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《时间在流逝》教学设计
课题
用水计量时间
单元
第三单元
学科
科学
年级
五年级
学习目标
科学概念目标
初始水位和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致；保持水位不变，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
1.能通过实验发现影响水流速度变化的主要因素。
2.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
1.理解古人的聪明才智，对古人的智慧创作产生敬佩之情。
2.在观察和记录实验数据时能始终保持严谨细致的态度。科学、技术、社会和环境目标
了解社会的发展会带动计时工具的进步。
重点
多次观测、记录一定容器中流出一定量的水需要多少时间，并分析水流速度的变化。
难点
小组观测活动中各人默契配合，获得准确数据。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
聚焦、引出课题
回顾，PPT出示日晷、燃香计时的图片，提出问题：古人用这两种工具来计时，它们有什么缺陷？继续提问：既然用太阳、燃香来计时有一定的缺陷，那么当时的人们还用什么来计时？教师根据学生的回答，引导学生聚焦问题：是的，在古代，人们还曾利用水来计时。（PPT出示古代水钟的图片），水能计时吗？古代的人是怎样设计这种计时工具的呢？引出课题：今天我们就一起来探索用水计量时间。板书课题：用水计量时间。
能说出两种计时工具的缺陷：日晷计时需依赖日照，阴天和黑夜不能使用。燃香计时需要一支上下粗细一样的香，在燃烧时不能有风。可能会说出用水来计时。
回顾前一节课的日晷和燃香计时，并说出它们的缺陷，将问题聚焦到水能计时吗。
探索
1.观察水流速度。出示简易水钟的装置，告诉学生它的制作方式：一个透明塑料饮料瓶去掉底部，倒过来盛水。（我们可以称它为漏杯）在瓶盖上扎一个小孔，让水可以从小孔中缓缓流出。用量杯接住。提出任务：同学们，我们四人合作来组装一个简易水钟，并仔细观察，水流速度是否保持均匀？PPT出示提示：①四人合作；②使用工字钉扎小孔时，注意安全；③桌面积水时，用抹布擦干；④完成观察后，量杯中的水继续倒回380毫升的矿泉水瓶中，以便后面使用；整理好材料，准备交流。引导学生交流实验发现。2.测量水流速度的变化。提出任务：从刚才的活动中，我们已经初步感受到水流一开始很快，后来感觉逐渐变慢了。如果漏杯中保持满水状态，水流基本保持均匀。接着我们来实测漏杯中流出50毫升水需要多少时间？引导学生思考：用简易水钟怎样来测量流出50毫升的时间？肯定学生的回答。与生确定方法：①小组内一人用手指捂住瓶盖的小孔，另一人在漏杯中倒入200毫升的水。②手指移开，同样让水从瓶盖的小孔中流出，并用量杯接住从漏杯中流出的水。测量量杯内的水积聚到50毫升时用了多少时间？并做好记录。注：在手指移开的瞬间，计时员立即用秒表计时。（旨在引导学生要小组合作，分工明确）并提示学生：①实验完成后，量杯中的水继续倒回380毫升的矿泉水瓶中。②实验重复做三次，取中间值。确定小组基本完成测量流出50毫升的时间，引导学生根据已测的时间，推测：量杯内积聚到100毫升、150毫升时，分别需要多少时间？3.实际测量并记录观测结果。（1）引导学生用探索二的方法（四人合作，分工明确），在漏杯中倒入200毫升的水，让水流入量杯中，当量杯中的水积聚到100毫升时需要多少时间？再次出示提示：①实验完成后，量杯中的水继续倒回380毫升的矿泉水瓶中。②实验重复做三次，取中间值。（2）引导学生用探索二的方法（四人合作，分工明确），在漏杯中倒入200毫升的水，让水流入量杯中，当量杯中的水积聚到150毫升时需要多少时间？