自制水钟：小学科学《计量时间》项目化学习案例

请你学习这份方案：自制水钟

——小学科学《计量时间》项目化学习案例

一、项目简介

在五年级上册第三单元第三课《我们的水钟》教学中发现：课堂实践中，学生能粗略地制作水钟，但计时效果和计时精准情况不理想。因此本项目将目光重新聚焦到'水钟'，根据课堂实践中存在的问题，以学生制作的初代（不完善）水钟为基础，设计制作一款富有创意、计时精准的短时计时工具。项目设6课时，涉及科学、数学、美术等，涉及年级段为五年级。

二、驱动性问题

课堂上，设计的水钟计时不准确，同学们的水钟类型、结构均比较单一，如何设计并优化水钟呢？如何使水钟计时更精准、更有创意呢？

三、学习目标

概念目标
1. 水钟通过一定装置，能够保持水在一定时间内规律流动，从而能用来计时。
2. 用多种方式改进水钟，使水钟能计时精准。
3. 采用多种创意构思，设计富有特色的水钟。
探究目标
1. 运用画图、文字描述的方法设计制作水钟的方案。
2. 能在实际运用过程中对自己的方案进行改进。
3. 经历思考方案——制定计划——实施方案——检验成果——寻找原因——改进完善的探索过程。
态度目标
1. 在制作水钟的过程中感受到项目制作带来的乐趣。
2. 体会到在项目研究中分工合作与和谐开展探究都是很重要的。
3. 体验到完成一个项目制作需要不断重复实验、在实验中逐步完善。
科学、技术、社会与环境目标 经历一项工程的几个主要过程。

四、项目设计

五、项目实施

入项准备
- 任务一：收集资料，了解人类计时仪器的发展史
- 任务二：认识水钟通过课堂学习，了解古代的水钟，认识水钟的类型。通过研究用水计量时间的实验发现，初始水位高度和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致，保持水位高度不变水流速度不变；水位降低，水流速度变慢。水流的这一特点可以用于计时。
制作水钟
1. 绘制设计图根据上节课讨论分析，明确计时范围、水钟类型、材料准备等后，小组合作绘制设计图纸。
2. 制作水钟各组同学根据设计图纸，制作相应的水钟。
3. 测试水钟
4. 分析存在的问题
5. 根据问题修改设计
6. 改进水钟根据多次修改后的方案，各组重新制作、修改水钟，并记录了测试结果。

六、项目成果

学生经历项目化学习过程，完成作品
学生展示自创作品并解说在解说环节，学生呈现初代、二代作品，以对比的形式进行讲解。各小组分享初次设计时出现的问题以及解决问题时的收获和经验并展示新作品的优点。在讲解结束后，各组进行演示测验。全班观摩，对展示的作品提出疑问或建议。
利用作品结合练习题完成微说题视频

七、项目反思

该项目基于五年级上册《科学》教材，在课堂教学活动的基础上进行大胆的延伸和拓展。

在《计量时间》单元的教学中我们发现，很多同学对水钟的制作浮于表面。他们知道水钟的大致结构、大致制作流程，但真正做出来的水钟却存在各种问题。主要集中在：刻度画法出错、计时不精准、做出的水钟千篇一律等。因此，本项目旨在让学生延伸课堂，转换视角，把自己当做工程师、设计者，真正的进行探索、创造、制作、改进。

制作水钟环节是学生收获的重点之一：从设计图纸到制作再到检测，学生们通常会发现不少问题。为什么会产生这些问题？有些学生习惯独立思考，有些学生则不断追问老师，当他们形成问题产生的可能原因后，普遍能积极投入到新一轮的探究实践中。当然，在这些环节里，通过不断提醒学生及时记录问题和对问题产生原因的猜测来拓宽学生的思维，并为后续的改进打下扎实的基础。

改进环节也不是浮于表面的形式主义。我们发现，不同的小组问题不同，学生通过真切存在的问题进行改进，并通过实验测试以及数据分析来支持改进的效果。从不同小组的作品来看，改进是有效的，有价值的。

对学生而言，这不仅仅是一次项目的结束，更是项目化学习的开端。他们在项目化学习的过程中体会到形成性问题的可贵，也在解决问题中感受到成功的喜悦和自豪感。更多的学生表示，他们愿意接受更高难度的项目化学习，希望能突破自己。

对于教师而言，经历这一项来自于课堂的项目化实践活动，与学生共同推进项目的过程是有意义的。感受学生产生的问题，站在学生角度，经历问题解决过程，使教师对学生的思维理解有了更深层次的把握。摸索着学生的思维触角，为后续的实践活动打下扎实的基础，更有利于教师掌握学情。项目化学习本身对于教师而言有很大的实践、探索空间。通过本次项目学习的开展，教师也将获得不少项目化学习经验、教学经验，将更有把握在教材学习和项目化学习中寻求有效的桥梁，使项目化学习深入日常教学，充分润泽学生。

内容：八、拓展延伸

学生可以设计不同类型的水钟，如倒计时水钟、计时器水钟等。
学生可以了解其他计时仪器的原理和制作方法，如日晷、沙漏等。
学生可以将水钟与其他科学知识结合起来，如水的密度、水的流动力学等。