初中科学浙教版七年级上第一章科学入门第四节科学测量 优秀

教学目标：认知目标；使学生了解时间有长短，是可以被测量的。了解从古到今计时工具的演变。能力目标：会使用两种停表，会粗略估计时间的长短。情感目标：通过对日晷的介绍，以及各种计时工具的演变，以及听《匆匆》激发学生爱国热情，激发学习科学的兴趣，加强学生的时间观念。教学仪器：电子停表机械停表教学重、难点：估计时间长短教学过程：珍惜时间：（10）听录音，创设情境：《匆匆》见（材料1）提问：1、有什么感受？追问：2、什么是时间？了解时间：（15）时间的概念：时间是物质存在的客观形式,由过去、现在和将来构成的连续不断的系统。是物质运动、变化的持续性表现。任何一种物质的变化、运动和发展的过程,都永远是在时间和空间之内发生的。时间的意义有二,一是时段,有起点和终点的一段时间,是两个瞬时之间的间隔长短,如上午8时上班,l2时下班,上午上班4小时,4小时就是时段。二是时刻,指瞬时时间中的某一点,如现在时间是9时30分,9时30分就是时刻。阅读（材料2）提问：盂漏、更香、漏壶、浑天仪等计时工具有什么缺点。了解日晷：日晷是利用太阳的影子测定时间的仪器。在晴朗的白天，只要观看日晷中央的晷针在晷面上所投下的太阳影子，就可以准确地知道当地的地方时间。据科技馆天文室的工作人员介绍，早在四五千年前，我国就已应用日晷测定时间，技术居于世界领先水平。（材料3）提问：日晷有什么好处？了解时间的单位：时间的常用单位：秒，分，时。国际单位是秒。其它时间单位：刻，天，星期，月，季度，年，世纪等。阅读（材料4）感受时间：（测量时间）（20）准备工作：1、介绍二种停表，以及其使用方法。2、介绍估计时间的方法：如脉搏。3、看着表自己估计一分钟的时间。游戏一：叫一位同学上来，感觉一分钟的时间，其它同学看着投影在大屏幕上的停表。一位同学负责按表。每一大组一位代表，接近一分钟的获胜。游戏二：放一段音乐，大约40几秒，一位同学按表。其它同学估计音乐的时间长度。接近按表时间的获胜。游戏二参与率较大。但学生如果太激动，课堂容易失控。但二个游戏都能使学生掌握停表的操作和读数。而且加强了学生感觉，估计时间的本领。课内练习：1、2、3、4布置作业：和家长玩一次《感受时间》的游戏。再阅读这些材料。写一篇有关《珍惜时间》的短文。上网查询目前钟表，手表的一些情况。下节课交流。参见（材料5）阅读材料：材料1：匆

匆朱自清燕子去了，有再来的时候；杨柳枯了，有再青的时候；桃花谢了，有再开的时候。但是，聪明的，你告诉我，我们的日子为什么一去不复返呢？——是有人偷了他们罢：那是谁？又藏在何处呢？是他们自己逃走了：现在又到了哪里呢？我不知道他们给了我多少日子；但我的手确乎是渐渐空虚了。在默默里算着，八千多日子已经从我手中溜去；象针尖上一滴水滴在大海里，我的日子滴在时间的流里，没有声音也没有影子。我不禁头涔涔而泪潸潸了。去的尽管去了，来的尽管来着，去来的中间，又怎样的匆匆呢？早上我起来的时候，小屋里射进两三方斜斜的太阳。太阳他有脚啊，轻轻悄悄地挪移了；我也茫茫然跟着旋转。于是——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。我觉察他去的匆匆了，伸出手遮挽时，他又从遮挽着的手边过去，天黑时，我躺在床上，他便伶伶俐俐地从我身边垮过，从我脚边飞去了。等我睁开眼和太阳再见，这算又溜走了一日。我掩着面叹息。但是新来的日子的影儿又开始在叹息里闪过了。在逃去如飞的日子里，在千门万户的世界里的我能做些什么呢？只有徘徊罢了，只有匆匆罢了；在八千多日的匆匆里，除徘徊外，又剩些什么呢？过去的日子如轻烟却被微风吹散了，如薄雾，被初阳蒸融了；我留着些什么痕迹呢？我何曾留着象游丝样的痕迹呢？我赤裸裸来到这世界，转眼间也将赤裸裸地回去罢？但不能平的，为什么偏要白白走这一遭啊？你聪明的，告诉我，我们的日子为什么一去不复返呢？

