2023年秋新教科版五年级科学上册《3.4机械摆钟》教案教学设计

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1、4.机械摆钟【教材简析】本单元前三节课探究的是太阳钟、水钟等一些简易的计时工具，本课是探索精确计时工具的第一课。学生从钟摆的摆动开始观察研究，通过测量钟摆一分钟摆动的次数，发现它每分钟摆动的次数是相同的，初步感知摆的等时性。然后动手制作一个简易的摆，重复观测自制单摆一分钟内摆动次数，通过分析数据进一步明确摆的等时性：同一个单摆在相同时间内摆动次数相同。此外，通过对比各组间的数据，会发现不同小组的摆摆动次数是不同的，为下一课摆的快慢提出了待研究的问题。本课的重点是研究单摆的运动规律，即等时性原理。培养学生基于观测到的数据，运用分析、比较的方法阐明单摆运动规律的思维方式。同时在探究中保持严谨观测的

2、态度、发展对计时工具研究的兴趣。【学情分析】前几节课中，学生已观察并制作过类似水钟这样的简易计时装置，这节课将对钟摆能精确计时的原理展开探究。在操作前，需要引导学生思考并解决操作中的一些问题，如怎样计时？怎样数摆动次数等。五年级的学生已经具备一定分析和处理数据的能力，但要想他们在研究单摆等时性时有更多的发现、提出更多的问题，研讨时需要我们引导他们对组内数据和组间数据进行有效分析。【教学目标】1.科学观念：过对钟摆以及自制单摆一分钟内摆动次数的重复观测，知道同一个摆在相同时间内摆动次数相同，认识到人们基于摆的等时性原理制成了摆钟，使时间的计量误差更小。2.科学思维：基于实验中观察到的现象及获取的

3、数据，能运用分析、比较的方法，阐明单摆的运动规律。3.探究实践：通过了解钟摆的构造，能制作一个简易单摆并探究摆的运动特点；在实验中能准确地重复观测摆在一分钟内摆动的次数。4.态度责任：在研究单摆运动规律的过程中，能保持严谨观测的态度；通过制作、观测单摆，发展对计时工具研究的兴趣。【教学重难点】重点：基于数据的整理分析，理解摆的等时性原理。难点：准确地观测摆钟，探究自制单摆运动的特点。【教学准备】教师：1.教学课件；2.机械摆钟一个、单摆一个。学生：1.每组铁架台一个、棉线一根、筷子一根、小球（螺帽）一个、秒表一个；2.课堂作业本中的记录单。【教学过程】一、聚焦：摆钟是怎样计时的（预设4分钟）材

4、料准备：课件1.提问：通过前几节课的学习，你知道了哪些计时器？2.讲述：借助日晷、水钟这些工具我们只能知道大概的时间，人们一直在探索更精确的计时器，摆钟的出现大大提高了计时的精确度。3.讲述：摆钟是通过怎样的方式计时的？为什么它能更精确地计时？揭示课题：机械摆钟。【设计意图】简要回顾日晷、燃香钟、水钟等计时器后，引导学生思考“精确度较高的摆钟是通过怎样的方式计时的”，激发学生探究摆钟计时原理的兴趣。二、探索：摆的等时性（预设30分钟）材料准备：课件，一个机械摆钟、每组铁架台一个、棉线一根、筷子一根、小球（螺帽）一个、秒表一个、作业本中的记录单（一）观察钟摆的运动1.组织讨论：你们见过机械摆钟吗

5、？摆钟是怎样来计量时间的？教师出示机械摆钟，学生观察摆钟并组内交流。2.出示图片：摆钟的结构图，介绍摆锤、摆绳。3.提问：为什么摆钟能够更精确地计时？4.研讨：如何探究钟摆的摆动规律。（1）提问：怎么测量摆在一分钟内摆动的次数？（2）追问：怎样算摆动一次？（3）演示：教师演示数钟摆摆动的次数：从起点出发回到起点算摆动一次。（4）提问：为了实验的准确性，需要测几次？5.学生开展实验，完成记录单。6.组织交流：对比三次测量结果，说一说你的发现。（预设：钟摆每分钟摆动的次数是相同的。）7.提问：现在你能理解它为何能精确地计时了吗？（二）自制单摆，观察摆运动的特点1.过渡：除了摆钟里的摆，其他的摆在摆

6、动时是否也有同样的规律呢？我们也动手做一个摆，研究它摆动时的特点。2.出示材料，演示单摆的制作。3.布置任务：请同学们利用上述材料做一个摆，让你的摆自由摆动起来。4.提问：你们的摆能自由摆动起来了吗？在摆动过程中你有什么发现？（预设：摆动的幅度越来越小了；摆动的方向会有点变化）5.提问：它在相同时间内摆动的次数会相同吗？6.研讨：如何准确地测量摆在1分钟内摆钟的次数？（1）测量几次？（2）小组内如何分工？（3）小组上台演示：一个计时员、一个计数员、一个记录员，密切配合。7.开展实验：学生分组实验，完成记录单。教师巡视指导，汇总每组数据。【设计意图】在测量钟摆及自制单摆一分钟摆动次数前，引导学生

7、探讨计数方法，充分思考并解决操作中的一些问题、注意事项。分组实验时，教师随时给予学生指导，方便数据的准确获取及后续交流汇报，更有助于本课重难点的突破。三、研讨：实验发现（预设：6分钟）材料准备：课件1.交流汇报：分析你们组的数据，说说你的发现？2.小结：同一个摆，在相同时间内摆动的次数相同。这就是摆的等时性。课件呈现资料介绍科学家伽利略和惠更斯的故事。3.引导思考：每个小组的数据都汇总在了这张表格中，分析表中数据，你还有什么发现？（预设：不同的摆在相同时间内摆动次数不同。）4.提问：不同的摆，为什么在相同时间内摆动次数会不同？带着你的猜测，课后设计实验继续探究，去检验一下！【设计意图】通过分析

8、组内数据，引导学生进一步明确摆的等时性原理。同时鼓励学生对小组间的数据进行分析比较，激发学生继续探究的兴趣。四、板书设计4. 机械摆钟 摆的等时性：同一个摆在相同时间内摆动次数相同。 摆的等时性：同一个摆在相同时间内摆动次数相同 摆摆绳摆锤【疑难解答】日常教学中，机械摆钟实物不容易找到，怎么办？机械摆钟的实物生活中不一定都有，网上买价格很贵。可以自己制作一个flash版本的机械摆钟，上课时可以用；或者通过下载小学科学网上本课的课件，里面有插入一个机械摆钟摆动的视频（时长3分钟多）；也可以购买一个简易版本的摆钟（主要包含钟摆这一结构），通过增加一根小铁丝可以调节摆在一分钟内摆动的次数，也能够达到教学效果。