1、20212021 年秋新年秋新教科版科学五年级上册教案教科版科学五年级上册教案 第第三三单元单元计量时间计量时间 一、一、单元概述单元概述 自具有“时间”概念以来，人们便不断地寻求着准确计量时间的方法。古人经过长 时间的观测和日常生活经验的积累，发现太阳等天体在天空有规律地改变着位置，并且 呈现出周期性的运动。根据太阳东升西落固有的周期性，人们制定了历法并用此描述时 间，这是我们能够追溯到的较早的划分时间的方法。 “天”成了最早的时间单位。那么， 一天内的时间进程又如何把握呢？古人发明了日晷，还研究制作出了沙漏、水钟等计量 时间的装置。随着社会的发展，人们逐渐意识到精确计量时间的必要性和重要性
2、。17 世纪以后，钟表工艺迅猛发展，在时间计量史上具有划时代的意义。根据伽利略发现的 单摆的等时性， 惠更斯制造了历史上第一个摆钟， 使时钟的误差从每天 15 分钟减少到 5 分钟。后来惠更斯又首次造出了第一个依靠发条驱动的机械表，并由此推动了 18 世纪 高精度航海钟的发明，从而解决了困扰人类近两个世纪的经度测定问题，大大推动了航 海事业的发展。 不仅如此， 机械钟的出现还促进了当时整个机械工业的发展， 使以钟表、 罗盘、枪炮、印刷术等为代表的技术革命成为近代科学产生和发展的动力之一。回顾整 个科学发展史，我们可以清楚地看到，计时工具的发展史是与整个人类文明发展史同步 的。 学生在本单元的学
3、习中，要大致了解人类计时工具发展的几个比较典型的阶段：燃 香钟水钟摆钟。学生要学会观察、研究这些不同计时工具的差异性，以及保障计时 准确的科学原理。在此基础上模拟设计和制作水钟、钟摆等计时工具。如同古人一样， 学生通过亲历科学实践活动会发现一些计时方法的局限和不足，于是便会产生改进计时 工具的内在需求。由于燃香钟受外界因素影响较大，因此，计时方法直接进阶到水钟。 水钟可以说是时钟发展史上比较典型的机械计时工具了，但是其准确性和方便性都有待 提高，于是又进阶到摆钟。另外，在研究同一种计时工具时，学生的认知和思维也是在 不断向前推进的，例如研究水钟，一开始发现初始水位高度和孔径不变，流出相同多的
4、水，时间是相等的；继而又发现当水位变化后，水流速度并不是相等的；最后认识到只 有保持水位不变时，水流速度才是相等的。再比如，对于单摆的研究，学生一开始会发 现同一个单摆在摆动起来的时候具有等时性(相同时间内摆动次数相同)，但是不同单摆 的摆动速度却不同。进一步研究发现，摆绳长度会影响单摆摆动的快慢。因此，本单元 是学生理解“科学上的解释、理论和模型都是在特定的时期内与可获得的实证最为吻合 的”这一观点很好的材料。当学生回顾整理整个单元的研究时，可以清晰地认识到：具 有一定周期性运动的事物可用于计时。 本单元学习目标来自课程标准中 5-6 年级的下列相关学习内容。 16.2.1 知道重大的发眀和
5、技术会给人类社会发展带来的深远影响和变化。 18.2.2 将自己简单的创意转化为模型或实物。 18.3.2 简单评估完成一个产品或系统的可行性，预想使用效果。 本单元共有 7 课，它们的编排逻辑如下。 首先提出问题，明确本单元研究的主题，即在时钟发明之前，人们是怎样计时进而 安排生活和劳作的(第 1 课)；再通过对计时发展史上不同阶段燃香钟、水钟、摆钟等典 型的计时工具的制作、 观测及研讨等活动， 探究这些计时工具的特点及计时原理(第 1-6 课)，认识人类计时工具发展进程，体会重大的发明和技术会给人类社会发展带来的深 远影响和变化；在认识并研究古代水钟、摆钟等计时工具的基础上，学生设计、制作