材料2人类最初是怎样有了时间概念的？？答：人类是在长期的狞猎、采集食物和劳动实践中,逐渐熟悉自然环境、掌握了太阳东升西落、月亮圆缺、昼夜交替、气候变化等规律,开始有了天文知识,有了白天黑夜旱晚之分,春夏秋冬四季之分.井利用天体来确定时刻,有了原始的时日概念.漏壶·盂漏

现在计时使用钟表，古时没有钟表怎么办呢？下面介绍几种中国计时器。漏壶漏壶是以漏壶滴水在刻箭上表示出时刻的记时器。漏壶一般由铜制成，它的历史可追溯到夏、商时期。早期的漏壶叫“沉箭壶”。它是这样制作的：在壶底部钻一个孔，壶的中间竖着一根标有刻度的箭杆。使用时，壶里装满水。随着壶里的水慢慢地从小孔里往下滴漏，壶里的水平面也逐渐地下降，箭杆露出水面的部分则越来越长。古人就用箭杆露出水面的长度来计算时间，水面上箭杆上的刻度就表示时间数字。但这种壶水位高时，压力大，水漏得快，水位低时压力小，水漏得很慢。漏速不均，记时也缺乏准确性。于是古人又发明了“浮箭壶”。这浮箭壶是在不同高度上放置三个壶，然后在它们的下面再放一个接水壶，有刻度的箭杆便放在这个接水壶中。使用时，最上面的漏壶里的水先滴入中间壶里，中间壶里的水又滴入下面的壶里，而下面壶里的水则滴入接水壶中。随着接水壶内水平面的升高，箭杆便逐渐上升，人们看箭杆上的刻度，就能知道具体时间。漏壶的制造，据有关资料记载，我国在世界上是头一位。西方的水池钟和漏壶的功用一样，它是雅典法庭用来限制发言人的发言时间的。公元前159年传到罗马，现在雅典还存有这种遗制。但它的制造比我国的漏壶晚得多，据说它是公元前400年柏拉图时代的产物。机械计时器我国最早的机械计时器，隶属于天文仪器。例如，唐朝梁令瓒等人发明的“开元水运浑天仪”，北宋苏颂等人制造的“水运仪象台”等，都包含有“机械计时器”。在这些机械计时器中，已采用了颇为复杂的齿轮系统。尤其是苏颂水运仪象台中报时器里的机械擒纵器，与现代钟表里的关键机件——锚状擒纵器，作用非常相似。英国科技史专家李约瑟博士，便认为它“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。苏颂的报时装置虽然先进，但它仍是天文仪器的一部分。第一个把机械计时器从天文仪器中分离出来的，是元代科学家郭守敬。他的“七宝灯漏”以水作动力，采用了齿轮系统和凸轮机构，能自动报时，还饰有可以按时自动跳跃的动物模型。工艺也大大超过了前人。郭守敬之后到明代初年，能工巧匠詹希元又创造发明了“五轮沙漏”机械计时器。五轮沙漏以流沙为动力，来驱使齿轮运转。这种计时器克服了水漏的不足，但沙料本身不可能十分均匀，因而准确性较水漏稍差。盂漏与更香盂漏据说是唐朝的一个和尚发明的。制造使用原理是：在一个铜盂的底部穿一个小洞，把它放在水面上，从洞中涌入盂里，盂里的水满到一定的程度，就会沉下去。于是，取出盂，倒掉水，再重复使用。铜盂的大小重量是有一定规格的，一般一个时辰沉浮一次。更香就是我们平常用的香作出刻度来计量时间。为了使更香的实用性更大，人们把香做得很长，并盘旋成各种形状，有的能连续燃十几天。有趣的是，有人还用更香做“闹钟”。他们在更香的某时某刻的地方悬挂一个小金属球，当香烧到这个地方的时候，金属球便会掉到接在下面的金属盘子里。这响声便提醒人们到了某时某刻了。