再次出示提示：①实验完成后，量杯中的水继续倒回380毫升的矿泉水瓶中。②实验重复做三次，取中间值。（3）引导学生交流并分析实验数据，讨论：水流速度是变了还是没有变？为什么？提示学生：水流速度=水流量÷实际的时间提出问题：水能计时吗？4.观察古代水钟。嗯，古代的人们也发现了这么一个现象，他们是怎样用水来计时的呢？我们一起来观察古代水钟的结构。PPT出示古代水钟的示意图。引导学生说一说古代水钟计时的原理。告知学生：水滴以固定的速度滴入圆筒，使得浮标随水量的增加而逐渐上升，从而显示流逝的时间。这种水钟叫做受水型水钟。播放视频：古代奇迹：古代的科学天才，克特西比乌斯发明最早的时间计时器。引导学生了解古代水钟的发展和计时方法。
1.观察水流速度。观察简易水钟。四人合作，材料员领取材料：一铁架台、一去底的带盖透明塑料饮料瓶、一工字钉、一装满水的矿泉水瓶（380毫升）、两200毫升的量杯。组装简易水钟，并仔细观察水流速度是否保持均匀。初步发现：①水流一开始很快，后来感觉逐渐变慢了。②如果漏杯中保持满水状态，水流好像基本保持均匀。2.测量水流速度的变化。交流方法，能说出：漏杯开始滴水，用秒表立刻计时，直到接水量杯接了50毫升的水，此刻读出秒表的时间。确定方法后，小组开始实验并记录数据。推测量杯内积聚到100毫升、150毫升时，分别需要的时间，并记录。3.实际测量并记录观测结果。（1）确定方法后，小组开始实验并记录数据。（2）确定方法后，小组开始实验并记录数据。（3）分析数据，通过计算，发现：水流速度发生了变化，速度变慢了。尝试解释原因：因为漏杯中的水位在不断降低，即漏杯中的水重心逐渐降低，导致水流速度逐渐变慢。可能会回答：我觉得可以。只要漏杯中的水位保持不变。4.观察古代水钟。观察古代水钟，在教师的引导下，能说出古代水钟的部分结构：进水口、溢水口、漏斗、出水口、浮标。通过观察图片，并根据实验，发现：漏斗中的水位始终保持不变，使出水口水流速度保持不变。观看视频，了解古代水钟的发展，再次理解古代水钟的计时方法。
探索1引导学生组装简易水钟，观察水流速度，让学生对水流速度有直观的经验，为后面的探索奠定了基础。探索2起到承上启下的作用。通过实测漏杯中流出50毫升水需要的时间来推测流出100毫升、150毫升的时间，有些同学会认为2倍50毫升、3倍50毫升的时间，有些同学会认为会比2倍50毫升、3倍50毫升的时间要长。这就会引发学生探索的欲望。探索3是探索2的延续，是学生对自己推测的验证。并通过实验发现影响水流速度变化的主要因素。探索4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。
研讨
引导学生研讨：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？板书：200毫升的水，水位不变，流出相同量的水所需的时间相同。指出这叫做滴水的等时性。并板书：滴水等时性。板书：200毫升的水，水位降低，流出相同量的水所需的时间不同。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？
1.水流一开始很快，后来逐渐变慢了。初始水位和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致；保持水位不变，水流的速度不变。水流的这一特点可用于计时。2.古代的水钟用水滴，水滴速度比较缓，只要控制好，它能以固定的速度滴入圆筒。人们将水从进水口不断注入漏斗，利用一根尺子维持漏斗内的水位，水位超了，从溢水口溢出多余的水分，保证漏斗内的水位始终不变。
研讨问题1是对实验的回顾。研讨问题2是对古代水钟的回顾。两个研讨问题为后面一节课制作水钟奠定了理论基础。
板书
用水计量时间
水位不变，流出相同量的水所需的时间相同
