五上科学3.6《制作钟摆》教学设计（新课标版）

6.制作钟摆【教材简析】本课是五年级上册《计量时间》单元的第6课。在上一课的教学中，学生通过研究已经发现，摆的摆动快慢与摆绳长短有关。摆绳越长，摆动就越慢；摆绳越短，摆动就越快。但是教科书又为学生的研究设置了新问题，机械摆钟里的钟摆每分钟摆动60次，如果要制作一个1分钟正好摆动60次的摆，该怎样来制作呢？在本课中，学生将用调节摆绳长度的方法来调节摆的快慢。经过本课的研究，学生将能够更好地理解钟摆，并学会用较短的时间、较少的次数来控制钟摆的快慢。根据前面的学习基础，学生也将制作一个1分钟摆动60次的摆，也就是机械摆钟的钟摆。【学情分析】在前面几课学习中，学生已经认识了摆的基本特点。本课需要学生设计制作一个1分钟正好摆动60次的摆，在制作的过程中，运用测量与比较的方法来研究摆的摆动快慢。学生在之前的科学学习中，已经具备了一定的分析与比较能力，并能进行简单预测，但如何用较短的时间、较少的次数成功制作钟摆，需要教师引导学生进行讨论，制订并完善小组的设计方案，然后实施制作与测试，学会控制钟摆的快慢。【教学目标】科学观念：通过回顾对摆的认识，知道摆的摆动快慢与摆绳长度有关，理解摆绳长度越长，摆动越慢，反之则越快。科学思维：在调整摆绳长度时，用比较的方法能预测摆的摆动快慢。探究实践：在真实测量情境中，研究摆绳长度如何影响摆动快慢，能较快制作每分钟正好摆动60次的摆。态度责任：在实践探究中，养成细心观察、准确测量的习惯，能对新问题的研究保持积极的探究欲望。【教学重难点】重点：运用所学的知识设计与制作1分钟正好摆动60次的摆。难点：能运用测量与比较的方法来研究摆的摆动快慢，学会制作钟摆。【教学准备】教师：1.教学课件；2.机械摆钟。学生：1.细长绳、铁架台、计时器（秒表或者手表）、摆锤（金属球）、尺子；2.课堂作业本。【教学过程】一、复习回顾、聚焦问题（预设5分钟）材料准备：细长绳、铁架台、金属球、秒表1.出示材料：细长绳、铁架台、金属球。2.学生制作摆，并测1分钟摆动次数。（学生汇报、汇总）3.出示机械摆钟：同学们做的摆1分钟摆动次数各不相同，钟摆1分钟摆动60次，现在你们能制作一个1分钟正好摆动60次的摆吗？4.出示课题：制作钟摆。【设计意图】通过制作摆，对前面所学的知识运用和巩固，也为下面预测摆绳长度做好铺垫，然后提出本节课需要完成的任务，引导学生去思考。二、探索和研讨（预设32分钟）材料准备：尺子、摆、秒表、夹子、课堂作业本（一）设计方案：1.初步确定摆绳长度（1）引导：每分钟摆动60次的摆，摆绳长度该怎么调？（2）追问：你觉得多少长度合适呢？（提示学生根据刚才做的摆预测摆绳长度）（3）初步确定长度：师引导学生根据目前已有经验大体确定摆绳的长度，把摆绳调整到这个长度并摆动起来，学生测试1分钟摆动几次。2.确定调试摆绳长度方案（1）如何用较短的时间、较少的次数完成调试？（2）学生进行讨论。（3）学生汇报。教师引导学生思考第二次调试的摆绳长度应该怎样确定——是每次减少（或增加）5厘米进行调试，还是取上一次测量数值的一半（或两倍）进行调试？3.各小组讨论制定方案。（1）设计方案。（2）交流方案，不断完善方案，直至确定方案。（二）制作与测试1.教师提出实验要求：（1）制作20秒摆动20次的摆。（2）用最少的次数调试成功。（3）调试过程中，及时记录数据。20秒钟摆动次数记录表摆绳长度摆动次数第一次第二次第三次注：每次调整摆绳长度都要及时记录下来。2.学生进行制作与测试，测量过程中，教师引导学生结合他们的测量结果进行预测，不断修正自己的认识，制作出每秒钟摆动1次的摆。3.比一比：各小组上台展示作品，进行检验。（三）交流研讨1.1分钟摆动60次的摆，它的摆绳长短有什么特点？2.摆绳长度增长一倍，摆动次数减慢一半吗？【设计意图】在确定设计方案前，引导学生思考确定摆绳长度的方法，在讨论过程中确定自己小组的设计方案。在制作时，能运用测量与比较的方法来研究摆的摆动快慢，在真实情境中不断地调整摆，有效地突破本节课的重难点。三、课堂小结，课后延伸（预设3分钟）1.制作摆钟最重要是能准确为我们计时，本节课各小组积极思考、团结合作，出色的设计方案并制作出每分钟摆动60次的摆。2.请同学们课后继续研究，设计一个1分钟摆动30次或120次的摆，试着找一下摆的摆动次数跟摆绳长度之间有什么关系？【设计意图】学生认识到准确测量的重要性，激发学生保持探究的欲望，培养了学生解决问题的能力。四、板书设计任务1分钟摆动60次任务1分钟摆动60次6.制作钟摆方案增减5厘米法减半或增倍法方法15秒钟摆动15次【疑难解答】制作与测试时，学生如何更有效地利用已有数据准确地预测精确值？答：教师在选择摆绳的时候要考虑到一个合适的区间，让学生经历不断讨论、修正、缩小研究范围的过程，用自己小组的研究方案，找出1分钟摆动60次摆的摆绳长度。7.计量时间和我们的生活【教材简析】本课内容分为两个部分，第一部分是总结和比较计时工具的演变。