大象版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)《擺鐘的秘密》教學(xué)設(shè)計(jì)及反思

1、第四單 確時(shí)間步伐5.擺鐘的密教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)分析】本課屬于技術(shù)與工程領(lǐng)域體包括了解擺鐘發(fā)明的歷史究擺鐘的科學(xué)原理基礎(chǔ) 擺的等時(shí)性進(jìn)一步探究影響擺的擺動(dòng)快慢的因素，設(shè)計(jì)制作一個(gè)一分鐘擺 60 次的擺最 后對(duì)本單元進(jìn)行整體回顧與總結(jié)，發(fā)展對(duì)技術(shù)工程的認(rèn)識(shí)。本課中有對(duì)科學(xué)概念的探究式教 學(xué)，又有計(jì)時(shí)工具模型的設(shè)計(jì)與制作實(shí)踐活動(dòng)，是一節(jié)典型的科學(xué)探究與技術(shù)實(shí)踐相結(jié)合的 科學(xué)課。這兩個(gè)內(nèi)容都是很重要的，都要有效地實(shí)施。其中，關(guān)于擺的秘密的探究活動(dòng)是一 個(gè)典型的對(duì)比實(shí)驗(yàn)類探究活動(dòng)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生探究意識(shí)與探究能力的提升很有意義。雖然教 材的閱讀部分已經(jīng)呈現(xiàn)了擺的等時(shí)性的科學(xué)概念，教學(xué)中還是應(yīng)該將這一內(nèi)容按照

2、科學(xué)探究 的一般過(guò)程和方法進(jìn)行規(guī)范教學(xué)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)也會(huì)為后續(xù)技術(shù)類的實(shí)踐活動(dòng)提供科學(xué) 原理與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方面的支撐?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1. 知道同一個(gè)擺，擺的擺動(dòng)快慢是一定的。擺的快慢與擺線長(zhǎng)短有關(guān)，擺線越短，擺動(dòng) 越快。調(diào)節(jié)擺線長(zhǎng)度，可以制作一個(gè)一分鐘擺動(dòng) 次的擺。2. 實(shí)驗(yàn)探究擺的等時(shí)性和影響擺動(dòng)快慢因素，形成科學(xué)概念。能依據(jù)擺的科學(xué)原理制作 一個(gè)一分鐘擺動(dòng) 60 次的擺，發(fā)展科學(xué)探究能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。3. 愿意用實(shí)驗(yàn)的方法探究并發(fā)現(xiàn)科學(xué)原理，喜歡動(dòng)手做，并發(fā)展實(shí)事求是、認(rèn)真細(xì)致的 科學(xué)精神。4. 體會(huì)到人類的不斷追求，不斷產(chǎn)生的新需要和科學(xué)原理的新發(fā)現(xiàn)都促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的 不斷發(fā)展?！窘虒W(xué)準(zhǔn)

3、備】材料準(zhǔn)備：教學(xué)課件：伽利略發(fā)現(xiàn)擺的科學(xué)原理、惠更斯發(fā)明擺鐘的事跡資料。學(xué)生實(shí)驗(yàn)材料：鐵架臺(tái)、線繩、同體積形狀不同質(zhì)量的擺錘三個(gè)、直尺、量角器、記錄 單等?；顒?dòng)場(chǎng)地：教室或?qū)嶒?yàn)室?！窘虒W(xué)過(guò)程】本課按照設(shè)計(jì)與制作類課程來(lái)組織教學(xué)過(guò)程，包括明確任務(wù) 收集信息 驗(yàn)探 究) 設(shè)計(jì)制作包括設(shè)計(jì)方案動(dòng)手制作等基本步驟) 反思評(píng)價(jià)幾個(gè)主要活動(dòng)最后進(jìn)行 本單元回顧與總結(jié)提升。1.導(dǎo)入活動(dòng)師：同學(xué)們好，在上節(jié)課，從單級(jí)漏刻到多級(jí)漏刻，我們認(rèn)識(shí)了我國(guó)古代計(jì)時(shí)的主要儀 器漏刻，知道了通過(guò)控制漏壺中的水位恒定，使水的流速保持穩(wěn)定，讓計(jì)時(shí)越來(lái)越精確。但 水鐘卻不易攜帶，不斷的補(bǔ)水也很麻煩。為了解決這些問(wèn)題，人類繼續(xù)研