6、自 己的水钟、摆钟等计时工具(第 3、6 课)，他们根据教科书提出的任务结合所学知识， 进行设计，评估完成一个产品的可行性，预测使用效果，然后将自己的创意转化为可以 实际用来计时的工具，并通过测试发现问题，提出进一步改进的设想；最后，教科书引 导学生调查和比较人类计时工具的演变，关注计时和我们生活的关系(第 7 课)。 第 1 课“时间在流逝” ，作为单元起始课，一开始就提出了单元研究主题“在时钟 发明之前，人们是怎样安排生活和劳作的呢？” ，之后通过对日晷等的介绍，简要了解 一些古代计时方法，然后开展“一炷香”时间的研究。这项研究为后续整个单元的研究 提供了基本的研究方法： 观测事物在一段时
7、间内的运动变化(如一段香的燃烧， 100 毫升 水的流动，摆摆动 10 次等)所需的时间是否一致。 第 2 课“用水计量时间” ，学生在认识燃香钟并了解燃香钟受外界因素影响的局限 性的基础上，进而开始关注、研究水钟。通过对水流的观察，对在不同水位高度时流出 相同量的水所需的时间的预测及实测，认识到水位高度会影响水流的速度。在此基础上 观察古代水钟，了解古人如何做到保持水位高度相同从而控制水流速度不变。 第 3 课“我们的水钟” ，学生在对水流特点认识的基础上，开始设计制作自己的水。 可以让水从固定的水位高度流出相同的水量来计时，也可以想办法控制水位高度不变， 让水以均匀的速度流动从而计时。制作
8、完成后还将继续测试，发现问题并加以改进。这 是学生在本单元第一次经历一项简易工程的过程，学生将自己简单的创意转化为实物， 体会完成一项工程的基本过程，进而收获取得进步的成就感。 第 4 课“机械摆钟” ，通过硏究摆钟，进一步提髙计时的精确性。通过对钟摆 1 分 钟内摆动次数的重复观测，以及对自制单摆(严格地说，本单元研究的是“单摆” ，教科 书中简称为“摆” ，本书后面也简称为“摆”)1 分钟内摆动次数的重复观测，学生会发 现，同一个摆在相同时间内的摆动次数相同，即摆具有等时性；摆可以用来计时。在统 计各组自制摆的摆动次数时， 学生发现， 不同摆的摆动速度不同， 由此引发出新的问题： 摆的速度
9、受什么因素影响？ 第 5 课“摆的快慢”，承接上一课，学生讨论并预测哪些因素影响摆的摆动速度， 并通过两组对比实验分别研究摆锤质量、摆绳长度与摆动速度的关系。在此基础上，学 生认识到，摆速快慢与摆锤质量无关，与摆绳长度有关；摆绳越短，摆速越快，反之， 摆速越慢。 第 6 课“制作钟摆”，在前两课的研究基础上，学生将设计制作一个 1 分钟摆 60 次的单摆。这是一项需不断调试、改进以达成预期目标的简易工程。同样，需要经过设 计(尤其是制订如何根据试验结果更有效、 更快捷地改进设计方案的策略)、 制作、 测试、 研讨等环节。学生将简单评估完成这个产品的可行性，预测使用效果，并将自己简单的 创意转化
10、为实物。在此基础上，也可以让学生在课后继续研究，设计一个 1 分钟摆动 30 次或 120 次的摆，让学生简单体会摆的次数跟摆绳长度之间的比例关系。引导学生通过 自己动手摸索出规律：为了让摆的次数变为原来的 2 倍(或 1/2)，绳子的长度需要增长 到约 4 倍(或缩短到约 1/4)。这有利于启迪学生的抽象思维、逻辑思维，以及利用数学 理解物理现象的意识。 第 7 课“计量时间和我们的生活”，学生将回顾本单元探究过的几种计时工具，调 查比较人类计时工具的演变， 归纳并初步发现自然界一些周期性运动的事物可用于计时。 本课引导学生关注计时和我们生活的关系，举例说明精确计时对我们生活的重要性，以 及
