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课程基本信息
课例编号 17 学科 小学科学 年级 五年级 学期 第一学期
课题 《我们的水钟》
教科书 书名：《科学》出版社：教育科学出版社出版
学生信息
姓名 学校 班级 学号
课后练习
一．选择题1.我们制作的水钟最好以( )为计时单位。A.天B.小时C.分钟D.秒2.沙漏的计时原理与( )类似。A.日晷B.受水型水钟C.泄水型水钟D.都不是3.我们在制作水钟时影响水钟精度的最大因素是( )。A.滴水速度的快慢B.水钟的大小C.制作水钟的材料D.盛水容器的形状4.影响水钟计时准确的因素有( )。(多选)A.水位的高低B.容器的形状C.滴水的速度5.制作水钟时应( )。A.先标出时间刻度，再制作滴漏B.先制作滴漏，再标出时间刻度二．判断题。1.水钟的误差大于日晷。（ ）2.水钟的制作必须使用金属材料。（ ）3.水钟的准确度与水钟的大小无关。（ ）4.机械式钟表的误差比水钟大。（ ）5.水钟可以分为泄水型水钟和受水型水钟两种。（ ）答案：一、1、C 2、C 3、A 4、ABC 5、B 二、××√×√
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科学
教科版五年级上册
第三单元 计量时间
3.我们的水钟
教学目标
科学观念
1.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。
2.我们可以控制水流的速度，从而使水钟计时更加准确。
科学思维
1.能运用画图和文字描述的方法设计制作水钟的方案。
2.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。
3.在实际运用过程中对自己的方案进行改进。
4.经历思考方案——制订计划——实施方案——检验成果——寻找原因 ——改进完善的探究过程。
探究实践
1.在制作水钟的过程中感受到科学制作带来的乐趣。
2.体会到在科学研究中分工合作与和谐地开展探究是重要的。
3.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。
态度责任
经历一项工程的几个主要过程。
新知导入
两种类型的水钟
“受水型”水钟
“泄水型” 水钟
新知导入
容器内的水面会随着水的流出而下降，可以测出过去了多少时间。刻度在泄水的容器上。
“泄水型” 水钟
新知导入
水滴滴入圆筒，使得浮标随水量的增加而逐渐上升，从而显示过去的时间。刻度在受水的容器上。
“受水型”水钟
新知导入
水钟是根据流水的等时性原理来计时的。
1.从相同水位的水中流出相同量的水时间相同。
2.水位不变，水流速度相等。
这两种水钟分别是根据什么原理来计时的呢？
新知导入
设计并制作我们的水钟
新知讲解
人们曾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。我们可以做一个类似的计时器。
让我们制作一个计时10分钟的水钟。
任 务
新知讲解
制作一个计时10分钟的水钟。
提示：
准备做一个什么类型的水钟？
制作水钟需要哪些材料？
怎样控制漏水的速度？
如何来划分10分钟的时间刻度？
新知讲解
1、哪种类型的水钟
“受水型”水钟？
“泄水型” 水钟？
新知讲解
2、水钟的制作材料
铁架台、剪刀、美工刀、塑料瓶、工字钉、直尺、胶带、记号笔、秒表……
新知讲解
3、控制水流速度
保持水位一样
孔过小：水流速度变慢，进而使容器中水位上升变慢，影响刻度的准确性
孔过大：滴漏的水就容易很快到瓶盖
新知讲解
第1分钟
第2分钟
第3分钟
第4分钟
第5分钟
1
2
3
4
5
4-画刻度
第5分钟
第4分钟
第3分钟
第2分钟
第1分钟
2
1
0
3
4
5
受水型水钟刻度（从下往上）
泄水型水钟刻度（从上往下）
0
计时前先粘好画刻度线的纸条（提前标记好0刻度,起始水位）。
计时开始后，每过1分钟，用黑色记号笔在纸条上画一个刻度来标记水位。
计时同学与画刻度线同学互相配合，小组成员分工合作。
动画模拟两种类型水钟刻度线的画法，请同学们仔细观察刻度线的间距。
先疏后密
新知讲解
任务：设计一个计时10分钟的水钟 第（ ）组 材料
设计方案（图文结合）
铁架台、剪刀、美工刀、塑料瓶、工字钉、直尺、胶带、记号笔、秒表
设计方案
新知讲解
制作
新知讲解
点击播放视频
新知讲解
学 生 作 品
新知讲解
设计方案（图文结合）
秒表时间 1分钟 3分钟 6分钟
水钟时间
我的发现 1分钟
4分钟
7分钟
水钟滴水的速度越来越慢
测试
用钟表测试自制的水钟计时是否准确
水钟内水滴速度是否可以控制？
新知讲解
根据测试结果，改进我们的水钟。
