制作一个一分钟计时器

计时器（教学实录）

---------设计并制造研究工具

课程背景与目标

STEM是一个新的概念，而且是一个快速发展的概念，它是一个偏重于理工类的领域，强调多学科的交叉融合。STEM科学教学以思维型探究为中心，对学生科学思维、解决问题能力有极大的提升。

这个学习主题让学生在“创造”（制作）计时工具的实践过程中，从而加深对科学的理解，加深对科学与技术关系的理解。同时把孩子的思维将由形象思维向抽象思维发展，在思维发展过程中，我们要从现象和事实出发，帮助学生进行概括总结，得出结论，发展学生的科学探究能力。对情感、态度、价值观的培养，应该基于对证据意识的培养上，使学生能够不断的寻找证据来支持自己的假设，通过理性的思考和大胆的质疑，来发展学生的情感态度价值观。

教学目标

科学概念：

计时器是利用特定的原理来测量时间的装置。

过程与方法：

1、掌握各种计时器的工作原理。

2、制作计时器。

情感、态度、价值观：

体会探究计时的乐趣；感受科学与工程、技术的结合带给人类的进步；珍惜时间的美好情操。

教学重、难点：

设计并制作计时器，并了解各种计时器的工作原理。

课程领域

物理、工程、技术、语文

建议年级

五年级

建议时间

40分钟

教学内容

1、导入

（一）用图片引入现代的计时器。

师：老师带来了一些工具，看看你们认识它们吗？

生：机械秒表、闹钟、机械手表、石英表、电子表。

师：它们都可以？

生：测量时间。

师：所以它们有个共同的名字叫计时器（板书课题：计时器）。说一说你在哪里见过它们？也可以说说在哪种情况使用它们？

生1：在教室的墙壁上。

生2：在比赛时。

... ...

师总结：计时器的用途很广(板书：用途广)

（二）情景带入

师：现在我们穿越时空，来到远古时期，日出而作、日落而息的时代，时间的测量显得尤为重要，那我们今天设计并制造一个计时器。

2、设计计时器

（一）计时器的定义

师：那什么是计时器呢？（PPT出示计时器的定义）

师：计时器是利用特定的原理来测量时间的装置。

（二）出示任务

首先要求学生以小组为单位,设计可以测量时间的工具，最终制作出测量时间的工具——计时器，并陈述简单的使用说明。

（三）材料：塑料瓶、卡纸、细绳、瓦楞纸、剪刀、小刀、卡纸、输液管、秒表、沙子、铁架台、螺丝钉、磁铁、钩码、笔芯、橡皮泥等。

（四）设计。

师：所用的材料有这些，我们可以马上来拿取材料吗？

生：不可以。

师：为什么？

生：因为不知道做什么样子的计时器。

师：好！老师给你们五分钟时间，组内讨论，小组打算用什么材料做什么样的时钟？（教师发放实际方案）

师：在讨论设计前，老师有个温馨提示。（PPT展示）

1、讨论热烈时，轻声交流，以免影响他人。

2、记录员及时将组内讨论结果记录在设计方案上。

3、珍惜时间提高效率。

师：五分钟计时开始。（点击PPT中倒计时器）

时间终止时，请各小组陈述自己的设计方案。（汇报的同时将设计方案展示在多媒体上）

（五）汇报

第一组汇报：我们这组设计的计时器取名为太阳钟计时器。用料简单易取，只需要卡纸、笔芯、橡皮泥。我们是根据太阳下影子变化是由规律而设计。

第二组汇报：我们设计的是泄水型水钟。它是利用水滴的流速较为匀速而设计，所需的材料是铁架台、矿泉水瓶、卡纸、记号笔、烧杯，我们的水钟不受天气影响，可以在室内室外进行计时。

第三组汇报：我们组设计的计时器为沙漏。它是利用沙子流下来的速度较为匀速。所用到的材料是矿泉水瓶、沙子、瓶盖、剪刀。我们的沙漏传统的沙漏有所不同，传统的沙漏计时是固定的，而我们的沙漏，只需要改变瓶塞孔的大小就可以测量不同的时间。

第四组汇报：我们的计时器取名为受水型水钟。我们设计的灵感是从生活中所常见的事物当中获得的，所用到的材料有矿泉水瓶，橡胶塞、输液管当中的滴壶、流速调节器。传统水钟在计时过程中，会因为水位的变化而引起计时的误差，而我们的计时器，因为有了滴壶，水位在计时过程中没有发生改变，并且流速调调节器可以调节水流的速度，大大提高了我们计时器的计时的准确性。