11、计时不精确可能导致的严重后果。最后，期望学生将所学用于现实，在实际生活中关 注计时，珍惜时间，准确用时。 二、二、单元教学目标单元教学目标 科学概念目标科学概念目标 燃香、水流在一定情况下匀速变化，单摆具有等时性。这些具有周期性运动特点的 事物可以用来计时。 计时工具准确性的提高主要依靠设计、材料等的改进。 科学探究目标科学探究目标 能观察和记录燃香长度变化的信息。 能辨别和控制实验中的可变因素。 能预测和测试怎样改变一个可变因素从而影响实验结果。 能解释结果并能总结可变因素是如何改变、影响实验结果的。 会用图表等记录、整理、交流信息。 会设计、制作和改进“水钟” “摆钟”等简易计时器。 能通
12、过阅读和研究科学资料来获取更多的信息。 科学态度目标科学态度目标 发展探究时间以及计时工具的兴趣。 意识到重复实验证实结果的重要性。 欣赏前人在测量时间和解释自然现象方面所做的贡献。 初步体验到科学技术与人们生活的密切关系。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 体会社会的需求是计时工具发展的动力。 体会计时技术的发展和应用影响着社会发展。 意识到人们一直在寻求精确的计时方法。随着科学和技术的发展，人们制作的计时 工具越来越精确。 单元词汇单元词汇 日晷：又称“日规” ，是中国古代利用日影变化测定时刻的天文仪器，通常由晷针 和晷盘(带刻度的表座)组成。利用日晷计时的方法是人类在
13、计时领域的重大发明。这项 发明被人类沿用达几千年之久。 水钟：水钟在中国又称“刻漏” “漏壶” 。根据等时性原理，滴水计时有两种方法： 一种是利用特殊容器记录水漏完的时间(泄水型)；另一种是底部不开口的容器，记录它 用多少时间把水装满(受水型)。中国的水钟，最早是泄水型，后来泄水型与受水型同时 并用或两者合一。自公元 85 年左右，浮子上装有漏箭的受水型漏壶逐渐流行，并被广 泛使用。宋代苏颂研制的水运仪象台，是当时世界上最先进的计时仪器。 摆钟：摆钟是一种时钟，发明于 17 世纪中叶，是根据单摆定律制造的。摆钟用摆 锤控制其他机件，使钟走得快慢均匀，一般能报点，并由发条提供能量使其摆动。 钟摆
14、：时钟机件的一部分，是根据单摆原理制成的，常用于调节时钟或其他机械的 运动件。 材料清单(视学生人数和分组情况确定数量)：古人用天体运动计时的图文(或视频) 资料、秒表、香、火柴或打火机、各种水钟的资料与图片、能容纳 300 毫升水的塑料瓶 子、100 毫升量筒、记号笔、工字钉、透明水杯、剪刀、美工刀、塑料瓶、尺子、铁架 台、透明胶带、水钟模型、大摆钟、摆锤(螺帽)、摆绳(棉线)、钩码、 “计时工具发展 史”资料、每课相应的实验记录表。 3.1.3.1.时间在流逝时间在流逝 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 对于学生来说， “时间”是一个非常熟悉的概念事物。几点上课？几点下课？几点
15、 放学？学生每天都在和时间打交道。但是要问“时间”是一种怎样的“东西” ，就不那 么好回答了。时间是什么？没有人问我，我很清楚；但若有人问我，我便茫然不知了。 我们这里谈的是科学意义上的时间。 “人类是怎样逐步发展起各种计时方法和工具的？” “现代钟表发明之前，古人如何计时？”这些问题学生可能有所思考，并有一定的探究 兴趣。作为单元起始课，本课旨在引导学生来关注、研究这些问题，并通过对燃香钟这 一实例的探究、研讨活动，引导学生慢慢进入探索计时工具的状态：产生研究计时方法 的探索渴望，初步掌握研究计时问题的方法，为后面整个单元的学习做好准备。 科学概念目标科学概念目标 古人利用天体的运动规律计时
