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
一、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。

二、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。

三、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。

四、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。