第五组汇报：我们的计时器是垂体摆钟，因为摆在摆动过程中，相同的时间内摆动的次数是相同的。我们利用摆的这一特点设计了垂体摆钟。用垂体的重力提供动力，利用摆的等时性调节操控器倒钩。所用到的材料有铁架台、卡纸、钩码、绳子、螺丝钉、磁铁。

各小组在进行汇报时，教师予以评价，其它小组有问题或建议时可以畅所欲言，待各小组讲述完后，拿取实验材料。

3、制作计时器

师：各小组各抒己见，都认为自己的设计好，到底哪个小组设计的好呢，还要等到我们制作完再下结论。接下来，就进入我们制作计时器环节。我看同学们跃跃欲试了，先别急，在制作过程中，我们应该注意些什么呢？请看制作要求：（PPT展示）

1、注意安全，同时按需取材，注意节约。

2、作品要能计时，有美感。

3、作品完成后整理好实验器材，并将作品放在展示桌上。

师：明白了吗？好，下面开始制作计时器，该环节为十分钟，计时开始（点击PPT倒计时器）。

时间终止时，各小组将作品放到展示桌上。

4、作品展示及评价

（一）评价量规（PPT展示）

师：为了评价同学们的设计，制定评价量规。通过三个方面进行评分。

1、美感（设计感）

各小组都有一次投票的权力，可以把票投给有美感或有设计感的作品。

2、计时性。（有三种得分情况）

三分：计时准确；二分：计时较为准确；一分：计时效果有待加强。

3、小组表现（教师根据纪律、分工合作等情况进行机动评分）

（二）评价

1、师：五组的作品已经展示在展示台上，请同学们根据上环节的设计以及作品的美感进行第一轮投票。给每个小组30秒的时间进行组内讨论，将你们手中神圣的一票粘贴到评价表上。

2、师：评价计时器，最关键的还是看计时器的计时效果怎么样？那么，请各小组安排一位成员上来测量其它小组计时器计时效果是否准确，按照评价量规进行评分。

评分后，将每个小组的得分票数粘贴在评分表上。

3、师：接下来我们看一看各小组得分情况。

师生算出各小组的总分

（三）收获及反思

1、师：请分数高的小组说说自己的获奖感言或分享自己的经验。

生1：小组一定要懂得分工合作，每个人都要参与其中。讨论设计时，我们组的每个成员都把自己的想法说出来，组内的成员进行讨论，最终确定方案。

生2：我们一定要懂得去善于发现生活，从生活当中获得灵感。

2、师：谢谢我们同学的分享，现在请分数低的小组谈谈自己的经验教训，其他组的同学有什么安慰的话，或者建议？

生1：我们这一组的计时效果需要大大改善，我们的设计方案是非常棒的，可是运用到实际过程中，会遇到技术、工程方面的问题，这需要我们今后通过不断的学习，对技术进行不断地完善，再对我们的作品进行完善。

生2：我对垂体摆钟是非常感兴趣的，虽然在计时过程中，计时性没有得到很好的表现，但我相信通过同学们的不断努力、不断的学习，最终会有一个精美的作品出现。加油！

师小结：非常的棒！在科学研究中没有永远的失败者，只有永远的探索者，老师希望你们课后继续研究，改进你们的设计，我相信不久的以后你们会有一件件精美的计时器设计出来，你们有信心吗？

五、结束语

师：最后，老师引入庄子《知北游》的一句话送给大家，人生天地间，若白驹之过隙，忽然而已。时间转瞬即逝，希望大家能珍惜时间、把握时间、并去爱时间。

板书设计

计时器

（用途广）

水钟（泄水型、受水型）

太阳钟

机械摆钟

沙漏

教学反思

与传统科学活动相比，STEM活动考虑到实验数据的统计，潜移默化的培养学生的科学素养，促进工程、技术问题的解决。学生在整个活动过程中，不仅是制作者，更是设计者。每次制作发生改动，都必须先修改设计图，再来制作。把思考的过程在设计图上体现出来，更好的发展他们他们的技术思维。这样一个反复迭代的过程，让学生亲身经历了科学探究的“复杂”过程，每次迭代都能产生心得火花，促使学生的思维和技术能力不断提升，学生们不但乐于参与这样的活动，且在整个活动中始终保持高度的热情和积极性。

对于教师自身而言，第一次尝试用这种模式进行授课，无疑是一次大的挑战。从教学设计到教具准备再到课堂设计，最终将这堂课完成。但是收获往往会比付出得到的更多，因为一堂课，初步知道了什么是STEM以及STEM教学，知道了科学教学要发挥发挥学生的学习主动性。因为是第一次尝试进行STEM教学模式,各方面有许多不足的地方，但是相信今后的教师生涯中，会对自身进行不断的理论学习以及实践教学，不断的自我成长，为怎样教好学生夯下坚实的基础。

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