我们的水钟计时准确吗？不准确，原因出在哪里呢？
1.容器的形状不规则造成了刻度的标识错误；
2.受水型水钟的受水容器( 或泄水型水钟的泄水容器)太粗，需要积聚(或流掉)较多的水才显示出水位的变化，从而导致误差偏大；
3.没有保持水位不变导致水流速度不均匀等。
评估与改进
新知讲解
我们的水钟制作简单吗？你认为我们还可以从那些方面进行改进？
1.制作水钟是一个技术与工程的实践活动，考虑到制作水钟过程中消耗材料的多少，做到尽可能减少耗材，节约资源与成本。
2.还要考虑到制作水钟需要花费时间的长短，做到尽可能缩短工期，提高效率。
3.不能用水彩笔或者水笔代替签字笔等。
4. 避免打孔过小或者过大。孔过小会导致水流速度变慢，进而使容器中水位上升变慢，这样就影响标刻度时的准确性;同样，孔过大则滴漏的水就容易很快到瓶盖。
新知讲解
怎样改进我们的水钟更准确呢？
水流速度不均匀
2号瓶中水位更稳定了，水流速度更均匀。
新知讲解
（1）增加泄水口，且上方瓶盖小孔大于下方瓶盖小孔，保持下方水瓶中的水位不变。
新知讲解
（2）根据实际情况改变滴孔的大小；
（3）使容器壁光滑垂直，没有凹凸；
（4）刻度划分得再细致准确一些；
新知讲解
（5）控制水滴的速度，要像静脉注射器一样均匀下滴。
新知讲解
通过一定的装置能使流水用来计时。
通过控制水滴的速度，能够使水钟计时更加准确。
归纳
拓展提高
古代水中在真正使用过程中了能会遇到一些问题或困难，比如，冬天天气很冷水会结冰；蒸发现象可能会水钟变干；水钟里所盛的水很重不容易搬动；等等。
拓展提高
除了水，还可以用哪些能流动的物体来制作计时工具？
拓展
拓展提高
沙 漏
除了水，我们还可以用能流动的沙子来制作计时工具——沙漏。沙漏也叫沙钟，是一种测量时间的装置，现在的它更是一种大家喜欢的工艺品。沙漏一般由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成。通过充满了沙子的玻璃球从上面穿过狭窄的管道流入底部玻璃球所需要的时间来对时间进行测量。一旦所有的沙子都已流到底部的玻璃球，该沙漏可以被颠倒再次测量时间，一般的沙漏有一个名义上的运行时间是1分钟。
拓展提高
没有关紧的水龙头可以看成一个滴漏，如果每秒钟滴一滴水，每滴水体积为0.05毫升，请计算一年（365天）从这个水龙头大约流失多少升的水？
0.05×60×60×24×365
=1576800（毫升）
=1576.8（升）
课堂总结
通过本节课的学习我们知道：
水钟通过一定装置，能过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。
我们可以通过控制水流的速度，从而使水钟计时更加准确。
课堂小结
课堂总结
课堂总结
课堂总结
课堂总结
课堂练习
1、水钟的两种主要类型有 型水钟和 型水钟。
2、水钟计时原理：水钟是根据 原理来计时的。即从相同水位的水中流出相同量的水时间相同；水位不变，水流速度相等。
3、我们可以通过控制， 从而使水钟计时更加准确。
4、列举水钟出现误差的原因（至少两条）。
泄水
受水
流水的等时性
水流的速度
容器的形状不规则造成刻度的标识错误；
受水容器（泄水容器）太粗，需要集聚（流掉）较多的水才显示出水位的变化，从而导致误差偏大；
没有保持水位不变导致水流速度不均匀。
课堂练习
在制作水钟时，我们要提高水钟计时的准确性，以下措施中能达到目的的是（ ）。
A.尽量选用大的容器
B.打孔时尽量小
C.保证水流速度均匀
C
作业布置
课后作业
完成对应课时练习
作业布置
一根线绳
单摆实验器
一个螺母
秒表
（单摆实验器和秒表可以用家里的物品替代）
笔和纸
做好《机械摆钟》的学习准备
谢谢
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3.我们的水钟
【教材简析】
本课是《计量时间》单元的第3课，学生要运用已掌握的知识设计一个水钟，先用图画的形式对自己设计的水钟进行描述，然后动手制作一个水钟，最后检验自己的水钟是否能准确计时，并对水钟进行改进。本课的主要任务是学生经历一个思考方案—制订计划—实施方案—检验成果—寻找原因—改进完善的探究活动过程。通过前一课的教学，学生在经历了观察水流的速度的实验和测量水流速度的变化的实验后，观察学习了水钟的结构和计时的原理，有了制作水钟的欲望和理论基础。