4、究，終于發(fā)明了更 方便、更準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具 鐘。老師先給大家講一個(gè)擺鐘發(fā)明的故事。師：我們來(lái)看這就是擺鐘，從外觀看，它的上半部分是鐘盤(pán)，鐘盤(pán)上有表盤(pán)、時(shí)針和分 針，下半部分是一個(gè)單擺，由金屬的擺線和擺錘兩部分組成。擺鐘是怎樣實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)時(shí)的師：想要了解這些問(wèn)題，我們先來(lái)做一個(gè)擺，研究一下擺的運(yùn)動(dòng)有什么規(guī)律。制作擺需 要用一條細(xì)線作擺線，上端固定，下端掛上一個(gè)小重物作為擺錘，這樣就組成了一個(gè)簡(jiǎn)單的 擺。輕輕地拉開(kāi)擺錘，使擺繩繃直，形成一個(gè)角度叫擺角，然后松手，讓擺錘自由擺動(dòng)。生 活中有沒(méi)有跟擺類似的裝置?生：秋千有點(diǎn)像。生：游樂(lè)場(chǎng)的海盜船也像。師：研究擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還需要秒表計(jì)時(shí)。讓我們來(lái)測(cè)量一下

5、擺每 10 秒擺動(dòng)的次數(shù)。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中需要注意的是怎樣算擺 1 次 我們看到擺錘從一側(cè)的最遠(yuǎn) A 擺動(dòng)到另一側(cè)的 最遠(yuǎn)點(diǎn) B，再擺回到原來(lái)的位置，這樣往返是一個(gè)周期，算擺動(dòng) 1 次。師：對(duì)!們的運(yùn)動(dòng)都是擺動(dòng)。觀察這個(gè)擺的擺動(dòng)，我們一起用秒表計(jì)時(shí)，看看 10 秒擺 動(dòng)幾個(gè)周期，老師負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)，大家一起數(shù)次數(shù)。開(kāi)始 停我聽(tīng)到有同學(xué)數(shù)到了 8 次，有同學(xué)數(shù)到了 7 次，怎么回事?生：應(yīng)該是 7 次，因?yàn)槟巴５臅r(shí)候，擺錘沒(méi)有擺回到頭，所以不應(yīng)該算。師：對(duì)!們一定目不轉(zhuǎn)睛地看才行。都會(huì)做了嗎生：會(huì)了。師：要注意小組成員的配合，實(shí)事求是地記錄。好了，各組可以做了，要做三次。 （小組合作實(shí)驗(yàn)）師：匯報(bào)一下你

6、們的測(cè)量結(jié)果。生：我們的擺 10 秒擺動(dòng)了 次。生：我們的都是 9 次。生：我們?nèi)蔚臄?shù)不一樣，一次是 7 次，另兩次都是 次。師：那你們?cè)趺聪?生：我們想再做幾次看一看。師：很好，首先表?yè)P(yáng)你們實(shí)事求是地記錄了數(shù)據(jù)，多做幾次是個(gè)好方法。師：我們自己組和自己組的三次數(shù)據(jù)比一比，會(huì)現(xiàn)什么生：我們發(fā)現(xiàn)我們組的擺每 10 秒擺動(dòng)的次數(shù)是一樣的。生：我們發(fā)現(xiàn)每次測(cè)量結(jié)果都差不多。師：這說(shuō)明你們自己小組的擺擺動(dòng)的快慢是怎樣的生：是一樣的。生：是相同的。師：我們也可以這樣說(shuō)，對(duì)于同一個(gè)擺，擺動(dòng)的快慢是一定的，這叫做擺的等時(shí)性。正 是擺具有這個(gè)特性，人們才能利用這個(gè)科學(xué)原理發(fā)明了擺鐘，就像水鐘的發(fā)明一樣。還記

7、得 水鐘是利用了什么科學(xué)原理嗎?生：是水流的等時(shí)性。師：好了，我們現(xiàn)在要把全班的數(shù)據(jù)放到一起再看看，有什么新發(fā)現(xiàn)生：我們發(fā)現(xiàn)都是 10 秒，擺動(dòng)次數(shù)卻不一樣。師：為什么會(huì)這樣?先不著急提出自己的想法，現(xiàn)在你們可以離開(kāi)座位，到別的組看一 看，也可以作個(gè)小記者，采訪一下，看看能不能對(duì)你思考擺的快慢和什么因素有關(guān)的問(wèn)題有 所幫助。(生組間觀察交流)師：好了，現(xiàn)在誰(shuí)能回答一下這個(gè)問(wèn)題?生：我覺(jué)得擺的快慢和擺錘有關(guān)系。師：什么關(guān)系?生：擺錘越重，擺得越快。師：為什么這樣想？生：我發(fā)現(xiàn) 2 組的比我們的擺得快，他們的擺錘是鐵的，我們的是塑料的。師：別的組有也這樣想的嗎?生：我們也是這樣想的。師：你們這樣想

