1、3.水钟水钟 【教学分析】 本课属于技术与工程领域，主要教学活动是技术类实践活动。在本课学生将在上节课对日 晷研究的基础上，了解比日晷适用条件更广的计时工具漏刻的相关知识，并最终依照原型 设计制作一个单级漏刻的模型。学生对水钟的熟悉度较低，已有知识经验较少，所以教学难度 也较大，需要教师做好丰富而形象的资料储备，以及给予学生充足的活动时间与空间的支持。 【教学目标】 （1）知道水钟是利用滴水的等时性，是古代人类发明的一种计时工具。 （2）收集关于水钟的信息，能设计与制作小水钟，在小水钟的测试中反思评价，发现小 水钟的不足，发展反省思维能力。 （3）有探究和制作水钟计时的欲望，体会动手做的乐趣，
2、形成质疑意识。 （4） 对中国古人的智慧产生倾慕之情， 了解人类的需求是影响科学技术发展的关键因素。 教学重点：知道水钟是利用滴水的等时性。 教学难点：体会动手做的乐趣，形成质疑意识。 【教学准备】 材料准备： 教学课件：泄水型和受水型漏刻资料和图片、视频或模型。 学生制作材料：塑料瓶（形状规则的圆筒形最好） 、直尺、锥子、美工刀、记号笔、 记录单等。 活动场地：教室或实验室。 【教学过程】 1.导入活动 师： 同学们好， 在上节课， 我们一起认识了利用阳光下物体影子的变化规律来计时的日晷。 日晷的使用确实给人们带来很多便利，但是也有不足的地方。日晷只能在阳光下使用，在夜晚 或遇到阴雨天的时候
3、，便失去效用了。 师：那么，当时的中国古人，是怎么解决这个困难的呢？又发明了什么新的计时工具吗？ 生：我们学过，日晷之后人们发明了水钟。 生：对，水钟还叫漏刻。 师：为了解决那个时代计时的需求，人们使用了很多种计时方法：比如说香钟，是利用香 的匀速燃烧的特点来测量时间的；沙漏更为常见，里面装有一定量的沙子，每次漏完的时间都 相同，可以反复使用。 （配合图片） 师：除此之外，人们还利用流水来计时，发明了漏刻，也叫水钟。 2.收集信息 师：我们知道水是地球上常见而重要的物质，那么用流水怎样计时呢？你是怎么想的？ 生：我们学过水会流动。 生：是不是像沙漏似的。 师：能说详细点吗？ 生：就是把水也装进
4、一个瓶子里，让它往下流，看流完用多少时间。 师：还有吗？ 生：我发现我们家水管漏水的时候，接满一碗水所用的时间都是一样的。 师： 你观察得真仔细。 水钟是不是也是这样的呢？老师为大家准备了一些关于漏刻的资料， 请各小组自己阅读这些资料，把你们的收获记录下来。如果对漏刻有什么想研究的问题，也可 以记录在活动手册“问题银行”里。另外，我们这节课要设计并制作一个小水钟，所以，现在 对漏刻资料的阅读，对后边的制作会有所帮助。 （生阅读整理资料） 师：看看我们的收获吧，来回答以下这些问题： 漏刻是怎么解决日晷所受的时间和天气限制的？ 漏刻的发明利用的是什么科学知识？ 漏刻有哪些类型？ 漏刻和日晷有什么相
5、同的地方？ 生：漏刻只要有水就可以，不需要阳光。 生：漏刻的发明是利用了水会流动的知识。 生：漏刻有两种，一种叫泄水型，一种叫受水型。 生：漏刻和日晷都可以测时间。 师：漏刻和日晷还有别的相同地方吗？ 生：它们都是古时人类发明的。 3.设计制作 （1）实验：水流的等时性 师：今天，我们要像自制日晷一样，来自制一个漏刻，不过，我想还是叫自制小水钟更合 适些。怎么制作呢？ 师：我们先制作一个可以让水流动起来的滴漏装置，怎样做？请你想一想，如果想要测量 时间，装置中的水需要具备什么特点？ 生：水应该一样多。 师：是的，就像沙漏一样，同样多的沙子，漏完的时间相同，才可以表示同样长的时间。 那么同样多的
6、水，漏出的时间是否相同呢？让我们一起来观察。 师： 我们需要准备以下实验材料， 使用量筒测量水量， 用家中的量杯也可以哟。 秒表计时， 记号笔标记刻度，矿泉水瓶做漏壶。首先，用量筒往漏壶里倒入 50 毫升水，测出全部漏完所 用的时间，记录；然后再重复两次，记录。 （生小组操作并记录） 师：来看看我们的收获。 生：我们三次测的时间是：37 秒、38 秒、38 秒，多是 38 秒。 生：我们组的是 38 秒、38 秒、38 秒。都是 38 秒。 生：我们组的不是 38 秒，都是 35 秒。 师：这是怎么回事？ 生：是不是表没看准呀？ 生：我们测了三次都一样。 生：是不是扎的眼儿大小不一样呀？ 生：