教科书引用“人们曾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”，引导学生做一个类似的计时器；然后出示本节课的任务——“制作一个计时10分钟的水钟”。提示学生从以下三个问题入手，完成水钟的设计方案。（1）制作水钟需要哪些材料？（2）怎样控制漏水的速度？（3）如何来划分10分钟的时间刻度？学生根据这些提示，按照自己的设计确定制作流程，分别标出1~10分钟的时间刻度，动手制作水钟。制作完成后对水钟计时准确性进行测试，并对测试结果进行评估与改进，让学生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。拓展“除了水，还可以用哪些能流动的物体来制作计时工具”启发学生思维，拓展学生视野。
【学生分析】
通过第1课和第2课的学习，学生已经认识了两种水钟的构造，经历了流水实验的研究后，学生对水钟能作为计时工具的原理有了新的理解，有了制作水钟的兴趣和理论基础。对于小学高年级学生而言，他们已初步具备了对自己或他人的设计、草图、模型等提出改进建议并说明理由的能力，还具备了动手制作、相应的测试和调整的能力。可以培养小学高年级学生从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价某个工程设计，并提出改进和完善建议。因此，教师要在学生测试水钟、对水钟进行评估与改进等环节，让学生体会到制作的乐趣，让学生体验到成功感，并养成解决问题的良好习惯。
【教学目标】
科学观念
1.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。
2.我们可以控制水流的速度，从而使水钟计时更加准确。
科学思维
1.能运用画图和文字描述的方法设计制作水钟的方案。
2.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。
3.在实际运用过程中对自己的方案进行改进。
4.经历思考方案——制订计划——实施方案——检验成果——寻找原因 ——改进完善的探究过程。
探究实践
1.在制作水钟的过程中感受到科学制作带来的乐趣。
2.体会到在科学研究中分工合作与和谐地开展探究是重要的。
3.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。
态度责任
经历一项工程的几个主要过程。
【教学重难点】
制作简易的水钟用来计时，使水钟的计时更加准确。
【教学准备】
学生准备：一把剪刀、一把美工刀、两个塑料瓶、一个秒表（或者手表）、一支记号笔、一把尺子、一颗工字钉、一个铁架台和一卷透明胶带。
【教学过程】
一、新课导入
教师提问：同学们，通过上节课的学习我们认识了水钟，你们能说一说水钟有哪两种类型吗 （出示两种类型的水钟图片）
教师提问：水钟是根据什么原理来计时的呢？今天，我们就来设计并制作我们的水钟。
设计意图：通过展示受水型和泄水型水钟的图片，复习导入新课，让学生明确水钟的两种类型。水钟是一类计时的工具，教师可以很自然地向学生提出“水钟计时是根据什么原理？”，让学生结合上节课所学进行深入思考。教师提示学生，水钟是根据流水的等时性原理来计时的。这个原理可以从两个方面去理解：一方面，从相同量的水中流出等量的水，时间不变；另一方面，水压不变时则水流速度相等。让学生对水钟能用来计时知其所以然。最后，提出今天的课堂任务——设计制作我们的水钟。
二、新课教学
1.完成水钟的设计方案。
教师指导：请同学们图文并茂地完成水钟的设计方案。
投影展示学生设计的草图。
全班交流并初步指出方案中的问题。
设计意图：在制作水钟之前教师应该让学生设计一个制作方案，包括水钟的类型、式样、所用材料、操作步骤等事项。方案的完善是制作水钟的一个关键，在这部分，教师要引导每位学生不断思考和完善设计，并清楚地知道自己的操作过程。
2.制作水钟。
（1）制作一个能计时5分钟的水钟。
（2）计时前先粘好画刻度线纸条（提前标记好0刻度，起始水位）。
（3）计时开始后，每过1分钟，用黑色的记号笔在纸条上画一个刻度来标记水位。
（4）计时同学与画刻度线同学互相配合。
（5）小组成员分工合作。
（6）使用刀具时注意安全。
（7）动画模拟两种类型水钟刻度线的画法，请同学们仔细观察刻度线的间距。
设计意图：由于课堂时间有限，可以制作一个能计时5分钟的水钟。通过提示，让学生体会到在科学研究中分工合作与和谐地开展探究是重要的，让学生在制作水钟的过程中感受到科学制作带来的乐趣。通过动画模拟画水钟刻度线，让学生简明扼要地知道刻度线的画法以及注意事项。
3.测试水钟。
教师引导：用做好的水钟与秒表对照5分钟，来检测我们的水钟计时是否准确。
注意：在记录过程中，每1分钟到了，小组的记录员在刻度线上根据水位画一条红色的刻度线。
设计意图：“测试水钟”是让学生将自己制作的水钟，在实践中进行检验，这实际上也是一次重复验证实验。将做好的水钟与钟表对照，根据测得的结果判断我们的水钟计时是否准确。提示学生在测试过程中，每1分钟画一条红色的刻度线记录相应的水位，帮助学生更清楚地观察到水钟的测试结果。
4.对水钟的评估与改进。