8、的理由又是什么呢?和一組的理由一樣嗎?生：我們玩過(guò)秋千，覺(jué)得重的人擺起來(lái)快。師：是你們覺(jué)得，還是把輕重不同的人做過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究生：是我們覺(jué)得。師：那你們認(rèn)為你們的觀點(diǎn)一定正確嗎?生：不一定，還需要通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)找證據(jù)。師：還有沒(méi)有其他的觀?再回答時(shí)，請(qǐng)先說(shuō)出你猜是什么因素影響擺的擺動(dòng)快慢，再描 述具體怎么影響的，最后說(shuō)出你這樣猜的證據(jù)，可以嗎生：老師，我們組猜想擺角會(huì)影響擺的快慢，擺角越大，擺動(dòng)越快，因?yàn)槲覀兿霐[錘抬 得越高，往下擺的速度會(huì)越快一些。生：我認(rèn)為是擺角越小，擺動(dòng)越快，因?yàn)閿[角小的時(shí)候，擺動(dòng)起來(lái)距離短，所以會(huì)快。 師：真有意思，你們的猜想中有部分是相反的，其他同學(xué)怎么看生：好像都有

9、些道理。師：還有別的猜想嗎?生：沒(méi)有了。(停頓了一下之后)師：我看到有同學(xué)又舉手了，我們請(qǐng)他說(shuō)說(shuō)。生：我覺(jué)得也有可能是擺線的長(zhǎng)短，擺線越長(zhǎng)，擺得越慢。因?yàn)槿绻麛[線很長(zhǎng)很長(zhǎng)，擺 一個(gè)周期應(yīng)該會(huì)時(shí)間也很長(zhǎng)。師：你怎么想到是擺線的長(zhǎng)度呢?生：我看大家都沒(méi)提到擺線，就想沒(méi)準(zhǔn)正確答案也許就是擺線呢。師：原來(lái)你是從這個(gè)角度想的，也很!我們一起匯總一下大家的猜想，影響擺的擺動(dòng)快 慢的因素可能有三個(gè)：擺錘的輕重、擺角的大小、擺線的長(zhǎng)短，是這樣嗎生：是。師：我們今天做的實(shí)驗(yàn)都是對(duì)比實(shí)驗(yàn)。還記得我們學(xué)過(guò)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)的要求嗎生：對(duì)比實(shí)驗(yàn)只能有一個(gè)不同條件，其他條件都要相同。師：要注意這一點(diǎn)，例如要研究擺錘的輕重是否影

10、響擺動(dòng)快慢的問(wèn)題時(shí)，不同條件和相 同條件分別是什么?生：一個(gè)不同條件，是擺錘不同，其他的條件擺線長(zhǎng)短、擺角大小都要相同。師：老師給你們準(zhǔn)備的是三種擺球，它們大小和形狀是一樣的，制作材料不一樣，分別 是鐵球、木球、塑料球。師：下面由各小組自己選擇要研究的猜想，研究幾個(gè)都可以，但每個(gè)實(shí)驗(yàn)一定要多做幾 次，最少做三次，并實(shí)事求是地干什么?生：記錄數(shù)據(jù)!對(duì)!們對(duì)自己測(cè)得的每個(gè)數(shù)據(jù)要尊重，如實(shí)地記錄在記錄單里。(小組選擇問(wèn)題進(jìn)行自主探究)師：好了，老師注意到大家都有了一些收獲。下面各小組開(kāi)始匯報(bào)你們的研究。匯報(bào)時(shí) 這樣描述先說(shuō)一下你們研究的是哪種猜想，原來(lái)是怎么想的，再展示你們記錄的數(shù)據(jù)，分析 數(shù)據(jù)最后

11、得出的是什么結(jié)論。哪個(gè)組先匯報(bào)?生我們研究的是擺錘的輕重我們?cè)瓉?lái)認(rèn)為擺錘越重?cái)[動(dòng)越快家看我們的數(shù)據(jù)： 擺錘重時(shí)，都是 次，擺錘中和輕時(shí)也都是 8 次，所以我們的結(jié)論是擺錘的輕重不影響擺動(dòng) 快慢。師：其他組也有研究擺錘輕重的嗎?和他們的結(jié)論一樣嗎?生：一樣。師：繼續(xù)匯報(bào)。生：我們?nèi)齻€(gè)猜想都做了，發(fā)現(xiàn)是擺線的長(zhǎng)度影響擺的快慢。師：把你們的證據(jù)一起拿給大家看看。生：師：有沒(méi)有不同意見(jiàn)?生：我們覺(jué)得擺角大小也會(huì)影響擺的快慢，我們發(fā)現(xiàn)擺角大的時(shí)候比擺角小的時(shí)候次數(shù) 多一點(diǎn)。師：多多少?生：多一點(diǎn)，多不到半次。師：你們的認(rèn)真精神值得表?yè)P(yáng)。我們是不是可以這樣描述：擺角的大小也會(huì)對(duì)擺的快慢 產(chǎn)生一點(diǎn)小的影響?