7、很可能是这样的。 师：那么。我们可以得出什么结论呢？ 生：孔大，流得快。 师：如果对同一个漏壶来讲呢？ 生：同一个漏壶，水漏完用的时间是一样的。 师：是的，同一个漏壶，漏完 50 毫升水所用的时间是基本一样的，我们称这个规律叫水 流的等时性，水钟就是利用这个科学原理而被人们发明出来的。 （2）初步设计制作：装有 300 毫升水的泄水型水钟计时 师：我们发现 50 毫升水所能一次测的时间太短了，所以可以往漏壶里多装些水，我们往 漏壶里每次倒入 50 毫升的水，并做标记，倒 6 次，共计装入 300 毫升水。测量每漏出 50 毫升 水，所用的时间。观察漏出同样多的水，漏出的时间是否相同。 （生小组
8、操作并记录） 师：我们看看第一组的记录：第一个 50 毫升水漏出用时 18 秒，第二个 50 毫升水漏出用 时 19 秒，第三个 50 毫升水漏出用时 21 秒，后面依次用时 24 秒、27 秒和 38 秒。请仔细观察 测量的结果，我们会有什么发现？ 生：都是漏出 50 毫升的水，用的时间不一样，一次比一次长。 师：其他组呢？ 生：我们组也是一样。 （3）初步设计制作：装有 300 毫升水的受水型水钟计时 师：我们刚才做的是哪一类的水钟？ 生：是泄水型的。 师：如果做一个受水型的水钟，怎么做？ 生：把接水的瓶子当成受水壶。 师：受水型的标尺是放在受水壶里的，我们怎样做标尺呢？ 生：也像刚才那样
9、，在下面的瓶子外面画。 师：就是这样，这次画刻度时刻度线旁边不标时间，只画线，每 10 秒，画露出水的水位 线，可以吗？我们看看相同时间，漏出的水量是什么样的，能先猜一猜吗？ 生：我们想可能是刚开始的时候会最多。 生：会越来越少。 师：我们测一测，用事实说话。 （生小组操作并记录） 师：看看我们的收获。 生：第一个 10 秒漏出的水最多。 生：是的，越来越慢。 师：我们看刻度线，刻度线之间的距离有什么特点？ 生：距离越来越短。 师：这说明什么？ 生：水越来越少。 生：说明水流得越来越慢。 4.反思评价 师：比较我们做的泄水型和受水型小水钟，特别是观察我们画的刻度线和标注，有什么发 现？ 生：都
10、是水流出的时间不一样。 生：泄水型的是都是漏出 50 毫升水，用的时间越来越多。 师：那么，受水型的呢？ 生：受水型的都是 10 秒，漏出的水越来越少。 师：有什么一样的地方？ 生：速度不一样，越来越慢，最后流光了。 师：老师拍了一段小水钟水流出的视频，我们看一看，着重看一下小孔处水流出的状态。 （生观看视频） 师： 我们今天自己制作了泄水型和受水型水钟， 发现了对于同一个水钟， 漏完同样多的水， 用的时间是一样的，所以水钟可以用来计时。但是，在同一个水钟里，水流速度越来越慢，所 以测时也有不精确和不方便的地方， 需要继续改进， 下节课， 我们来改进我们的小水钟。 课后， 同学们可以想一想，是
11、什么原因导致了水流出的速度越来越慢呢？ 【教学反思】 在人类对计时工具的不断追求下，新的、更方便、更精确的计时工具不断被发明与使用， 在这段历史中，水钟的发明具有重要的地位和意义。本课从两个层面引领学生对这种工具进行 了了解与设计制作实践。第一个层面，是建立在科学原理与技术的关系认识层面，即科学原理 支持了技术的发明，新技术又对新科学原理的发现起到了促进作用。日晷的科学原理基础是光 影变化规律， 水钟的科学原理基础是一定条件下水流动的等时性，后续摆钟的科学原理基础是 摆的等时性，所以本课教师首先组织学生观察发现同一漏壶（水瓶）中相同水量所流完用时的 等时性。这是基于单元整体学习目标的角度而安排
12、的教学活动。第二个层面，是本课与下节课 改进小水钟又组成了一个“小单元” ，以水钟的发明与改进为主题，重点使学生体会科技 工具的发明与发展历程的丰富性，所以本课学生对单级漏刻的制作经历为下节课提供了支撑。 【总结点评】 如何使设计与制作类的实践活动变得更有意义，而不是热热闹闹地走过场，是我们一直要 关注的问题。正如课程标准中所说的，技术的核心是发明，发明的核心是设计。引领学生在对 计时工具原型认知的基础上，组织学生选择材料设计自制模型是适合学生进行的实践活动。 在 这类活动中，设计是核心环节，是发展科学思维能力的良好契机，教师要多关注并耐心引导。 再有，往往技术实践类活动需要学生组成研发团队，需要发挥团队研究的优势，所以在小组合 作的意识与能力角度，教师也要有切实可行的教学策略的设计，并使这种设计明晰而有计划、 有实效。还有，关于单级漏刻在使用上的不足之处，教师的直接告知一定不如学生的自主发现 更有意义，虽然还是需要教师的一定引导，但是学生的操作经历是无法替代的，在亲身操作中 发现的问题更能刺激他们主动地去思考、去寻找解决的办法。