（1）教师布置学生进行检验，用做好的水钟与秒表对照5分钟，检测水钟计时是否准确，并让学生交流他们测试的结果。
(2)教师引导学生总结在制作过程中影响水钟计时准确的因素。
学生在制作过程中会发现造成水钟计时不准确的因素：瓶子的侧壁凹凸不平，瓶子的形状不规则，计时时用手挤压到了瓶子使水流速度加快，打孔的大小，画刻度线时出现误差等。
教师引导学生思考改进水钟的方法。学生会提出采用形状规则的瓶子，瓶子侧壁要光滑，打孔大小适当，计时时手不要去捏瓶子，画刻度线时视线要和水位线在同一高度等。
教师提问：水钟内水滴速度是否可以控制？这对水钟计时准确性有无影响？
引导学生结合上节课所学，深入思考古代的人们是怎么控制水以均匀的速度往下滴。教师提示学生可以采用静脉滴管使水钟的计时更加准确。
对制作的水钟进行改造。
师生交流：让学生明白水钟要准确计时，必须借用工具让水钟里的水均匀往下滴。
设计意图：通过对水钟的评估与改进环节，让学生检验制作好的水钟计时是否准确，根据检验结果总结影响水钟计时准确性的因素，进一步提出改进水钟的措施。让学生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。学生通过思考“水钟内水滴速度是否可以控制？这对水钟计时准确性有无影响？”，对改进水钟方案有了初步的灵感；接着，老师提示学生可以采用静脉滴管让水钟内的水均匀往下滴，使水钟计时更加准确，使学生课后的改进工作更有可操作性。
三、课堂总结与反思
通过一定的装置能使流水用来计时，通过控制水滴的速度，能够使水钟计时更加准确。
设计意图：强调水钟是根据流水的等时性原理来计时的。
四、拓展
教师提问：除了水，还可以用哪些能流动的物体来制作计时工具？
学生会讨论见过的计时工具，如沙漏，也可能提出更有创意的方法。
设计意图：通过这一提问启发学生思维，拓展学生视野，紧扣这一单元的主题《计量时间》。
【板书设计】
我们的水钟
明确任务→设计方案→制作→测试→评估与改进
【活动手册使用说明】
活动目的：让学生完成水钟的设计方案，记录水钟计时准确性与否的测试结果，并提出改进水钟计时准确性的方案。
活动手册说明：在学生设计水钟方案时，让学生明确水钟设计的类型是受水型水钟，还是泄水型水钟。在学生记录测试结果环节，要提醒学生科学探究中记录实验结果要以事实为依据，养成实事求是的科学态度。在学生改进水钟设计方案环节，要提醒学生在完成技术与工程领域的实践活动时，要考虑减少耗材来节约资源与成本，缩短工期来提高工作效率。
【作业设计】
1.下列（ ）装置，最下方容器接受水的速度最稳定。
A、 B、 C、 D、
2.关于提高自制水钟计时准确性，以下说法正确的是（ ）。
A、10分钟刻度划分方式，直接根据尺子上的刻度，每隔1厘米画一条线。
B、受水型水钟的接水容器越粗，计时越准确。
C、保持水位不变，可以控制水流速度均匀。
D、以上说法都正确
3.制作水钟过程中，下列哪位同学的操作不值得学习。（ ）
A、小杨按照设计方案的图纸一步一步去制作
B、小方没有预计可能需要消耗的瓶子数量
C、小吴专心致志制作，缩短工期
D、小丁测试后进行改进，修改了原先的设计方案
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3.我们的水钟
实验记录单
小组： 姓名：
明确任务
实验材料
小组分工
设计方案
制作 1怎样控制漏水的速度？2如何来划分10分钟的时间刻度？
测试并改进
特色或亮点
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特此声明！
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课例编号 17 学科 小学科学 年级 五年级 学期 第一学期
课题 《我们的水钟》
教科书 书名：《科学》出版社：教育科学出版社出版
学生信息
姓名 学校 班级 学号
学习目标
1. 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。2. 我们可以控制水流的速度，从而使水钟计时更加准确。
课前学习任务
实践任务：根据古代水钟的模型图，改进你自己的水钟，让它具有等时性。
课上学习任务
【学习任务一】做一个计时10分钟的水钟。请你思考，并把你的答案记录下来：1.水钟工作的原理是什么？2.你的水钟流出200毫升水用时多久？3.怎样控制水钟漏水的速度？4.如何用刻度准确记录10分钟？【学习任务二】设计改进方案：画图呈现，重点内容可以文字标注。水钟改进方案设计图【学习任务三】做好《机械摆钟》的学习准备
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