师：这节课我们一起来学习小学科学大象出版社四年级下册第四单元第一课《原子钟寻亲记》，内容在课本第 35 页和 36 页。本节课学习目标有两个：一是了解人类计时工具的发明和发展历史，认识重要仪器的原理、结构、功能及优缺点；二是收集计时工具的信息，并对这些信息进行比较和分类，提高收集信息和处理信息的能力。上课前，请大家准备好科学书、计时工具比较分析记录单、笔，查阅资料，收集计时工具相关信息，初步了解计时工具发展历史。准备好了，我们就开始上课。同学们，如果要知道当前时刻或者计量时间，有哪些方法？
生：我可以看电子表知道时间。我爸爸用的是全自动手表。教室里我们看时间是看挂钟。护士阿姨用怀表看时间，我还在计时工具店里看到了摆钟。
师：这些都是常见的计时工具。你还找到了哪些？
生：古人通过看日晷知道时间。
生：沙漏也可以计时。体育课上体育老师用秒表计时。
师：真厉害。这位同学找到了两种古人用的计时工具。那同学们知道当今世界上最精确、最先进的计时工具是什么吗？
生：是原子钟。
师：对，虽然它看上去并不像普通计时工具，但却是当今世界上最精确的计时工具。我们一起来了解一下。原子钟最初由物理学家创造出来用于探索宇宙本质，是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计算时间的。它与平时所用的钟表不同，在要求很高的生产科研中，需要原子钟这类更准确的计时工具。原子钟分为铯原子钟、氢原子钟等。其中铯原子钟稳定性非常高，每天的误差只有 1/1,000,000,000 秒，这种精确度远远高于普通钟表每年一分钟的误差。这么精确、先进的原子钟却有一个愿望，它想了解计时工具家族的成员和历史。为了满足它这个愿望，我们通过一段视频来看一看计时工具的发展历史。
（播放视频）
师：同学们，从这段视频中你有什么发现？
生：从上段视频中，我们知道人类最早通过看太阳升降、月亮圆缺和地球上昼夜交替来判断时间，然后根据影子变化发明了最早的计时工具日晷。可遇到阴天或夜晚，日晷就不灵了，于是又发明了水钟。人类也曾用过蜡烛和燃香来计时，后来科学家又发明了摆钟和石英钟。如今世界上最精确的是原子钟。计时工具家族成员不少，历史悠久，而且随着时间推移，计时工具越来越精确，越来越方便。
师：这位同学发现很多，也很擅长表达。课前同学们都查阅了计时工具相关资料，你都收集到了哪些信息？是怎么整理的？
生：我查阅了很多计时工具的图片，有日晷、漏刻、沙漏、水运仪象台，还有自鸣式机械钟、怀表、机械摆钟、石英表、原子钟。
师：这位同学展示了 9 种不同时期计时工具的图片。
生：我了解到日晷是人类最古老的计时工具，漏刻是摆脱了天文现象的计时仪器。水运仪象台是中国宋朝天文学家苏颂组织韩公廉等人制造的。第一块怀表是 16 世纪初德国表匠亨莱茵制成的，但它有时针，却没有分针和秒针。17 世纪 50 年代，第一个机械摆钟产生于荷兰科学家惠更斯的实验室内。第一块石英手表是 1969 年由瑞士人创意，日本精工企业制作的，其价格在当时相当于一部汽车。美国国家标准技术研究所的锶原子钟是目前世界上最精确的计时工具，在 3 亿年的时间内误差不会超过 1 秒钟。
师：他展示的信息是按计时工具出现的时间顺序整理的，还找出了几种重要计时工具的发明创造者。
生：我查阅了机械钟的资料，机械钟的出现大大提高了时钟的精确度。1350 年第一座机械闹钟出现于德国。到 16 世纪初，意大利教堂中响起了机械钟声。同时期德国表匠亨莱恩制作的怀表也是一个小型机械钟。1582 年，伽利略发现单摆的等时性，这是时钟历史上的一大进步。在前人的研究基础上，荷兰科学家惠更斯提出了单摆原理，并制作了第一座自摆钟，从此时钟在一天内的误差可以秒来计算。在 1762 年，最好的机械表已经能够达到每三天才差一秒钟的精确程度。这样的时钟即使在如今的日常生活中也足够用了，但在天文、物理等科学领域中，人们对时间精确度的要求却并不止于此。