材料3世界上最大的垂直日晷

2002

在英国汉普郡的戈斯波特建成，日晷的时间指针有17米长。这个日晷是朴次茅斯港区恢复发展建设的一部分。

（新华网）日晷：日晷是一种利用太阳的射影来测报时间的计时器。很久很久以前，中国人的老祖宗发现当太阳移动时，树影的位置和长短也在发生变化，而变化很有规律：早晨，太阳从东方冉冉升起，树影朝西，而且显得特别长；中午，太阳在正空中高悬，这时的树影朝北，而且显得非常短；傍晚，太阳向西方缓缓落下，当太阳离地面很低时，树影朝东，而且越来越长。这个规律的发现，使我们的祖先找到了计时方法。他们找了些石块，把石块放在树旁，当树影移动到某块石头上时，就知道什么时刻。这种方法试了一段时间，就发现树影黑糊糊地一大片，具体时间不好把握，于是砍了一根木棍，把它插在地上代替树木，测量时间比过去准确了许多。这便是原始的日晷。原始的日晷用了若干年，祖先们觉得这种计时器太笨，于是一种小巧灵便的日晷便产生了。这种日晷有一个底盘，底盘的边缘刻划着标志时间的线条，有的是钻的小孔。划线或钻孔的底盘叫针盘，针盘中安放着一个竖着的指针。在阳光下，指针便映出投影，而且会随着太阳的不同位置有规律地变化着。人们只要看指针的影子投落在针盘的哪个线条或小孔上，就能知道准确的时间了。

材料4：什么是星期：“星期”也是一个计量时间的单位,它以七天为一个周期.“星期”这个概念最初是古代人们根括月相的变化,把农历一个月分成四等份,订出了七天为一个“星期”。在目前通用的公历中,“星期”是一个很重要的纪日制度。世界上绝大多数人都遵守这种制度,比如“星期日”就是国际上公认的公休日。古代埃及人早已有了“星期”的概念,他们把日、月、火星、水星、木星、金星和土星这七个天体的名称分配给一星期中的七天,这些名称一直流传下来,在某些国家中还一直保留着.例如日本,他们把星期日到下星期六的七天,分别称为日耀日、月耀日、火耀日、水耀日、木耀日、金耀日、土耀日一秒是怎么定出来的？秒是人们日常生活中计量时间的最小单位.可是多长时间算一秒,转瞬即逝的一秒又是怎样定出来的?

(1)利用地球的自转确定秒长,阳光照在地球上,地球又在不停地自西向东旋转,这就是自然界给人们提供的巨大的天然时钟.地球每转一圈是一日,有了日长,等分以后就可以得到小时、分、秒。秒长就由这个天然时钟确定,是日长的1/86400。

(2)利用地球的公转确定秒长,地球除了自转外还有公转,地球绕太阳一周的时间是一年.地球公转的周期相当稳定.把地球公转周期的若干分之一定为一秒,这样的秒长也是均匀的。l952年国际上制定以地球绕太阳公转周期为基础的计时系统，称为历书时。历书时的秒长即是回归年的1/315569259747。

