1、3.2.3.2.用水计量时间用水计量时间 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 水钟在人类计时发展史上大约经历了 3000 年的历程。它的出现与发展是为了一个 更现实的需要，即怎样能够在多云的日子、阴雨天和夜晚计量时间。学生在了解用太阳 计时和研究燃香钟后，也会发现它们的一些不足和局限。这让学生自然地想到，需要找 寻更好的方法来计时。同时，通过前一课“燃香钟”的探究，学生也已初步认识到，燃 香能够被用作计时工具，是因为在一定的情况下(如燃香粗细均匀，周围没有风吹等干 扰因素等)燃香的长度变化是比较均匀的。他们或许能从中得到启发，可以通过找寻自 然界有规律运动的物体或事件来帮助记录时间推
2、移的轨迹。所以，从这课开始，学生要 在教师指导下，观察流水、单摆等的运动，探究影响其运动速度的因素。通过控制和改 变影响这些事件运动变化速度的因素，设计并制作成可用于计时的装置。 科学概念目标科学概念目标 初始水位高度和孔径不变，流出相同水量所需的时间；保持水位高度不变，水流的 速度不变。水流的这一特点可用于计时。 科学探究目标科学探究目标 能通过实验发现影响水流速度变化的主要因素。 能通过观察古人利用流水计时的装置，结合自己的实验探究，理解这些装置计时的 方法。 科学态度目标科学态度目标 理解古人的聪明才智，对古人的智慧创作产生敬佩之情。 在观察和记录实验数据时能始终保持严谨细致的态度。 科
3、学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 了解社会的发展会带动计时工具的进步。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：能容纳 200 毫升水的塑料瓶子、200 毫升量筒(量杯)、记号笔、工字 钉、透明水杯。(可按组准备) 教师准备：课前搜集各种水钟的资料与图片、教学课件。 ( (三三) )教学过程教学过程 一、聚焦 1.通过上节课的学习，我们知道古人为了计时想了很多方法，他们利用太阳的影子、燃 烧线香、燃烧蜡烛等方法计量时间。除了这些方法之外，古人还想到用什么方法来计量 时间呢？ 学生回答：用水。 2.是的，除了以上方法之外，在古代，人们还曾经利用水来计量时间。 3.那么他们
4、是怎样设计这种计时工具的呢？今天这节课我们就来探究这个问题。 4.板书课题：3.2.用水计量时间 二、探索 活动一：观察水流的速度 1.教师引导：大家都知道人往高处走，水往低处流。那么水在向下流动的时候，速度是 怎样的呢？ 2.出示课本 43 页中间的一幅插图，提出要求： 把一个透明塑料饮料瓶去掉瓶底倒过来盛一些水，在瓶盖上扎一个小孔，让水可以从小 孔中缓缓流出。注意仔细观察水流速度是否保持均匀。 3.学生分小组动手进行操作活动，观察水流的速度。 4.教师巡视，了解学生活动情况，并且强调在水流的过程中，切不可用手挤压塑料瓶， 而是要让水自然的流出来，同时要仔细观察水流速度是否保持均匀。 全班交
5、流 5.学生根据活动情况说一说自己观察的结果。 预设：通过仔细观察可以发现水流的速度是保持均匀的。 活动 2：测量水流速度的变化 1.教师引导：既然水流速度是保持均匀的，那么我们来具体测一测，流出 50 毫升的水 需要多长时间？ 2.出示课本 43 页下面的一幅图片，学生仔细观察图片并读一读旁边的文字，初步了解 本次活动所需的材料以及活动的方法和要求。 全班交流 3.活动材料：铁架台、烧杯、量桶、塑料瓶（去掉底部，在瓶盖上扎一个小孔） 、铁圈 （用来固定塑料瓶） 、计时器、自来水等等。 4.活动方法： 按照图中所示，安装好实验装置。 用刚才的瓶子装 200 毫升的水，同样让水从瓶盖的小孔中流出
6、，并用量杯接住从瓶中 流出的水。 用计时器测量量杯里的水集聚到 50 毫升时用了多长时间？记录在实验记录表上。 利用同样的方法测一测积聚到 100 毫升、150 毫升的水分别需要多长时间。 5.出示水流速度记录表，引导学生先预测一下杯子里的水集聚到 50 毫升时需要多长时 间？再预测集聚到 100 毫升、 150 毫升时需要多长时间？然后记录在水流速度记录表中。 6.学生分小组进行活动，安装好实验装置，并且动手测量杯子里的水集聚到 50 毫升时 需要多长时间。 教师巡视，了解学生活动情况，并加以适当的指导。 全班交流 7.各小组汇报自己小组杯子里的水集聚到50毫升时所需要的时间,并且再把自己测
