4.3 做个水钟 （教学设计）- 2026-2027学年科学教科版六年级上册

该小学科学教学设计聚焦水钟的两种类型（泄水型、受水型）及计时原理，通过问题导入明确制作10分钟水钟的任务，检查预习连接上一课“水位恒定”知识，搭建从原理到实践的学习支架。 以工程实践为主线，设计方案、制作测试、交流改进的完整流程培养探究实践能力。稳水装置设计中分析吸管高度与水位关系，体现科学思维的推理论证。小组合作与方案分享强化态度责任，实验法与工程迭代提升学生动手与创新能力，为教师提供可操作的教学范例。

做个水钟 一、基本信息 课题 做个水钟 课型 新授课 课时 1课时 教材 教科版《科学》六年级上册 第四单元计量时间 第3课 年级 六年级 学科 科学 教法 讲授法、演示法、小组讨论法、实验法 教具 铁架台、剪刀、美工刀、塑料瓶（带瓶盖）、工字钉、直尺、胶带、纸条、标记笔、秒表、热熔胶枪及胶棒、吸管、记录单 【教学目标】 1. 知识目标：知道水钟有两种类型，了解水钟计时的基本原理是保持水位恒定使水流均匀。 2. 能力目标：能根据设计方案选择材料制作水钟，能测试并改进自制水钟的计时准确性。 3. 情感态度价值观目标：培养工程设计和动手实践能力，体验从设计到制作再到测试的完整过程。 【教学重难点】 重点：按设计方案制作水钟并进行测试改进。 难点：能设计并制作出使水流均匀的“稳水装置”，使时间刻度均匀。 二、教学过程 环节一 解读目标，检查预习 (2~3分钟) 明确任务：设计并制作一个用于计时10分钟的水钟。要求计时误差不超过10秒，时间刻度要均匀。 问题导入：怎样设计并制作一个用于计时10分钟的水钟？学生自由发言。 检查预习：请学生说说预习中思考的水钟类型和设计方案。 明确任务：本节课将制作水钟。 【预设回答】生1：可以做泄水型的。生2：用两个瓶子接水。 明确本课任务：制作计时10分钟的水钟。 交流制作水钟的初步想法。 生1：可以做泄水型的。生2：用两个瓶子接水。 分享预习中思考的水钟类型和设计方案。 以课本“明确任务”直接聚焦，让学生带着“计时10分钟、误差不超过10秒、刻度均匀”的工程指标进入设计，培养任务意识。 【知识点】本课任务：设计并制作一个用于计时10分钟的水钟，误差不超过10秒，时间刻度要均匀。 环节二 制订方案 (9~10分钟) 提问：我们准备设计制作一个什么类型的水钟？需要怎么做？学生思考。 讲解资料：水钟在我国古代又叫“刻漏”“漏壶”。它的计时方法有两种：一种是利用特殊容器记录把水漏完的时间（叫作泄水型）；另一种是在接水容器上记录它用多少时间把水装满（叫作受水型）。 强调关键：制造水钟的关键是要组装一个能让水匀速滴漏的“稳水装置”。保持水位恒定才能让水流速度均匀。 组织各小组讨论设计方案，用文字或图画表示在记录单上。 组织小组展示设计方案，全班交流。 引导学生关注：如何保持水位恒定？如何标记时间刻度？学生讨论后回答。 【预设回答】生1：在瓶侧面开孔插吸管，让水位保持一定高度。生2：让水滴入透明瓶中，根据接水高度计量时间。 【关键追问】“吸管开孔的高度起到什么作用？”引导理解侧孔（吸管）能泄掉多余的水，维持水位恒定。 【易错点】学生容易只画草图不写材料步骤，强调方案要包含材料、草图和操作步骤。 小结：方案要明确水钟类型、稳水装置和刻度标记方式。 思考要设计制作的水钟类型和做法。 了解泄水型和受水型两种水钟。 讨论并确定本组设计方案：水钟类型、稳水装置、刻度方式。 