16、。 在一定的条件下，燃香变短的速度基本是均匀的，可以用来计时。 科学探究目标科学探究目标 能搜集古人计时方法的资料并进行交流。 能观测并记录燃香时间的相关数据。 能就“蜡烛可以计时吗”这一问题结合实验进行讨论，表达自己的观点。 科学态度目标科学态度目标 有关注计时方法的意识和兴趣。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 了解不同的时代有不同的计时工具。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：秒表、香、火柴、记号笔、实验记录表。(可按组准备)。 教师准备： 有关古人用天体(如太阳、 月亮)运动计时的图文或视频资料、 教学课件。 ( (三三) )教学过程教学过程 一、单元导
17、入 1.教师询问：谁能告诉我现在是什么时间？ 学生看一下手表，告诉老师具体的时间，这个时间可以精确到几时几分。 2.教师对学生表示感谢，然后引导：现在我们问几点了，只要看一下钟表就知道了，可 要是我们没有钟表呢。想象一下，如果有一天全世界的钟表一下子全都坏了，世界会变 成什么样子？ 3.大家不要惊慌，钟表是后来才发明的，在很久很久以前，我们人类确实经历了一段没 有钟表的时期。那段时期人们又是怎样来计量时间的？钟表又是如何被人们发明出来 的？从今天开始，我们将带领大家一起走进钟表的世界，去计量我们的时间。 二、聚焦 1.当我们吃饭、睡觉、学习、做游戏的时候，时间一分一秒的悄悄流逝。正如朱自清所
18、说的那样：“洗手的时候，日子从水盆里过去；吃饭的时候，日子从饭碗里过去；默默 时，便从凝然的双眼前过去。” 2.我们现在只要看一眼钟表就知道是几点钟，可是在钟表发明之前，人们又是怎样安排 生活和劳作的呢？ 3.这节课，我们先来学习本单元的第 1 课时间在流逝 4.板书课题：3.1.时间在流逝 三、探索 活动一：我们能根据哪些自然现象去判断时间 1.教师引导：假如世界上没有任何计时工具，我们能根据哪些自然现象去判断时间呢？ 2.出示课本 41 页的太阳图片，引导学生看一看，了解图片的内容。 预设：图片上出示的是太阳升起，到太阳落山的整个过程。 3.出示旁边的一段文字，教师讲解：在远古时代，人类用
19、天上的太阳来计时，日出而作， 日落而息，昼夜交替，太阳自然而然成了人类最早使用的时间单位。 4.学生读一读这段文字，初步了解人类早期利用太阳计时的方法。 活动 2：交流古人利用太阳进行计时的方法和事例 1.教师引导：早期古人只能利用天上的太阳来计时，日出而作，日落而息。随着时代的 发展，人们不再满足于现状，而是利用太阳制造出了一些计时的工具。这些计时的工具 又有哪些呢？ 2.出示课本 41 页下面的两幅图片，学生观察这两幅图片并读一读相关的文字，初步了 解古人利用太阳进行计时的方法和事例。 3.学生说一说自己知道的有关圭表和日晷的知识。 4.教师相机补充一些圭表和太阳日晷的知识。 预设： 圭表
20、，是度量日影长度的一种天文仪器，由“圭”和“表”两个部件组成。圭表和日晷 一样，也是利用日影进行测量的古代天文仪器。所谓高表测影法，通俗的说，就是垂直 于地面立一根杆，通过观察记录它正午时影子的长短变化来确定季节的变化。垂直于地 面的直杆叫“表” ，水平放置于地面上刻有刻度以测量影长的标尺叫“圭” 。 日晷，本义是指太阳的影子。现代的“日晷”指的是人类古代利用日影测得时刻的一种 计时仪器，又称“日规” 。其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻，通常由 晷针（表）和晷面（带刻度的表座）组成。利用日晷计时的方法是人类在天文计时领域 的重大发明，这项发明被人类沿用达几千年之久。 5.出示一些圭
