教科版五年級上冊 3-4 機(jī)械擺鐘 教案

1、機(jī)械擺鐘【教材分析】機(jī)械擺鐘作為時(shí)間的測量單元中的第5課，是對計(jì)時(shí)工具的研究和改進(jìn) 自然開展的產(chǎn)物。前四節(jié)課探究的是太陽鐘、水鐘等一些簡易的計(jì)時(shí)工具，本課 那么是精確計(jì)量時(shí)間工具的第一課。本課的設(shè)計(jì)是沿著科學(xué)史上觀察擺動(dòng)現(xiàn)象、探 究發(fā)現(xiàn)擺具有等時(shí)性、應(yīng)用于科學(xué)創(chuàng)造這樣的思路進(jìn)行的。在單元結(jié)構(gòu)上看，在后續(xù)的幾課中，學(xué)生將進(jìn)一步深入研究擺的快慢影響 因素，并制作自己的鐘擺、計(jì)時(shí)器，所以本節(jié)課的定位，在科學(xué)探究技能上是解 決學(xué)生操作方面的問題，讓學(xué)生的測量盡量精準(zhǔn)一些；在科學(xué)概念的重點(diǎn)是在一 系列相同的時(shí)間段中測量擺的擺動(dòng)次數(shù)，經(jīng)過分析，概括出擺具有等時(shí)性。根據(jù)教師提供的材料，學(xué)生動(dòng)手制作一個(gè)單擺，

2、在制作完成后，開始觀察和 記錄單擺每10秒鐘擺動(dòng)次數(shù)，連續(xù)測屢次。最后會發(fā)現(xiàn)同一個(gè)擺雖然在擺動(dòng)過 程中擺幅變小，擺速變慢，但擺動(dòng)次數(shù)是一樣的，這便是單擺的等時(shí)性；在研討 中，通過比照各組間的數(shù)據(jù)，會發(fā)現(xiàn)不同小組的擺擺動(dòng)次數(shù)是不一樣的，從而產(chǎn) 生新的問題一不同的擺有快有慢的。那么擺的快慢和什么因素有關(guān)呢？自然進(jìn)入 下一階段的學(xué)習(xí)探究。既然擺具有等時(shí)性，那么它能不能作為計(jì)時(shí)器的一個(gè)原理 應(yīng)用？通過出示實(shí)物擺鐘，觀察機(jī)械擺鐘每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)，進(jìn)一步驗(yàn)證了擺具 有等時(shí)性，引導(dǎo)學(xué)生更加關(guān)注和思考日常生活中的現(xiàn)象?！緦W(xué)情分析】擺鐘為什么會比其他計(jì)時(shí)工具精確呢？這個(gè)問題對學(xué)生是比擬有吸引力的。帶著這個(gè)疑問去

3、觀察擺鐘的構(gòu)造，去研究擺，提高了學(xué)生的探究欲。這節(jié)課中孩 子們將面臨兩個(gè)問題，第一：如何準(zhǔn)確測量單擺擺動(dòng)的次數(shù)；第二：如何有效分 析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、發(fā)現(xiàn)更多問題；對于五年級的學(xué)生而言，測量擺鐘1分鐘擺 動(dòng)的次數(shù)不難，但要準(zhǔn)確地測量自制單擺在連續(xù)擺動(dòng)時(shí)，相同時(shí)間間隔內(nèi)的擺動(dòng) 次數(shù)，有不小的難度。所以在第一個(gè)時(shí)間段計(jì)時(shí)結(jié)束后與第二個(gè)時(shí)間段計(jì)時(shí)開始 前需要設(shè)置一個(gè)緩沖的時(shí)間，為第二次小組成員更好地配合、精確測量作準(zhǔn)備。 此外，五年級的孩子已經(jīng)具備一定分析處理數(shù)據(jù)的能力，但仍然有局限性，對實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)整體的橫向、縱向比擬有所缺乏，所以要想孩子們在研究單擺等時(shí)性時(shí)有 更多的發(fā)現(xiàn)、更多問題的提出，研討時(shí)需要

