水钟计时准确吗？怎么测试？ 2.学生进行测试活动。考虑课堂时长，课堂上仅测试2～3分钟内计时是否准确即可。 设计意图：学生在相同的验收标准下进行测试，了解自身产品的精准性与不足之处，并在观测等待中静心思考。可创设长时课堂，从而给学生更多时间进行测试。 五、交流 1.提问：根据测试结果，你们的水钟计时准确吗？如果不够准确，请说一说为什么，该怎么改进；如果很准确，请向大家分享经验。 设计意图：这个问题起到让学生之间相互学习的作用，为下一课改进水钟做 4 学科网（北京）股份有限公司 铺垫。 2.提问：请总结一下，你们的哪些设计能够使水匀速滴下？ 设计意图：这个问题是设计水钟的关键，只有设计好了稳水装置，才能使水匀速滴下。研讨过程中，引导学生发现只有受水型水钟可以满足这个要求。 六、拓展 教师演示小孔沉水碗计时，或展示相关图片、视频。提问：小孔沉水碗计时装置是怎样设计的？怎样来计时？课后请同学们自制工具亲自体验一下小孔沉水计时的过程，并比较沉水碗计时与我们自制的水钟在原理上的不同。 设计意图：学生掌握了本课的学习内容后，引导学生迁移应用，通过举一反三、发散思维等方式，引导学生发现并体验更多的流水计时工具。 【相关练习】 1.古代水钟能够精准计时的核心原理是（ ）。 A.装水的容器足够大 B.水流能够均匀滴落 C.水的温度保持不变 D.容器材质不透光 答案：B 解析：水钟计时的核心原理是利用均匀的水流计量时间，只有水流能够匀速滴落，受水杯中水位变化速度才会稳定，才能实现精准计时。容器大小、水温、容器透光性均不是水钟精准计时的核心原理。 2.下列不属于水钟主要分类的是（ ）。 A.泄水型水钟 B.受水型水钟 C.沉水型水钟 D.滴水型水钟答案：D 3.制作简易水钟时，要想让水钟计时更准确，最关键的操作是（ ）。 A.将容器摆放平整 B.控制水流速度均匀稳定 C.给容器贴上漂亮的刻度 D.选用透明塑料瓶 答案：B 解析：匀速滴水是水钟精准计时的核心，只有控制水流速度均匀稳定，才能从根本上提升水钟的计时准确性。 4. 同学们自制的水钟计时偏差较大，最不可能的原因是（ ）。 A.水流速度忽快忽慢 B.瓶盖小孔大小不均匀 5 学科网（北京）股份有限公司 C.容器摆放平稳 D.水位高低变化导致水流速度改变 答案：C 5.在制订水钟方案时，以下最佳表达方式是（ ）。 A.纯口头描述 B. 图文结合的方式 C.仅画图无文字 D.纯文字长篇叙述 答案：B 6.（多选）小科上课时想做一个能计时5分钟的水钟，但他发现加满水后1分钟水就漏完了，请你帮他分析一下，原因可能是（ ）。 A.水位高了 B.漏水孔太大 C.容器内水太少 D.容器形状不规则 答案：BC 【板书设计】 【相关表单】 6 学科网（北京）股份有限公司 课堂学习评价单 评价维度 评价内容 能做到的打“√ ” 会设计 能以“ 图+文 ”的方式表达水钟设计方案 会制作 能根据设计方案制作出水钟 会测试 能测试自制的水钟并绘制均匀的刻度条 会表达 能总结水钟成功的设计并分析存在的问题 7 学科网（北京）股份有限公司 $