21、表和日晷的图片，引导学生观察图片，进一步了解圭表和日晷，体会古人 的聪明才智。 活动 3：观察研究一炷香的时间 1.教师引导：我们在看古代电视剧的时候总会听到这样的台词：“大概一炷香的时间就 可以了。 ”那么一炷香的时间究竟是多长时间呢？下面我们就来观察研究一炷香的时间。 2.出示课本 42 页上面的一幅图片，学生仔细观察并读一读旁边的文字，了解本次探究 活动所需的材料、要求以及方法。 全班交流 3.所需材料：一根香、插香的盘子、打火机、秒表等等。 4.活动要求以及方法： 取一支香分别在香的 1/4、1/2、3/4 处做标记。 点燃这根香并记录香燃烧到每个标记的时间。 填写燃香时间记录表。 5
22、.出示课本 42 页的燃香时间记录表。 6.教师强调： 香点燃的时候让其自然燃烧，不可加进外力因素。 做好标记，准确记录香燃烧到每个标记的时间。 对记录的数据进行分析，得出自己的结论。 7.学生分小组进行活动，教师巡视，了解学生活动情况。 全班交流 8.指生说一说本小组记录的香燃烧到每个标记的时间。 9.对记录的数据进行分析，从中有没有一些发现？ 预设： 一根香平均分成了 4 部分，每一部分燃烧所花的时间基本相同。 10.教师小结：一炷香燃烧的时间为半个小时。通常情况下一炷香燃烧的时间都是均匀 的，因此在古时候没有钟表的时代里，大多数时候人们都可以用香燃烧的时间长短来大 概计量时间。 11.除
23、了可以用香点燃的时间来记录时间，我们还可以用其他的东西来记录时间吗？蜡 烛可以吗？ 12.学生讨论发表自己的看法，预设： 蜡烛可以用来计时，因为蜡烛燃烧也是均匀的。一只大小、长短、粗细、材料相同的蜡 烛燃烧的时间基本是相同的。 13.教师小结：古人为了计量时间可谓是用尽了办法，从天上的太阳到小小的一根香， 一支蜡烛都是古人计量时间的工具，在这里我们不得不佩服古人的聪明才智。 三、研讨 通过这节课的学习，我们大致了解了在没有钟表的年代里古人计量时间的方法。下面我 们来讨论一下几个问题： 问题 1：古人曾用过哪些方法计时？这些方法为什么能够帮助古人计时？ 方法一，利用太阳计时，日出而作，日落而息。
24、因为太阳每天东升西落，时间变化是有 规律的。 方法二，利用太阳投射在地上的影子制作成日晷来计时。因为太阳投射在地上的影子也 是有规律可循的，因此人们可以利用这一规律制作成可以计量时间的日晷。 方法三，利用燃烧香来计时。因为燃烧相同长短、粗细的香所需的时间基本是相同的， 因此可以用它来计量时间。 问题 2：蜡烛可以用来计时吗？ 可以，因为蜡烛和香一样，燃烧相同长短、粗细、等量的蜡烛所需的时间基本是相同的， 因此可以大致的计量时间。 四、课堂总结 今天这节课，我们大致了解了在没有钟表的时代里，古人是怎样计量时间的。课后，有 兴趣的同学可以查阅相关的资料，进一步了解古人计量时间的方法，体会古人的聪明
25、才 智。 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
26、记录时间推移的轨迹。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
27、态度。 科学、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
28、.那么他们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
29、。 全班交流 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
30、小孔中流出，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
31、再把自己测量的 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
32、间，并把测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