用文字或图画把设计方案表示出来。 展示方案，交流如何保持水位恒定、如何标记时间刻度。 生：侧面吸管能让水位保持在一定高度，保持滴水速度不变。 先认识两种水钟类型再设计，学生带着“稳水”这一关键问题讨论方案，把上一课“水位恒定”的结论转化为工程设计的核心指标，落实重点的起点。 【知识点】水钟分泄水型（记录把水漏完的时间）和受水型（记录把水装满的时间）；制造水钟的关键是组装能让水匀速滴漏的“稳水装置”。 记录单：水钟设计方案（环节二用，仿课本记录单） 材料 设计草图 操作步骤 铁架台、剪刀、美工刀、塑料瓶（带瓶盖）、工字钉、直尺、胶带、纸条、标记笔、秒表、热熔胶枪及胶棒、吸管 环节三 制作与测试 (13~14分钟) 讲解制作步骤：1.剪开两个塑料瓶；2.用工字钉分别给两个瓶盖打孔；3.在其中一个塑料瓶的侧面用美工刀开孔，插入吸管并用热熔胶固定，防止漏水；4.组装并测试。 强调安全提醒：使用剪刀、扎孔器、热熔胶枪时请注意安全。 组织学生分组按照设计方案加工制作水钟，教师巡视指导。 指导测试：用秒表计时，在贴有纸条的半截塑料瓶身上标出1～10分钟的刻度，然后用胶带贴好防水。 组织学生用钟表测试自制水钟计时是否准确，完成记录单，记录三次测试的时间和误差。 总结：工程制作需要不断测试，好的水钟关键在于保持水位恒定。 【关键追问】“三次测试的误差为什么不同？”引导关注每次实验条件的微小差异。 【易错点】学生容易在标刻度时只标一次就贴防水胶带，强调先测试多次确认刻度准确再做防水。 小结：测试—发现误差—改进，是提高计时准确性的必经过程。 按照设计方案确定制作流程。 分组加工组装水钟：剪开塑料瓶、瓶盖打孔、侧面开孔插吸管并用热熔胶固定、组装。 用秒表计时，在贴有纸条的瓶身上标出1～10分钟的刻度，用胶带贴好防水。 用钟表测试自制水钟计时是否准确。 完成记录单，记录三次测试的时间和误差。 根据误差思考改进方法。 学生亲历“加工组装—标刻度—多次测试—记录误差”的完整工程流程，在动手实践中体会测试与改进对提高计时准确性的作用，落实重点。 【知识点】水钟制作后需多次测试并记录时间和误差，通过测试改进使计时更准确。 记录单：自制水钟计时测试（环节三用，仿课本记录单） 实验次数 测试时间/秒 实际时间/秒 误差/秒 第一次 第二次 第三次 环节四 交流：稳水设计与方案启发 (5~6分钟) 组织交流问题1：我们的哪些设计能够使水匀速滴下？ 【预设回答】①两级滴漏结构：采用上下两层容器相连的结构，上层容器中的水滴入下层容器，依次传递。②侧面的吸管能够让水位保持在一定的高度，保持滴水速度不变。 【关键追问】“吸管的高度和粗细会影响滴水速度吗？”引导深入理解稳水装置的原理。 【易错点】学生容易把“孔大小”当成唯一因素，强调孔径决定流量上限，水位恒定决定速度均匀，两者共同起作用。 组织交流问题2：我们能从其他小组的方案中获得哪些启发？ 【预设回答】多次测量自制水钟能计量的时间，取平均值后再划分刻度，能减少计时误差。 小结：稳水装置是匀速滴下的关键，多组交流能互相借鉴改进方案。 交流本组使水匀速滴下的设计。 生1：两级滴漏结构，上下两层容器相连，上层的水滴入下层，依次传递。 生2：侧面的吸管能让水位保持在一定的高度，保持滴水速度不变。 思考吸管高度和粗细对滴水速度的影响。 交流从其他小组方案获得的启发。 生：多次测量能计量的时间，取平均值后再划分刻度，能减少计时误差。 