4、我們引導(dǎo)孩子進(jìn)行組內(nèi)、組間數(shù)據(jù)的 比擬?！窘虒W(xué)目標(biāo)】（-）科學(xué)知識1.知道同一個(gè)單擺每擺動(dòng)一次所需的時(shí)間是相同的。2知道人們根據(jù)單擺的等時(shí)性原理制成了擺鐘，使時(shí)間的計(jì)量誤差變小。（二）科學(xué)探究.能重復(fù)觀察和測量擺鐘每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)。.動(dòng)手制作一個(gè)單擺，能較準(zhǔn)確地測量出連續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)擺擺動(dòng)的次數(shù)。.能實(shí)事求是地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過分析數(shù)據(jù)得出科學(xué)結(jié)論（三）科學(xué)態(tài)度.初步體會重復(fù)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要作用。.在測量單擺擺動(dòng)次數(shù)過程中，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赜^察與測量的科學(xué)態(tài)度。.通過制作、觀測單擺，開展對計(jì)時(shí)工具研究的興趣。（四）科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境.科學(xué)的發(fā)現(xiàn)為人們的生活提供了更多方便。.感受到科學(xué)原來規(guī)律

5、應(yīng)用于科技創(chuàng)新的魅力?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】 重點(diǎn)：動(dòng)手制作一個(gè)擺，并觀測單擺在相同時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)的次數(shù)。 難點(diǎn)：連續(xù)測量擺擺動(dòng)的次數(shù)、理解擺的等時(shí)性。教學(xué)準(zhǔn)備：大小不同的螺母、棉線、秒表、鐵架臺、卡紙、記號筆、實(shí)驗(yàn)記錄單 等。【教學(xué)過程】（-）引入真實(shí)場景，聚焦擺現(xiàn)象，產(chǎn)生疑問.播放視頻秋千在人推動(dòng)后的擺動(dòng)。我們觀看了蕩秋千的一段錄像視頻發(fā)現(xiàn)，在一定的外力作用下，秋千會前后擺 動(dòng)起來。吊燈在風(fēng)力的作用下也前后擺動(dòng)（播放視頻1蕩秋千是吊燈都是生活 中常見的擺動(dòng)現(xiàn)象。.請同學(xué)們觀察并比擬秋千和吊燈在結(jié)構(gòu)上和運(yùn)動(dòng)過程中有什么相同點(diǎn)。.總結(jié):像秋千、吊燈這樣由一根繩子和一個(gè)重物組成的裝置，我們把它稱為擺?！驹O(shè)計(jì)

6、意圖：通過播放視頻，讓學(xué)生比照觀察，思考秋千和吊燈擺動(dòng)時(shí)兩者背后 的共同點(diǎn)，歸納出它們都有一根繩子和一個(gè)重物，繼而教師直接出示擺的概 念，使擺的概念從具象到抽象的自然過渡。】（二）做一個(gè)擺，觀察單擺結(jié)構(gòu)及擺動(dòng)特點(diǎn)，提出研究問題材料準(zhǔn)備：每組鐵架臺一個(gè)、棉線一根、筷子一根、鐵球一個(gè)、秒表一個(gè)、記 錄單一份.教師提供材料，小組合作制作一個(gè)擺。.用一定的方法讓制作的擺擺動(dòng)起來，觀察擺的擺動(dòng)，它有什么變化嗎？.觀察自己小組的擺由哪幾局部組成？揭示擺的各個(gè)局部結(jié)構(gòu)名稱（板書：擺繩、 擺長、擺幅）.交流；你們小組用什么方法使擺擺動(dòng)起來？發(fā)現(xiàn)擺有什么變化？你的依據(jù)是什 么？（預(yù)設(shè)：擺動(dòng)的幅度越來越小了；擺動(dòng)