33、 忽慢的现象。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
34、钟的工作原理，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
35、快慢主要受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
36、，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。 3.3.3.3.我们的水我们的水钟钟 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 通过前一课的教学，学生已经认识了两种水钟的构造，在经历了观察水流的速度
37、的 实验和测量水流速度的变化的实验后，学生对水钟作为计时工具的原理有了新的理解， 有了制作水钟的欲望和理论基础。本课，学生要运用已掌握的知识设计一个水钟，用图 画的形式对自己设计的水钟进行描述，并要亲自动手制作一个水钟，还要在实践中检验 自己的水钟是否能准确计时，以及对水钟的设计进行改进。本课，学生将要经历设计方 案一动手制作一测试并改进的工程活动过程，这个过程也是一个促进学生思维发展的过 程。 科学概念目标科学概念目标 水钟通过一定的装置，能够保持水在一定的时间内以稳定的速度往下流，从而能用 来计时。 我们可以控制水流的速度，从而使水钟计时更加准确。 科学探究目标科学探究目标 能运用画图和文
38、字描述的方法设计制作水钟的方案。 能利用剪刀、塑料瓶等简单工具和材料制作一个简易的水钟。 能在实际运用过程中对自己的方案进行改进。 经历思考方案一制订计划一实施方案一检验成果一寻找原因一改进完善的探究过 程。 科学态度目标科学态度目标 在制作水钟的过程中感受到科学制作带来的乐趣。 体会到在科学研究中分工合作与和谐地开展探究都是很重要的。 体验到完成一个科学制作需要不断重复实验，在实验中逐步完善。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 经历一项工程的几个主要过程。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：剪刀、美工刀、塑料瓶、秒表(或者手表)、记号笔、直尺、工字钉、 铁架台
39、和透明胶带。(可按组准备) 教师准备：自制的水钟模型、教学课件。 ( (三三) )教学过程教学过程 一、聚焦 1.教师引导： 通过上一课的学习， 我们了解到古人曾经利用水来计时， 他们发明了水钟。 今天让我们也学着古人的样子，来制作一个我们的计时器。 2.板书课题：3.3.我们的水钟 二、任务 1.出示课本 45 页上面的一幅图片，学生仔细观察，了解这幅图的内容。 2.教师讲解：这是古人制作的一个计时器，在古代，人们曾经用一个底部钻有小孔的碗 放在水中，让碗慢慢下沉来计量时间。 3.提出制作要求：本节课，让我们动手制作一个计时 10 分钟的水钟。 4.指导：要想制作一个计时 10 分钟的水钟，
40、我们要考虑到哪些问题呢？ 预设： 在制作前，需要有一个设计方案。 制作水钟需要哪些材料？ 怎样控制水钟漏水的速度？ 如何划分 10 分钟的时间刻度？ 5.在制作水钟的过程中设计方案是至关重要的，因此我们拿到任务不要急着动手制作， 而是同小组的同学坐下来认真讨论，先拿出设计方案。 三、制作过程 第 1 步：设计方案 1.出示课本 45 页的设计方案范例，学生认真的看一看，初步了解这份设计方案是怎样 设计的。 2.学生分小组进行讨论，并用画图的方法把自己的设计方案表示出来。 3.教师提示：我们的设计方案可以在课本设计方案的基础上加以修改和补充，然后变成 我们自己的设计方案。 全班交流 4.各小组展