围绕稳水设计展开组间交流，让学生把工程做法上升为科学原理（水位恒定→流速均匀），并学习用平均值划分刻度减小误差的方法，突破难点。 【知识点】两级滴漏结构和侧面吸管稳水能使水匀速滴下；多次测量取平均值划分刻度可减少误差。 环节五 研讨与交流整合 (3~4分钟) 提问：泄水型水钟和受水型水钟各是怎样计时的？ 【预设回答】泄水型记录把水漏完的时间，受水型在接水容器上记录把水装满的时间。 提问：我们组的水钟属于哪种类型？计时误差是否达到“不超过10秒”的要求？ 【预设回答】学生结合本组测试数据汇报误差情况。 组织学生说说本组水钟还需要怎样改进。 【关键追问】“刻度不均匀说明什么问题？”引导发现滴速不均匀会让刻度疏密不一，必须改进稳水装置。 【易错点】学生容易以为刻度随便画都行，强调刻度必须依据实测时间均匀划分。 小结：类型选择、稳水设计、刻度标定共同决定水钟的计时准确性。 区分泄水型和受水型水钟的计时方式。 汇报本组水钟类型和计时误差数据。 对照“误差不超过10秒”的要求评价本组水钟。 交流本组水钟的改进思路。 生：刻度不均匀说明滴速不均匀，要改进稳水装置。 对照任务指标复盘本组作品，让学生用数据评价设计成效，体会工程设计“满足需求”的迭代本质，呼应课始的明确任务。 【知识点】泄水型记录把水漏完的时间，受水型记录把水装满的时间；刻度均匀依赖滴速均匀。 环节六 拓展：小孔沉水碗 (3~4分钟) 讲解拓展：在碗的底部打一个小孔，将其放入水中，也可以用来计时。 出示小孔沉水碗计时装置图，组织学生观察小孔沉水碗的结构。 提问：思考它是如何设计的，以及这种设计应用了哪些科学知识。 【预设回答】碗沉入水中后，碗内水面与碗外水面始终相平，从小孔进水（或碗内空气被压缩排水）的速度与水位差有关，水位基本不变，所以流速均匀。 【关键追问】“小孔沉水碗的水位为什么不变化？”引导理解沉水后内外水面相平、水位差恒定的道理。 【易错点】学生容易认为碗会一直下沉，强调碗内水位与碗外水面保持相平，水位差基本恒定。 小结：小孔沉水碗也是利用保持水位差稳定来均匀计时的设计。 了解小孔沉水碗计时的方法。 观察小孔沉水碗的结构图。 思考并交流它的设计原理和应用的科学知识。 生：碗内外水面相平，水位差恒定，流速均匀，所以能计时。 小孔沉水碗把“水位稳定→流速均匀”的原理迁移到又一古代计时装置，拓展学生对古人计时智慧的认识，落实拓展。 【知识点】小孔沉水碗利用水位差基本恒定使进水（出水）速度均匀，实现计时。 环节七 归纳总结 (2~3分钟) 结合板书带领学生梳理：水钟有哪两种类型？制作水钟的关键是什么？ 请学生看着板书回答，再指名学生完整说出“稳水装置→保持水位恒定→水流均匀”的链条。 总结：从设计、制作到测试、改进，我们经历了一次完整的工程实践活动。 【易错点】学生容易只记住类型名称，强调类型与计时方式的对应关系。 小结：水钟计时准确的关键是稳水装置保持水位恒定。 看着板书回答水钟的两种类型。 完整复述“稳水装置→保持水位恒定→水流均匀”的链条。 回顾设计—制作—测试—改进的工程过程。 以板书为线索收束全课，让学生用一句话说清水钟计时的核心原理，并回顾完整工程流程，形成知识与方法的双重巩固。 【知识点】水钟类型：泄水型（滴完计时）、受水型（装满计时）；关键：稳水装置→保持水位恒定→水流均匀。 三、板书设计 做个水钟 水钟类型：泄水型（滴完计时）、受水型（装满计时） 关键：稳水装置→保持水位恒定→水流均匀 学科网（北京）股份有限公司 $