2021年新教科版科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)3.2用水計(jì)量時(shí)間

3.2.用水計(jì)量時(shí)間

（一）背景和教學(xué)目標(biāo)

水鐘在人類計(jì)時(shí)發(fā)展史上大約經(jīng)歷了3000年的歷程。它的出現(xiàn)與發(fā)展是為了一個(gè)

更現(xiàn)實(shí)的需要，即怎樣能夠在多云的日子、陰雨天和夜晚計(jì)量時(shí)間。學(xué)生在了解用太陽(yáng)

計(jì)時(shí)和研究燃香鐘后，也會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的一些不足和局限。這讓學(xué)生自然地想到，需要找

尋更好的方法來(lái)計(jì)時(shí)。同時(shí)，通過前一課“燃香鐘”的探究，學(xué)生也已初步認(rèn)識(shí)到，燃

香能夠被用作計(jì)時(shí)工具，是因?yàn)樵谝欢ǖ那闆r下（如燃香粗細(xì)均勻，周圍沒有風(fēng)吹等干

擾因素等）燃香的長(zhǎng)度變化是比較均勻的。他們或許能從中得到啟發(fā)，可以通過找尋自

然界有規(guī)律運(yùn)動(dòng)的物體或事件來(lái)幫助記錄時(shí)間推移的軌跡。所以，從這課開始，學(xué)生要

在教師指導(dǎo)下，觀察流水、單擺等的運(yùn)動(dòng)，探究影響其運(yùn)動(dòng)速度的因素。通過控制和改

變影響這些事件運(yùn)動(dòng)變化速度的因素，設(shè)計(jì)并制作成可用于計(jì)時(shí)的裝置。

科學(xué)概念目標(biāo)

初始水位高度和孔徑不變，流出相同水量所需的時(shí)間；保持水位高度不變，水流的

速度不變。水流的這一特點(diǎn)可用于計(jì)時(shí)。

科學(xué)探究目標(biāo)

能通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)影響水流速度變化的主要因素。

能通過觀察古人利用流水計(jì)時(shí)的裝置，結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)探究，理解這些裝置計(jì)時(shí)的

方法。

科學(xué)態(tài)度目標(biāo)

理解古人的聰明才智，對(duì)古人的智慧創(chuàng)作產(chǎn)生敬佩之情。

在觀察和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)能始終保持嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的態(tài)度。

科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)

了解社會(huì)的發(fā)展會(huì)帶動(dòng)計(jì)時(shí)工具的進(jìn)步。

（二）教學(xué)準(zhǔn)備

為學(xué)生準(zhǔn)備：能容納200毫升水的塑料瓶子、200毫升量筒（量杯）、記號(hào)筆、工字

釘、透明水杯。（可按組準(zhǔn)備）

教師準(zhǔn)備：課前搜集各種水鐘的資料與圖片、教學(xué)課件。

（三）教學(xué)過程

一、聚焦

1.通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道古人為了計(jì)時(shí)想了很多方法，他們利用太陽(yáng)的影子、燃

燒線香、燃燒蠟燭等方法計(jì)量時(shí)間。除了這些方法之外，古人還想到用什么方法來(lái)計(jì)量

時(shí)間呢？

學(xué)生回答：用水。

2.是的，除了以上方法之外，在古代，人們還曾經(jīng)利用水來(lái)計(jì)量時(shí)間。

3.那么他們是怎樣設(shè)計(jì)這種計(jì)時(shí)工具的呢？今天這節(jié)課我們就來(lái)探究這個(gè)問題。

4.板書課題：3.2.用水計(jì)量時(shí)間

二、探索

活動(dòng)一：觀察水流的速度

1.教師引導(dǎo)：大家都知道人往高處走，水往低處流。那么水在向下流動(dòng)的時(shí)候，速度是

怎樣的呢？

2.出示課本43頁(yè)中間的一幅插圖，提出要求：

把一個(gè)透明塑料飲料瓶去掉瓶底倒過來(lái)盛一些水，在瓶蓋上扎一個(gè)小孔，讓水可以從小

孔中緩緩流出。注意仔細(xì)觀察水流速度是否保持均勻。

3.學(xué)生分小組動(dòng)手進(jìn)行操作活動(dòng)，觀察水流的速度。

4.教師巡視，了解學(xué)生活動(dòng)情況，并且強(qiáng)調(diào)在水流的過程中，切不可用手?jǐn)D壓塑料瓶,

而是要讓水自然的流出來(lái)，同時(shí)要仔細(xì)觀察水流速度是否保持均勻。

全班交流

5.學(xué)生根據(jù)活動(dòng)情況說(shuō)一說(shuō)自己觀察的結(jié)果。

預(yù)設(shè)：通過仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)水流的速度是保持均勻的。