41、示本小组的设计方案，其他同学对此作出评价，提出自己的建议。 5.各小组继续完善和优化自己的设计方案。 第 2 步：制作 1.教师引导：设计方案我们已经完善和优化好了，下面让我们来动手制作我们的水钟。 2.制作方法： 根据设计方案准备所需的材料。 按照设计方案加工，组装我们的水钟。 确定制作的流程。 分别标出 1-10 分钟的时间刻度。 3.出示课本 46 页上面制作水钟的步骤图，学生仔细观察，并且动手制作自己的水钟。 4.教师巡视，了解学生水钟制作的情况，并加以适当的指导，同时强调在水钟制作的过 程中，使用剪刀、钻小孔等行为一定要注意安全。 第 3 步：测试 1.经过大家的通力合作，相信每小组
42、的水钟都已经制作好了，下面我们来展示一下大家 制作的水钟。 2.各小组展示本小组制作的水钟。 3.教师引导：每小组的水钟看上去制作的很完美，那么大家制作的水钟计时是否准确 呢？下面我们来测试一下。 4.学生分小组用钟表测试自制的水钟计时是否准确？ 第 4 步：评估与改进 全班交流 1.选 2-3 个小组制作的水钟在全班展示，小组成员首先介绍一下制作的水钟的结构，然 后用钟表测试自制的水钟计时是否准确。 2.其他同学认真观看，并且适当提出自己的意见和改进的建议。 3.各小组根据测试的结果改进本小组的水钟。 4.全班交流，评选出最佳设计奖。 四、研讨 1.我们刚刚利用本单元所学的知识，制作了一个简
43、单的水钟，现在请大家回顾一下我们 的制作过程，想一想我们的水钟计时准确吗？制作简单吗？ 预设： 水钟虽然能够计时，但是因为受到各种因素的影响，计时很难十分精确。 2.除了水可以制作计时工具之外， 我们还可以利用哪些能够流动的物体来制作计时工具 呢？ 出示课本 46 页沙漏的图片，引导学生看一看，并且说一说沙漏能够用来制作计时工具 的原因和原理。 预设： 沙漏能够用来制作计时工具，是因为它具有流动性，它像水一样能够匀速流动并且流下 一定量的沙子所需的时间是基本相同的。 五、课堂总结 今天这节课，我们动手制作了一个简单的水钟计时器，通过制作，我们进一步了解了水 钟的工作原理。课后，有兴趣的同学可以
44、继续查阅资料，进一步了解我国古代劳动人民 计量时间的方法。 3.4.3.4.机械摆钟机械摆钟 ( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标 随着社会的发展，人类对时间的要求也更加精确了，在相当多的时候需要以秒来计 算时间。计时器的发展历史确实是向着寻找更轻便、更准确的设备迈进的。像日晷、水 钟以及后来的沙漏，虽然都经过了不断的改进和提高，但是它们仍然无法满足人们对精 确计时的需求。 1583 年，伽利略有了一个重大的发现，这引出了一个新的计时方法。伽利略观察教 堂中的吊灯在微风中前后摆动，摆动的弧线时长时短，但不管摆幅是多大，吊灯往返的 时间好像是一样的。他意识到摆可以成为一种有规律的计时装置
45、，这引发了由摆动的钟 摆来控制的机械钟表的发展。 在本课，学生从钟摆的摆动开始观察研究，然后自己制作一个简易的摆(制作简单 摆的三样东西是一根绳、 一个绑在绳子一端的重物和一个能把绳子挂起来并让它自由摆 动的支架)，测量它在 1 分钟内的摆动次数。学生在测试自己制作的摆后交流研究结果， 得到初步共识，并为下一课提出了待研究的问题。 科学概念目标科学概念目标 同一个单摆在相同时间内摆动次数相同，这就是摆的等时性。根据这种性质，人们 制成了摆钟，使时间的计量误差更小。 科学探究目标科学探究目标 能较准确地重复观测钟摆及自制摆每分钟的摆动次数。 能根据钟摆的特点动手制作一个单摆。 科学态度目标科学态