7、的方向會有點(diǎn)變化；擺動(dòng)的速度越來越慢 了）.教師演示擺動(dòng)擺的正確方式6根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出核心問題如果要證明擺是先快后慢，還是擺動(dòng)速度一樣？我們可以怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明？（預(yù)設(shè)：讓我們的擺一直在擺動(dòng)，測出它在幾段相同時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)的次數(shù)，看是否 相同。）【設(shè)計(jì)意圖：教師給學(xué)生提供有結(jié)構(gòu)性的材料，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生嘗試制作一個(gè) 擺，并使它擺動(dòng)起來，觀察擺的擺動(dòng)，從中獲得感性認(rèn)識。全部同學(xué)進(jìn)行交流, 聚焦到核心問題一每一個(gè)擺在相同的時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)的次數(shù)一樣嗎？】（三）設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)，探究擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.小組學(xué)生討論，交流實(shí)驗(yàn)方法。組內(nèi)同學(xué)互相改進(jìn)方法，提出這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的注意點(diǎn)。教師強(qiáng)調(diào)：計(jì)時(shí)的同學(xué)每10秒鐘喊一下

8、到，但是數(shù)數(shù)的同學(xué)不能停。計(jì)數(shù) 的同學(xué)每10秒重新開始計(jì)數(shù)，記錄的同學(xué)那么馬上把計(jì)數(shù)同學(xué)的10秒回報(bào)數(shù)據(jù) 給記錄下來。三個(gè)人的合作要相當(dāng)緊密默契。大家有信心嗎？.全部同學(xué)和老師合作示范一次。小組分工明確，1人計(jì)時(shí)，2人數(shù)數(shù)，2人記 錄。.教師出示擺動(dòng)次數(shù)的觀察記錄表，有針對性的進(jìn)行指導(dǎo)。（1）控制擺的角度，角度不要太大，來回?cái)[動(dòng)算一次。（2 ）控制好時(shí)間點(diǎn)，計(jì)時(shí)、數(shù)數(shù)、記錄一定要配合好。(3)拉住擺錘，擺繩拉直，聽到口令后松手，不能推一把。(4)每次記錄算出平均數(shù)后，把平均數(shù)也填寫在表格中。時(shí)間段第0-10秒第10-20秒第20-30秒第30-40秒第一次第二次第二次平均數(shù).完成小組實(shí)驗(yàn)后，小

9、組代表把填好的表粘貼在黑板上?！驹O(shè)計(jì)意圖：這是本課針對核心問題研究的中心環(huán)節(jié)，以學(xué)生小組共同體的形式 進(jìn)行探究，教師給學(xué)生提供有結(jié)構(gòu)性的材料，對學(xué)生可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行多方預(yù) 設(shè)，以及策略的思考和準(zhǔn)備。在實(shí)驗(yàn)開始前，對全班進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)，再放 手讓孩子去實(shí)驗(yàn)，因此學(xué)生的實(shí)踐是沒有難度的，重點(diǎn)放在了學(xué)生操作的數(shù)據(jù)記錄上。】時(shí)間0-10 秒10-20 秒20-30秒30-40 秒第一一組7787第一組10111010第二組8878第四組11111111第L組7887第六組1091010第七組7778（四）分析研討數(shù)據(jù)，形成結(jié)論.縱向比擬各組的數(shù)據(jù)，分析其規(guī)律。（預(yù)設(shè)：同一個(gè)擺在連續(xù)擺動(dòng)時(shí)，相同時(shí)

10、間內(nèi)擺動(dòng)次數(shù)相同。）總結(jié)：我們發(fā)現(xiàn)擺在擺動(dòng)過程中相同時(shí)間擺動(dòng)的次數(shù)是一樣的，我們把擺的這種 規(guī)律稱為等時(shí)性。伽利略發(fā)現(xiàn)擺的等時(shí)性。.橫向比照全班同學(xué)的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生新的疑問。我們一起來比擬全班的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了什么新的問題嗎？對數(shù)據(jù)產(chǎn)生疑惑：為什么每個(gè)小組擺動(dòng)的次數(shù)不一樣？【設(shè)計(jì)意圖：數(shù)據(jù)的記錄和分析，既是解決問題又是產(chǎn)生新問題的重要環(huán)節(jié)。教 師引導(dǎo)學(xué)生橫向、縱向比照分析數(shù)據(jù)，既能得出擺具有等時(shí)性這一規(guī)律，又會產(chǎn) 生為什么每個(gè)組擺動(dòng)的次數(shù)不一樣這個(gè)新問題。這時(shí)有效問題的產(chǎn)生和提出 都是從學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄中分析得到的，也為下節(jié)課做了鋪墊J（五）遷移到擺鐘，觀察擺鐘的結(jié)構(gòu)及擺動(dòng)特點(diǎn)，產(chǎn)生新疑問.擺的等時(shí)性-