活動(dòng)2：測(cè)量水流速度的變化

1.教師引導(dǎo)：既然水流速度是保持均勻的，那么我們來(lái)具體測(cè)一測(cè)，流出50毫升的水

需要多長(zhǎng)時(shí)間？

2.出示課本43頁(yè)下面的一幅圖片，學(xué)生仔細(xì)觀察圖片并讀一讀旁邊的文字，初步了解

本次活動(dòng)所需的材料以及活動(dòng)的方法和要求。

全班交流

3.活動(dòng)材料：鐵架臺(tái)、燒杯、量桶、塑料瓶（去掉底部，在瓶蓋上扎一個(gè)小孔）、鐵圈

（用來(lái)固定塑料瓶）、計(jì)時(shí)器、自來(lái)水等等。

4.活動(dòng)方.法：

①按照?qǐng)D中所示，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置。

②用剛才的瓶子裝200毫升的水，同樣讓水從瓶蓋的小孔中流出，并用量杯接住從瓶中

流出的水。

③用計(jì)時(shí)器測(cè)量量杯里的水集聚到50毫升時(shí)用了多長(zhǎng)時(shí)間？記錄在實(shí)驗(yàn)記錄表上。

④利用同樣的方法測(cè)一測(cè)積聚到100毫升、150毫升的水分別需要多長(zhǎng)時(shí)間。

5.出示水流速度記錄表，引導(dǎo)學(xué)生先預(yù)測(cè)一下杯子里的水集聚到50毫升時(shí)需要多長(zhǎng)時(shí)

間？再預(yù)測(cè)集聚到100毫升、150毫升時(shí)需要多長(zhǎng)時(shí)間？然后記錄在水流速度記錄表中。

6.學(xué)生分小組進(jìn)行活動(dòng)，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，并且動(dòng)手測(cè)量杯子里的水集聚到50毫升時(shí)

需要多長(zhǎng)時(shí)間。

教師巡視，了解學(xué)生活動(dòng)情況，并加以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

全班交流

7.各小組匯報(bào)自己小組杯子里的水集聚到50毫升時(shí)所需要的時(shí)間，并且再把自己測(cè)量的

實(shí)際時(shí)間與自己推測(cè)的時(shí)間比較一下，看一看自己的推測(cè)是否準(zhǔn)確。

活動(dòng)說(shuō)明：因?yàn)槊恳粋€(gè)小組塑料瓶蓋子上的小孔扎的大小不一有的大，有的小，因此測(cè)

量的時(shí)間不一定相同。

8.教師繼續(xù)引導(dǎo)：杯子中集聚50毫升的水，需要這么長(zhǎng)的時(shí)間，那么集聚100毫升、

150毫升的水，又分別需要多長(zhǎng)時(shí)間呢？大家可以再次預(yù)測(cè)一下，并且把自己的預(yù)測(cè)填

寫在水流速度記錄表中。

9.學(xué)生再預(yù)測(cè)，并填寫在水流速度記錄表中。

這一次大家的預(yù)測(cè)是否準(zhǔn)確呢？下面我們?nèi)匀煌ㄟ^實(shí)踐操作來(lái)驗(yàn)證一下。

10.學(xué)生再次分小組活動(dòng)，利用相同的方法繼續(xù)測(cè)量，看一看杯子中的水積聚到100毫

升、150毫升分別需要多少時(shí)間，并把測(cè)量的實(shí)際時(shí)間記錄在水流速度記錄表中。

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11.各小組匯報(bào)本小組測(cè)得的實(shí)際時(shí)間。