（3）利用子跃迁确定秒长,原子时的秒长就是用原子跃迁频率的周期来确定的。以铯(Cs)原子在基态两个规定能级结构间跃迁时,所辐射频率的9192631770个周期的时间间隔为一秒。什么是原子秒长，原子时？1967年第十三届国际度量衡委员会决定,从1973年1月1日零时开始,国际标准时间以国际原子钟为标准,国际时间单位是铯原子秒。原子秒长是以铯(Cs)原子在两个规定能级之间跃迁时所辐射的电磁波振荡919263l770次所经历的周期时间作为原子秒长，而国际原子时就是以此时开始,用这样的原子秒长连续累计起来的时间。时间的基本单位是怎么确定的？地球在持续自转的同时还环绕太阳公转。地球公转一周为一年。自转一圈为一天,一天分为24小时,一小时分为60分,一分又分为60秒。“秒”是时间的基本单。可用式子表示如下：1秒=1/3600*24平太阳日。“平太阳日”据地球绕太阳一周一年的总时间加以平均后所得的时间间隔,因而作为时间计量的单位.时、刻、更、鼓、点时、刻、更、鼓、点，都是古代计时单位，现时也沿用。

时：指时辰。古代一昼夜分为十二个时辰，每一个时辰折合现在的两小时。以十二地支为名，从夜间十一时起算，夜半十一时至一时是子时，夜一时至三时是丑时，其余类推。

刻：古代用漏壶计时一昼夜共一百刻。一刻合现在十四分二十四秒。顷刻——指很短时间。现时所说“时刻”即源于此。

更：一夜分五更。每更约两小时，大致分为：晚七时至九时为一更，九时至夜十一时为二更，其余类推。

鼓：古代夜间击鼓报更，故以鼓为更的代称。

点：古代用铜壶滴漏计时，以下漏击点为名。一夜分五更，一更又分五点。一点合现在24分钟。现时所说“几点钟”、“钟点”的“点”即源于此。

材料5、回眸腕表百年雨果曾经说过："世界上再没有什么能够像时间带出的概念那样强而有力。"对于忠实记录多个重要的历史时刻的工具，对于时尚中的精妙点缀，我们完全有现由在这一个千年更替的时刻，回顾一下这个世纪以来腕表的变迁。

追昔怀古

无论是埃及、美索不达来亚还是中国，文明的发祥都伴随着计时工具的发展，日冕（日圭）、水钟、沙漏等帮助人们分清子午。1094年，宋人苏颂发明的"水运仪象台"将流水和机械完美组合在一起，连我们炎黄子孙都很少知道，这台仪器代表了古老计时工具的巅峰，当时其他文明皆难望其项背。200年后，欧洲人才在模仿基础上发明了现代意义上的计时器。

从13世纪英格兰终于出现略显笨拙的机械钟开始，动力源泉在15世纪从"驱动坠"变为发条，然后是电池、动能、光能；从单一时针，到时、分、秒针，月规到液晶显示；现代的手表已经令古人匪夷所思。有一点十分重要，很多人心目中一秒的要领还是平均太阳目的1/86400，实际上，1967年，秒已经被定义为9，192，631，770次辐射，我们的计时已经超越了日出日落的概念。

腕表初现

戴在手上的腕表（手表）被我们习以为常，可很少有人知道真正意义上的腕表是本世纪的产物。虽然16世纪后便有人把计时工具戴在手上，但直到本世纪初布尔人战争（Bore

War）时期，更确切的说是在一战时期，军人们才真正体会到腕表的好处，虽然许多普通大众还认为把表戴在手腕上是荒谬的事。

看时间变得更容易，装饰性也增强了，但是由于当时技术所限，腕表精确度会受到摆动等影响。可把把放在首位的先锋女性们不管这些，她们的执着赢得了运动员、司机和技师们的支持。20年代后，腕表终于成了气候。比怀表更需要精致的腕表迫使业者拼命地开发技术，让腕表更准确、更坚固，更具适应性。30年代后，表业老大--瑞士的腕表产量就超过了怀表。

当时的腕表都是由表匠手工制作，虽然功能很初级，但每个零件都很精细，外观装饰也很考究，也很有收藏价值。毫无疑问，当时腕表还属于奢侈品，有相当财力者才能拥有。

此后，一直到60年代前，表业并未出现革新性的进展，只是将原来许多怀表中的技术，经如舵飞轮、月相仪、两地计时装置等加在了腕表上。腕表不但能显现日、月、星期，还有诸如59日自动运行一周的月相仪等功能，虽然准确度仍稍差，却也十分诱人，值得一提的还有，精确秒表的诞生为将来的运动表大兴其道打下了基础。