（滴水的等时性）
水位降低，流出相同量的水所需的时间不同
附课堂活动记录单：
水流速度的记录表。
水流量
所需的时间（秒）
推测的时间（秒）
实际的时间（秒）
50毫升
/
100毫升
150毫升
200毫升的水
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《用水计量时间》课后练习
1.判断题。
（1）古代水钟是根据滴水的等时性原理制成的。（
）
（2）“观察水流的速度”中，我们观察到水流速度是均匀的。（
）
（3）“观察水流的速度”中，保持漏杯中的水位不变，漏杯中流出的水速度是均匀的。（
）
（4）简易水钟中流出的前50毫升水和最后50毫升水所用的时间是一样的。（
）
2.选择题。
（1）在“测量水流速度变化”的实验中，测得从200毫升中最开始流出的50毫升水需要25秒，若从200毫升中流出100毫升需要多少时间？（
）
A.等于50秒
B.小于50秒
C.大于50秒
（2）水钟的滴水速度与（
）无关。
A.滴水口孔径的大小
B.漏杯内的水位
C.漏杯的颜色和大小
（3）用水计时，我们首先要解决（
）。
A.水流速度的问题
B.水量的多少
C.水的颜色问题
（4）在一个底部有小孔的透明塑料瓶里先后装入200毫升和500毫升的水，比较流出前50毫升的水流速度，（
）。
A.一样快
B.装200毫升水的时候快
C.装500毫升水的时候快
3.科学探究题。
某一科普小组用简易的水钟探索水流速度的变化，如右下图所示：
（1）通过实验，科普小组发现水流速度（
）。
A.速度均匀
B.先快后慢
C.先慢后快
（2）下列方法中，（
）不可以使水流速度变快。
A.塑料瓶中的水位变高
B.瓶盖小孔变大
C.塑料瓶变细
（3）量杯中积聚第1个50毫升的水、第2个50毫升的水、第3个50毫升的水所用的时间（
）。
A.相同
B.越来越多
C.越来越少
（4）为了使水从瓶盖小孔中均匀流出，你有什么好的方法？
（5）比较日晷和水钟，说说水钟的优势。
《用水计量时间》课后练习参考答案
1.判断题。
（1）古代水钟是根据滴水的等时性原理制成的。（
√
）
（2）“观察水流的速度”中，我们观察到水流速度是均匀的。（
×
）
解析：水流速度是先快后慢。
（3）“观察水流的速度”中，保持漏杯中的水位不变，漏杯中流出的水速度是均匀的。（
√
）
（4）简易水钟中流出的前50毫升水和最后50毫升水所用的时间是一样的。（
×
）
解析：最后50毫升所用的时间比较长。
2.选择题。
（1）在“测量水流速度变化”的实验中，测得从200毫升中最开始流出的50毫升水需要25秒，若从200毫升中流出100毫升需要多少时间？（
C
）
A.等于50秒
B.小于50秒
C.大于50秒
（2）水钟的滴水速度与（
C
）无关。
A.滴水口孔径的大小
B.漏杯内的水位
C.漏杯的颜色和大小
（3）用水计时，我们首先要解决（
A
）。
A.水流速度的问题
B.水量的多少
C.水的颜色问题
（4）在一个底部有小孔的透明塑料瓶里先后装入200毫升和500毫升的水，比较流出前50毫升的水流速度，（
C
）。
A.一样快
B.装200毫升水的时候快
C.装500毫升水的时候快
解析：500毫升的水位高，水位高，水流速度快。
3.科学探究题。
某一科普小组用简易的水钟探索水流速度的变化，如右下图所示：
（1）通过实验，科普小组发现水流速度（
B
）。
A.速度均匀
B.先快后慢
C.先慢后快
（2）下列方法中，（
C
）不可以使水流速度变快。
A.塑料瓶中的水位变高
B.瓶盖小孔变大
C.塑料瓶变细
（3）量杯中积聚第1个50毫升的水、第2个50毫升的水、第3个50毫升的水所用的时间（
B
）。
A.相同
B.越来越多
C.越来越少
（4）为了使水从瓶盖小孔中均匀流出，你有什么好的方法？
