师：同学们好，欢迎来到科学课堂。这节课我们要学习小学科学大象出版社四年级下册第四单元第四课《改进小水钟》，内容在课本第41和42页。本节课学习目标是：一、能发现造成小水钟计时不准确的主要原因，以及古人为解决这一困难采用的方法；二、能依据对三级漏刻资料的阅读理解，掌握三级漏刻的原理，改进自制小水钟。
大家要准备好美工刀、锥子、笔、秒表、热熔胶枪等制作工具，还有塑料瓶、吸管、可粘贴纸条、水等制作材料。都准备好了，我们就开始学习。上节课我们制作了小水钟，测试时发现漏壶滴水速度越来越慢，计时不准确。是什么原因造成的呢？我们来看看古人有什么发现。
漏刻是我国古代最重要的计时工具，由漏壶和标尺构成。我国出土最早的漏刻为西汉遗物，漏刻分沉箭漏和浮箭漏。浮箭漏由两个漏壶组成，上面是泄水壶，下面是受水壶。受水壶内装有带刻度的箭尺，承接泄水壶流下的水，箭尺随之上浮，标记时刻。但水的流速与泄水壶中的水位高度有关，水位高时流速快，水位低时流速慢。
古人也发现随着水位降低，漏壶滴水速度会越来越慢，这是造成小水钟变慢的主要原因。看来要想小水钟计时准确，必须想办法让水流速度稳定。怎么才能让水流速度稳定呢？
生：如果能让漏壶里的水位保持稳定，水流速度就稳定了。泄水型的小水钟好像没办法改进，因为它是通过水位下降带动浮箭下降来计时的，不能保持水位不变。
师：你们分析得很有道理，泄水型钟确实没办法改进。改进受水型水钟的关键是要保持供水壶水位稳定。怎么才能保持供水壶水位稳定呢？
生：非常麻烦，得有一个人专门负责，不停地加水，会很累。
生：一个人恐怕还不够，他也得吃饭睡觉呀。
师：看来人工加水不太现实，得设计一个自动加水的装置。这真是个难题，我们找找看古人是怎么解决的。
水的流速跟泄水壶中的水位高度有关，水位高时流速快，水位低时流速慢，这会影响计时精度。于是人们在泄水壶上方添加多级壶供水，使泄水壶的液面保持稳定。宋代时，燕肃在莲花漏中首次采用漫流平水系统，渴乌A的口径大于渴乌B，使下壶的受水量大于排水量，所以下壶始终保持漫流状态，很大程度上消除了水位变化对流量的影响。宋代漏刻日误差能达到几秒钟的水平。
古人通过多级壶供水，使泄水壶水位保持稳定。特别是宋代燕肃发明的莲花漏，采用漫流平水系统计时，日误差只有几秒。其实视频中所说的莲花漏就属于三级漏刻。我们一起来阅读三级漏刻的资料，了解它的结构和原理。为了保持漏壶的水位稳定，这个漏壶又称为平水壶，使流入受水壶的水流速度不变，古人设计了三级漏刻。在平水壶的上方加一个天壶，持续为平水壶供水，在平水壶侧面一定高度处接一分水壶，使天壶流下来过多的水流入分水壶，这样就可以保持平水壶的水位稳定。
阅读了三级漏刻的资料，谁能说说三级漏刻一共有几个壶？
生：三级漏刻一共有三个壶，最上面的叫天壶，中间的叫平水壶，下面的叫受水壶。
生：不对，应该是四个壶，还有一个分水壶。
师：这四个壶分别有什么作用呢？
生：天壶是往平水壶里加水的，平水壶是往受水壶里加水的。受水壶就是我们做的水钟下面的瓶子，平水壶就像上面的瓶子，天壶就像刚才我们用来往上面瓶子里加水的瓶子。平水壶里的水要是加多了就会流到分水壶里。
师：说得真完整，这样做的目的是什么？
生：为了保持平水壶里的水位不变。
师：你觉得这个设计怎么样？
生：古人真是太聪明了，他们给平水壶的侧面开孔，这样往平水壶里多加的水就会流到分水壶里，使平水壶里的水位保持不变。