石英风暴

16世纪，钟表一天的误差是15分钟！50年代，一只表10天误差10妙就已经很准确了，准确是当时腕表的最重要卖点之一，然而，石英表的出现改变了这一切。

20年代，刚诞生的石英表有8立方米那么大，到了1968年，它已经小巧到可以戴到手腕上，1969年，第一只石英表Seiko

Astron在精工诞生了。1967年，在瑞士纳沙泰尔天文台，机械表在与石英表准确性的比较中一败涂地，最棒的机械表得了分，而最好的石英表得了分（分数赵少准确性越高），如今更精确的原子钟，比机械表更准确10万倍！

便宜而准确的石英表卷起了一场风暴，70年代到80年代初，素来以精湛的机械工艺闻名的瑞士表业陷入了危机，全球市场占有率从43%降到了15%以下，连"007"手上的劳力士也变成了精工表。1973年，液晶屏幕数码显示的石英表诞生，这类手表在价格很低的同时功能大大增加，人们纷纷为机械表的前途担忧。

多姿年代

瑞士人有一句充满自信的话：只要时间存在，计时工具就会存在。虽然多种电子产品都有计时功能，腕表独有的便利和装饰魅力仍无法代替。

1983年，在瑞士钟表业的低谷中，新鲜花巧的SWATCH表诞生了。1976年，瑞士人制造出了当时全球最薄的石英机芯，厚度只有3.7毫米，此后天梭表和陶瓷表，这些技术革新加上表身一体化的理念，终于将以外形怪趣、装饰性第一的风格推向了成功，在某种意义上这也是瑞士表业翻身的标志。

与此同时，相当众多的名表品牌坚持着高档路线，人们逐渐发现，石英表永远无法代替机械表的神秘感，在高档表中，机械魅力依然占据上风，此外，数码显示也远没有指针更有艺术感觉，在诸如"比别人更机械一点"等口号下，传统品牌也逐渐恢复了元气。表业的复兴令不少其他时尚品牌也纷纷涉足其中，GUCCI、CK、MONT

BLANC、VERSUCE、GUESS甚至NIKE等都在表业业绩不俗。时间是什么？富兰克林的回答是：“时间就是金钱。”一直以来，这句话与“知识就是力量”一样，被看做是励志的格言。然而，在21世纪的今天，它字面上的含义却更加突显,时间具有了与石油和昂贵金属一样的价值，现代经济的基础单位就是以每秒兆元计，难怪人们对时间分秒必争，锱铢必较。

时间越来越值钱

英国经济学教授华克做出一个公式，一位普通的英国人在刷牙上花费的3分钟可以与45美分等价。如果用这3分钟去工作，那么在扣去所得税与社会保险金后，他将赚到45美分。时间确实成为一种特殊的商品。时间可以定义为一种连续的事件流，所有的故事都在其中不断地承前启后，无论是一年还是一纳秒，其间都有数量无限的事件发生。葛雷克曾在《毫秒必争》中写道，在上世纪80年代，美国联邦快递服务的创立使迅捷的信息交换成为可能。那时，也只有联邦快递的客户才能享受到这样的便利。但当更多的人知道了这种服务后，整个世界对邮递速度的期望都更高了。互联网的出现无疑再次改变了人们对时间的感受，时间基本上已经超越了空间的束缚。通过网络，纽约和塞内加尔的人可以在同一时刻得知最新的消息。

计时越来越精确

真正的时间革命是13世纪机械钟表的出现。它的出现使人类从大自然手中夺回了对时间的控制权。随后，机械钟表用游丝代替了笨拙的钟摆，使计时器缩小成可以像珠宝一样随身携带的物品。

真正让时间精度得到质的飞跃的是原子钟。其纳秒级(十亿分之一秒)的精确度远远超过其他可观测的物理学单位。

人类越来越困惑

“时间究竟是什么”仍难以回答，在讨论什么叫“光阴似箭”的时