12.大家比較一下自己三次測(cè)得的實(shí)際時(shí)間，有沒有發(fā)現(xiàn)什么特點(diǎn)？

預(yù)設(shè)：

我們發(fā)現(xiàn)杯子中的水集聚到100毫升所需的時(shí)間差不多是集聚50毫升水所需時(shí)間的兩

倍。

杯子中的水集聚到150毫升時(shí)，所需的時(shí)間是50毫升水的大概三倍。

我們發(fā)現(xiàn)杯子中的水每增加50毫升，需要的時(shí)間基本是相同的，換一句話說(shuō)，杯子中

集聚50毫升的水，所需的時(shí)間都是基本相同的。這說(shuō)明水的流動(dòng)速度是均勻的，不存

在忽快忽慢的現(xiàn)象。

13.教師小結(jié)：通過剛才的活動(dòng)，大家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了水流的速度是均勻的，沒有出現(xiàn)忽快

忽慢的現(xiàn)象。每集聚50毫升的水所需的時(shí)間也是基本相同的。

活動(dòng)3：觀察古代水鐘

1.出示幾張古代水鐘的圖片，引導(dǎo)學(xué)生看一看并且初步了解古代水鐘的外部特點(diǎn)。激發(fā)

學(xué)生的探究興趣。

2.這是古代水鐘的外部形態(tài)，那么古代水鐘的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的呢？我們也來(lái)看一看。

3.出示課本44頁(yè)古代水鐘示意圖，學(xué)生仔細(xì)觀察了解古代水鐘的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

4.教師根據(jù)古代水鐘示意圖講解古代水鐘的結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生初步了解古代水鐘的內(nèi)部結(jié)

構(gòu)。

5.探討古代水鐘的工作原理

教師引導(dǎo)：古代水鐘是怎樣用來(lái)計(jì)時(shí)的呢？它的工作原理又是怎樣的？誰(shuí)能夠根據(jù)我們

剛才所學(xué)的知識(shí)對(duì)此做出自己的推測(cè)。

學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)說(shuō)一說(shuō)古代水鐘的工作原理，教師加以評(píng)價(jià)并且做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，進(jìn)一

步引導(dǎo)學(xué)生了解古代水鐘的工作原理。

預(yù)設(shè)：

水鐘的工作原理：等時(shí)性原理。等時(shí)性原理：找一個(gè)空酒瓶子，灌滿水以后，倒立過來(lái)，

讓水流出去。反復(fù)做幾次，水流完的時(shí)間總是一定的；第一次用幾秒鐘，第二次還是幾

秒鐘。這就是等時(shí)性原理。

6.教師小結(jié)：古人為了計(jì)量時(shí)間真是想出了無(wú)數(shù)的辦法，水鐘的發(fā)明體現(xiàn)了古人的聰明

才智。我們不得不佩服古人的創(chuàng)造精神。

三、研討

教師引導(dǎo)：這節(jié)課，我們探究了古人是怎樣利用水來(lái)計(jì)量時(shí)間的，下面我們來(lái)研討以下

幾個(gè)問題：

問題1：水流的速度是均勻的嗎？怎樣才能讓水以均勻的速度往下流？

預(yù)設(shè)：

水流的速度是均勻的。

水的流速快慢主要受水鐘水壓大小的影響，也就是水的多少。以固定的速度往下流就要

做到保證水壓的平穩(wěn)，可以給水鐘進(jìn)水中加一個(gè)分水槽，讓多余的水流到分水槽內(nèi)，并

保持一致呈加水狀態(tài)。也可以給水鐘加一個(gè)調(diào)節(jié)水速的開關(guān)，例如我們?cè)卺t(yī)院輸液時(shí)的

那種開關(guān)。另外，水鐘滴孔要小，水量要相等。

問題2：古代的水鐘用水滴有什么好處？人們是怎樣控制水以均勻的速度往下滴的？

預(yù)設(shè)：

水流具有等時(shí)性原理。找一個(gè)空酒瓶子，灌滿水以后，倒立過來(lái)，讓水流出去。反復(fù)做

幾次，水流完的時(shí)間總是一定的；第一次用幾秒鐘，第二次還是幾秒鐘。因?yàn)樗牧鲃?dòng)

和香的燃燒都是一種運(yùn)動(dòng)，時(shí)間和運(yùn)動(dòng)有密切的關(guān)系，只有通過運(yùn)動(dòng)才能表現(xiàn)出流逝的

時(shí)間。因此，量度時(shí)間離不開運(yùn)動(dòng)。

人們?yōu)榱俗屗跃鶆虻乃俣韧碌?，水鐘的設(shè)計(jì)非常巧妙：貯水壺上部一