塑料瓶中的水位保持不变，一直加水，使它保持满水的状态。
（5）比较日晷和水钟，说说水钟的优势。
水钟可以在阴天和夜晚可以使用，日晷不行。
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科
学
教科版
五年级上
聚焦
日晷计时
燃香计时
有什么缺陷？
日晷计时需依赖日照，阴天和黑夜不能使用。
燃香计时需要一支上下粗细一样的香，在燃烧时不能有风。
聚焦
水能计时吗？
古代的水钟
在古代，人们还曾利用水来计时。
古代的人是怎样设计这种计时工具的呢？
用水计量时间
探索一
观察水流的速度。
一个透明塑料饮料瓶去掉底部，倒过来盛水。（我们可以称它为漏杯）
在瓶盖上扎一个小孔，让水可以从小孔中缓缓流出。用量杯接住。
探索一
简易水钟
组装简易水钟，仔细观察，水流速度是否保持均匀？
提示：①四人合作；
②使用工字钉扎小孔时，注意安全；
③桌面积水时，用抹布擦干；
④完成观察后，量杯中的水继续倒回380毫升的矿泉水瓶中，以便后面使用；整理好材料，准备交流。
初步发现：①水流一开始很快，后来感觉逐渐变慢了。
②如果漏杯中保持满水状态，水流好像基本保持均匀。
探索二
测量水流速度的变化。
小组内一人用手指捂住瓶盖的小孔，另一人在漏杯中倒入200毫升的水。
手指移开，同样让水从瓶盖的小孔中流出，并用量杯接住从漏杯中流出的水。测量量杯内的水积聚到50毫升时用了多少时间？并做好记录。注：在手指移开的瞬间，计时员立即用秒表计时。
提示：①实验完成后，量杯中的水继续倒回380毫升的矿泉水瓶中。②实验重复做三次，取中间值。
?
推测：量杯内积聚到100毫升、150毫升时，分别需要多少时间？并做好记录。
探索二
探索三
实际测量并记录观测结果。
用探索二的方法（四人合作，分工明确），在漏杯中倒入200毫升的水，让水流入量杯中，当量杯中的水积聚到100毫升时需要多少时间？
提示：①实验完成后，量杯中的水继续倒回380毫升的矿泉水瓶中。②实验重复做三次，取中间值。
探索三
用探索二的方法（四人合作，分工明确），在漏杯中倒入200毫升的水，让水流入量杯中，当量杯中的水积聚到150毫升时需要多少时间？
提示：①实验完成后，量杯中的水继续倒回380毫升的矿泉水瓶中。②实验重复做三次，取中间值。
探索三
交流并分析实验数据：
讨论：水流速度是变了还是没有变？为什么？
提示：水流速度=水流量÷实际的时间
发现：水流速度发生了变化，速度变慢了。
因为漏杯中的水位在不断降低，即漏杯中的水重心逐渐降低，导致水流速度逐渐变慢。
水能计时吗
探索四
观察古代水钟。
古代水钟示意图
仔细观察古代水钟的结构，想一想古人是怎样用水来计时的？
进水口
溢水口
漏斗
出水口
浮标
探索四
古代水钟示意图
漏斗中的水位始终保持不变
出水口水流速度保持不变
水滴以固定的速度滴入圆筒，使得浮标随水量的增加而逐渐上升，从而显示流逝的时间。
受水型水钟
探索四
研讨
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？
水流一开始很快，后来逐渐变慢了。
初始水位和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致；保持水位不变，水流的速度不变。水流的这一特点可用于计时。
滴水的等时性
研讨
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？
古代水钟示意图
古代的水钟用水滴，水滴速度比较缓，只要控制好，它能以固定的速度滴入圆筒。
人们将水从进水口不断注入漏斗，利用一根尺子维持漏斗内的水位，水位超了，从溢水口溢出多余的水分，保证漏斗内的水位始终不变。
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