46、度目标 准确地测量摆的摆动次数，理解重复实验的意义。 发展研究计时工具的兴趣。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 了解社会的需求是科学技术发展的动力。 ( (二二) )教学准备教学准备 为学生准备：手表(秒表)、摆锤(螺帽或其他重物)、摆绳(棉线)、支架(铁架台或 其他支架)、记录表。(可按组准备) 教师准备：一个大摆钟、教学课件。 ( (三三) )教学过程教学过程 一、聚焦 1.经过上几节课的学习，我们知道在古代人们为了计量时间发明出了日昝、水钟、沙漏 等简易的时钟，这些简易的时钟可以让我们知道大概的时间。 2.但是利用这些仪器计时的时候，时间总是不是太精确。人们总是希望
47、有更精确的钟表 出现。在人们不停的研究、创造中，终于发明出了机械摆钟。 3.出示机械摆钟的图片，引导学生看一看，初步了解机械摆钟的外形特点。 4.关于机械摆钟，大家知道哪些知识呢？ 5.学生说一说自己知道的关于机械摆钟的历史知识。 预设： 15821583 年，意大利物理学家和天文学家伽利略发现了摆的等时性。 1657 年， 荷兰物理学家和天文学家克里斯蒂安.惠更斯利用摆的等时性原理发明了摆钟。 后经不断改进，沿用至今。 6.教师小结：摆钟的出现大大提高了钟表的精确度。那么，摆钟是怎样计时的呢？今天 这节课，我们就来研究摆钟。 7.板书课题：3.4.机械摆钟 二、探索 活动一：观察钟摆运动的特
48、点 1.出示钟摆，引导学生看一看，初步了解钟摆的外形特点。 2.教师引导：这样一个小小的钟摆的出现，大大提高了钟表的精确度，下面请大家观察 钟摆运动的特点。 3.提出要求： 测量钟摆一分钟摆动的次数并记录下来。 重复测量钟摆一分钟摆动的次数并记录下来。 4.出示课本 48 页的“钟摆一分钟摆动次数”记录表。 5.学生分小组进行活动，测量钟摆一分钟摆动的次数，初步了解钟摆运动的特点。 全班交流 6.各小组汇报本小组测量的钟摆一分钟摆动的次数。 预设：钟摆一分钟摆动 60 次。 7.根据测量的结果，想一想钟摆运动的特点。 预设： 钟摆每分钟摆动的次数是一样的，都是 60 次。 钟摆摆动的方向是一致
49、的，都是左右摆动。 钟摆摆动时是匀速摆动，不会忽快忽慢。 8.教师小结：通过刚才的观察我们初步了解了钟摆摆动的特点。下面我们进一步探索钟 摆运动的特点。 活动二：自制一个摆，观察摆运动的特点 1.提出要求：自己动手制作一个摆，并且运用自制的摆观察摆的运动，进一步观察摆运 动的特点。 2.出示课本 48 页下面的这幅图片，引导学生看一看并读一读上面的文字，初步了解自 制一个摆所需的材料以及方法。 全班交流 3.所需材料：一根细绳、一个小重物、铁架台等等。 4.制作方法及活动要求： 拿一根细绳，上端固定在铁架台上，下端挂一个小重物，做成一个简单的摆。 让我们的摆自由摆动，幅度不要太大，测量并记录他
50、一分钟摆动的次数。 重复多次活动，测量并记录我们的摆一分钟摆动的次数。 5.出示课本 49 页“自制摆一分钟摆动次数”记录表。 6.学生分小组进行活动，自己动手制作一个简单的摆，并且利用这个简单的摆观察摆运 动的特点。 全班交流 7.各小组汇报自制摆一分钟摆动次数，并说一说自己测量三次，摆动的次数是否一致？ 摆动的次数是一致的。 8.通过观察钟摆的运动和自制摆的运动，大家能够看出摆运动的特点吗？ 预设： 同样的摆每分钟摆动的次数是一样的， 不同的摆动每分钟摆动的次数是不一样的。 摆在摆动的过程中方向会保持一致，不会变化。 摆在运动的过程中，由于受到空气阻力、重力等等因素的影响，摆动的幅度越来越