学生回顾前面6课所学的计时工具的知识，然后以填写表格的形式，对四种计时工具进行比较、整理，让学生清晰地感受到人类计时工具演变的大致过程，继而得出“计时工具的设计运用了物体运动周期性变化规律的原理”的结论，这是基于整个单元的研究概括提炼出的大概念，在课堂内要花时间着重展开研讨。第二部分是调查和了解精确计时的重要性。教科书用了三张图片以及学生亲身经历的或社会上的事例，来说明精确计时的重要性，教科书在这里还穿插了利用石英晶体计时的资料，以丰富学生对计时原理的认识，也是对第一部分的补充。本课的重点是引导学生系统地整理、总结人类计时工具的演变，体会计时工具的精确度对人们的生活、出行等方面的影响，以及帮助人类更好地探索未知的领域，并通过设计作息时间表来体会合理安排时间、珍惜时间的重要意义。【学情分析】通过前面几课的学习，学生认识了几种不同材料制作的计时工具，这些计时工具虽然看起来各不相同，但都能准确计时，它们之间是否存在着某种联系呢？五年级学生有强烈的好奇心和求知欲，他们渴望揭露事物的本质，他们具备了一定的调查和比较的能力，本课将在此基础上，引导学生系统地整理、总结，从而揭示计时工具的计时原理以及精确计时与人们生产、生活的关系。【教学目标】科学观念：在总结和比较人类计时工具的演变中，认识到计时工具的设计运用了物体运动周期性变化的规律。科学思维：运用总结、比较、分析等方法，归纳出计时工具的计时原理。探究实践：能通过表格的方式调查和比较人类计时工具的演变；能在调查和交流中，知道不精准计时会给人类生活造成麻烦。态度责任：在调查中，认识到人类设计不同计时工具来满足不同的用途和需求，以及科技的进步能造福人类。【教学重难点】重点：能通过表格的方式调查和比较人类计时工具的演变。难点：初步认识到计时工具的设计运用了物体运动周期性变化的规律。【教学准备】教师：1.教学课件；2.“精确计时的重要性”班级记录表学生：1.“人类计时仪器的发展史”和“时间基准”资料；2.“计时工具的比较”记录表。【教学过程】一、聚焦：激发兴趣、揭示课题（预设3分钟）材料准备：课件“XX小学的作息时间表”1.课件出示XX小学的作息时间表提问：这是我们学校的作息时间表，根据这张表格，我们现在是在上第几节课，时间是北京时间几点几分？2.讲述：在忙碌的现代生活中，如果按一定的作息时间表来办事，可以让我们的生活和工作变得规律，大大提高工作和学习的效率。今天我们就来学习《计量时间和我们的生活》（板书）。【设计意图】利用作息时间表引出课题，同时让学生知道计量时间能为我们带来便利，认识到科技能够造福人类。二、探索（预设30分钟）材料准备：“计时工具的比较”记录单、“人类计时仪器的发展史”和“时间基准”资料、“精确计时的重要性”班级记录表1.总结和比较人类计时工具的演变。（1）教师讲述：我们每天都要通过钟表来掌握时间、安排工作或做出决定。在现代生活中，人们为精确计时做出了很多努力。提问：人类在计量时间的过程中，发明了哪些计时工具呢？（2）回顾前6课所学内容，结合资料，思考人类计时工具的发展史，完成“计时工具的比较”记录单。（3）学生合作完成记录单。（4）学生展示交流。（5）教师小结：材料由自然事物到人造材料（由简单到复杂），计时精确度越来越高，缺陷越来越少，越来越方便人们使用。计时工具是向着越来越精密的方向发展的，科学技术推动着社会发展。（6）追问：为什么它们都能够用来计时呢？它们的工作原理一样吗？（预设：计时工具的设计运用了物体运动周期性变化的规律。）2.调查和了解精确计时的重要性。材料准备：“精确计时的重要性”班级记录表（1）了解精确计时的重要性。出示“神舟11号与天宫二号对接”图和“东京奥运会男子100米半决赛”图。教师讲解：请看这两则新闻，用上述的计时工具能够完成精确计时吗？为什么？（2）出示“精确计时重要性”班级记录表，调查身边有哪些地方需要精准计时。（3）汇报交流。（4）提问：如果时间不精确，会给我们带来哪些麻烦？（5）小结：在专业领域，人们认为现有计时工具还不够精准，要想办法研究更精确的计时工具来满足工作需要。【设计意图】培养学生自主获取信息、整理信息的能力，同时通过比较、归纳，发现计时工具的演变规律。在教学中穿插科技兴国和拼搏精神的教育，增强学生的民族自豪感和自信心。总结（预设2分钟）通过本课的学习，我们知道了计时工具的设计运用了物体运动周期性变化规律的原理，计时工具与我们的生活息息相关，精确计时在我们的工作、生活、学习中都发挥着重要作用。四、拓展：利用太阳与手表定方位（预设5分钟）在没有导航仪的年代，航行在茫茫大海上的船员，曾利用钟表来辨识方向，他们是怎样做到的呢？通过查阅资料，了解如何利用太阳和手表定方位，以及人们对时间的其他有效应用。【设计意图】让学生了解钟表的其他用途，拓宽他们的知识面，让他们意识到科学来源于生活，应用于生活。同时希望学生多掌握一些技能，培养他们应对突发情况的能力。五、板书设计7.计量时间和我们的生活7.计量时间和我们的生活计时工具的演变计时原理：物体