11、我們能把它用到計(jì)時(shí)工具中嗎？.荷蘭科學(xué)家惠更斯經(jīng)過多年研究，把擺的等時(shí)性應(yīng)用到了鐘擺中，創(chuàng)造了機(jī)械 擺鐘，大大提高了計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性。.實(shí)物展示生活中的機(jī)械擺鐘。機(jī)械擺鐘的構(gòu)造比我們制作的擺更加精密。.用秒表測一測，擺鐘的擺每30秒擺動(dòng)多少次？全班同學(xué)心里默數(shù)，匯報(bào)。.播放錄像中的擺鐘，大家看看這個(gè)擺鐘每30秒擺動(dòng)的次數(shù)是多少？我們的擺 鐘擺動(dòng)每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)相同嗎？擺鐘具有等時(shí)性，但是不同的擺鐘，每分鐘擺 動(dòng)的次數(shù)一樣嗎？我們又發(fā)現(xiàn)了什么問題？（預(yù)設(shè)：跟一開始的擺動(dòng)幅度有關(guān)；跟擺繩的長度不同有關(guān)）.總結(jié)：今天我們制作了擺，進(jìn)行了屢次實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，回顧你的研究，你在 有所收獲的同時(shí)又有什么新問題

12、嗎？【設(shè)計(jì)意圖：科學(xué)研究可以解決生活中的問題，給生活帶來更多方便。擺鐘就是 將擺的規(guī)律應(yīng)用到生活中。教師把實(shí)物帶到了課堂，讓學(xué)生深刻認(rèn)識到科學(xué)規(guī)律 能夠?yàn)榻鉀Q日常問題帶來方便。此外學(xué)生對不同擺鐘的延伸拓展，讓學(xué)生產(chǎn)生新 的疑問所有擺鐘的擺動(dòng)速度都是一樣的嗎？讓學(xué)生不斷深入學(xué)習(xí)、思考質(zhì)疑J【作業(yè)設(shè)計(jì)】1、擺的等時(shí)性是（填科學(xué)家名字）發(fā)現(xiàn)的。擺的等時(shí)性是指2、小紅和小軍在公園里玩蕩秋千的游戲。小軍想知道在相同時(shí)間內(nèi)秋千擺動(dòng)的次數(shù)是否變化。于是他測了連續(xù)4個(gè)15秒內(nèi)秋千擺動(dòng)的次數(shù)。他得到的結(jié)果最可能是？（）A.擺動(dòng)次數(shù)減少B.擺動(dòng)次數(shù)相同C,擺動(dòng)的次數(shù)增加【板書設(shè)計(jì)】【教學(xué)反思】整節(jié)課的流程是從熟悉

13、的生活場景出發(fā)，創(chuàng)設(shè)激發(fā)學(xué)生有效提問的真實(shí)生活場景, 建立模型，繼而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，收集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，表達(dá)結(jié)論，思考與產(chǎn)生新 的問題，應(yīng)用拓展，繼續(xù)探究。.結(jié)合科學(xué)史教育聚焦核心探索問題。機(jī)械擺鐘的創(chuàng)造是伽利略在對教堂吊燈的 觀察中發(fā)現(xiàn)了擺的等時(shí)性，繼而進(jìn)行研究，本節(jié)課也以此為起點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生提出 問題，之后提供有結(jié)構(gòu)性的材料讓小組制作擺，形成對擺的概念和結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。 這也對擺后續(xù)的研究打下基礎(chǔ)。.立足學(xué)科本質(zhì)，在合作探究中解決核心有效問題。擺的等時(shí)性是本課研究的重 難點(diǎn)，科學(xué)的本質(zhì)是學(xué)生用自己的方式去研究和解決問題。本節(jié)課，學(xué)生設(shè)計(jì)好 實(shí)驗(yàn)后，小組合作（計(jì)時(shí)員、數(shù)數(shù)員、操作員、記錄員）的通力合作特別重要。 教師通過全班指導(dǎo)和小組合作