7、量的 实际时间与自己推测的时间比较一下，看一看自己的推测是否准确。 活动说明：因为每一个小组塑料瓶盖子上的小孔扎的大小不一有的大，有的小，因此测 量的时间不一定相同。 8.教师继续引导：杯子中集聚 50 毫升的水，需要这么长的时间，那么集聚 100 毫升、 150 毫升的水，又分别需要多长时间呢？大家可以再次预测一下，并且把自己的预测填 写在水流速度记录表中。 9.学生再预测，并填写在水流速度记录表中。 这一次大家的预测是否准确呢？下面我们仍然通过实践操作来验证一下。 10.学生再次分小组活动，利用相同的方法继续测量，看一看杯子中的水积聚到 100 毫 升、150 毫升分别需要多少时间，并把测
8、量的实际时间记录在水流速度记录表中。 全班交流 11.各小组汇报本小组测得的实际时间。 12.大家比较一下自己三次测得的实际时间，有没有发现什么特点？ 预设： 我们发现杯子中的水集聚到 100 毫升所需的时间差不多是集聚 50 毫升水所需时间的两 倍。 杯子中的水集聚到 150 毫升时，所需的时间是 50 毫升水的大概三倍。 我们发现杯子中的水每增加 50 毫升，需要的时间基本是相同的，换一句话说，杯子中 集聚 50 毫升的水，所需的时间都是基本相同的。这说明水的流动速度是均匀的，不存 在忽快忽慢的现象。 13.教师小结：通过刚才的活动，大家已经发现了水流的速度是均匀的，没有出现忽快 忽慢的现
9、象。每集聚 50 毫升的水所需的时间也是基本相同的。 活动 3：观察古代水钟 1.出示几张古代水钟的图片，引导学生看一看并且初步了解古代水钟的外部特点。激发 学生的探究兴趣。 2.这是古代水钟的外部形态，那么古代水钟的内部结构是怎样的呢？我们也来看一看。 3.出示课本 44 页古代水钟示意图，学生仔细观察了解古代水钟的内部结构。 4.教师根据古代水钟示意图讲解古代水钟的结构，引导学生初步了解古代水钟的内部结 构。 5.探讨古代水钟的工作原理 教师引导： 古代水钟是怎样用来计时的呢？它的工作原理又是怎样的？谁能够根据我们 刚才所学的知识对此做出自己的推测。 学生根据所学知识说一说古代水钟的工作原
10、理，教师加以评价并且做适当的补充，进一 步引导学生了解古代水钟的工作原理。 预设： 水钟的工作原理：等时性原理。等时性原理：找一个空酒瓶子，灌满水以后，倒立过来， 让水流出去。反复做几次，水流完的时间总是一定的；第一次用几秒钟，第二次还是几 秒钟。这就是等时性原理。 6.教师小结：古人为了计量时间真是想出了无数的办法，水钟的发明体现了古人的聪明 才智。我们不得不佩服古人的创造精神。 三、研讨 教师引导：这节课，我们探究了古人是怎样利用水来计量时间的，下面我们来研讨以下 几个问题： 问题 1：水流的速度是均匀的吗？怎样才能让水以均匀的速度往下流？ 预设： 水流的速度是均匀的。 水的流速快慢主要受
11、水钟水压大小的影响，也就是水的多少。以固定的速度往下流就要 做到保证水压的平稳，可以给水钟进水中加一个分水槽，让多余的水流到分水槽内，并 保持一致呈加水状态。也可以给水钟加一个调节水速的开关，例如我们在医院输液时的 那种开关。另外，水钟滴孔要小，水量要相等。 问题 2：古代的水钟用水滴有什么好处？人们是怎样控制水以均匀的速度往下滴的？ 预设： 水流具有等时性原理。找一个空酒瓶子，灌满水以后，倒立过来，让水流出去。反复做 几次，水流完的时间总是一定的；第一次用几秒钟，第二次还是几秒钟。因为水的流动 和香的燃烧都是一种运动，时间和运动有密切的关系，只有通过运动才能表现出流逝的 时间。因此，量度时间离不开运动。 人们为了让水以均匀的速度往下滴，水钟的设计非常巧妙：贮水壶上部一侧有个小孔， 多余的水可以从这个小孔溢出，这样就能保持固定的水平面，保持恒定的压力。水从贮 水壶下部的小孔流出，注入受水壶，这个孔非常小，可以使水以均匀的速度往下滴。 四、课堂总结 今天这节课，我们通过学习知道在古代人们曾经利用水来计时。为了计量时间，他们利 用水的等时性原理设计出了水钟。课后，同学们可以查阅资料，了解更多的有关古人用 水计量时间的知识。