12、可以嗎?生：可以。師：現(xiàn)在讓我們來(lái)看看我們的收獲吧!師如果你家的擺鐘總是比電視上的準(zhǔn)確時(shí)間慢你能根據(jù)今天學(xué)習(xí)的知識(shí)提個(gè)建議嗎? 生：因?yàn)閿[的快慢受擺線長(zhǎng)短影響，擺線越短，擺得越快。所以，可以把擺線調(diào)短一下試試。師：剛才我們研究了擺的快慢與什么因素有關(guān)的問(wèn)題，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了擺線的長(zhǎng)短 對(duì)擺的擺動(dòng)快慢的影響是最明顯的。意大利的天文學(xué)家、物理學(xué)家和工程師伽利略是第一個(gè) 發(fā)現(xiàn)單擺運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)家。伽利略發(fā)現(xiàn)了擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但真正應(yīng)用這一規(guī)律并發(fā)明擺鐘 的是荷蘭科學(xué)家惠更斯?；莞菇邮苜だ躁P(guān)于單擺運(yùn)動(dòng)的分析，把單擺用于鐘表裝置，發(fā) 明了擺鐘。師：今天我們要接受一個(gè)挑戰(zhàn)任務(wù)：做一個(gè)每分鐘擺 60 次

13、的擺，也就是每秒鐘擺動(dòng) 1 次，有信心迎接這個(gè)挑戰(zhàn)嗎?生：有!師：小組先商量一下怎么做。(小組制訂制作計(jì)劃)師：匯報(bào)一下你們的計(jì)劃。生：我們上節(jié)課量了一下，我們組的擺每 10 秒擺動(dòng)了 7 次，擺線長(zhǎng)是約 50 厘米，需要 把擺線縮短，我們打算每次縮短 厘米試一試，看看最后擺線多少厘米長(zhǎng)會(huì)一分鐘正好擺動(dòng) 60 次。師：這個(gè)方案好!其是每次縮短 5 厘米的設(shè)計(jì)很實(shí)際。生：我們想先做一個(gè)短的擺，再把擺線加長(zhǎng)，一點(diǎn)點(diǎn)試。師：大家覺(jué)得他們的計(jì)劃怎樣?生：可以，就是一次次接擺線有點(diǎn)麻煩。生：我們可以先準(zhǔn)備一根長(zhǎng)擺線，從短的一點(diǎn)點(diǎn)放長(zhǎng)呀生：那就沒(méi)問(wèn)題了。師：還有嗎？生：老師，我們想先查資料，看看過(guò)去人們是

14、怎么試的，看看最后的擺線是多長(zhǎng)。 師：看來(lái)你們是從本單元的學(xué)習(xí)過(guò)程中有了收獲，也很好，不過(guò)現(xiàn)在收集資料有點(diǎn)來(lái)不及了，今天先試試，課后再去收集資料，驗(yàn)證一下我們今天的成果可以嗎生：好的。師：由于這是一個(gè)需要不斷嘗試的過(guò)程，所以老師給大家充足的時(shí)間，直到成功為止， 要有耐心。(生小組合作完成制作)師：展示一下你們的偉大成就吧!生：我們最后的結(jié)果是，擺線長(zhǎng) 25 厘米時(shí)，擺一分鐘能擺 60 次。師：其他組呢?生：我們的也是。生：我們的差不多。師為我們的成功鼓掌同學(xué)們時(shí)間的步伐這個(gè)單元的學(xué)習(xí)到這里就要結(jié)束了。 在這個(gè)單元里，我們了解了人類對(duì)計(jì)時(shí)工具的發(fā)明歷史，也自己動(dòng)手制作了一些計(jì)時(shí)工具的 模型必你也

15、逐漸了解了人們對(duì)于精確計(jì)時(shí)的不懈追求及精確計(jì)時(shí)對(duì)社會(huì)發(fā)展的意， 是不是也想?yún)⑴c其中 ? 最后，老師還想請(qǐng)你思考：人類為什么能發(fā)明些計(jì)時(shí)工具呢 ?我們 從其中學(xué)到了什么寶貴的精神財(cái)富呢?生：因?yàn)槿祟愐恢毕胫圃斐龈鼫?zhǔn)確、方便的計(jì)時(shí)工具。生：因?yàn)槲覀兛傁Ｍ麥y(cè)時(shí)間越準(zhǔn)越好。師：計(jì)時(shí)工具的發(fā)明除了有人類不斷增長(zhǎng)的需求外，還有什么原因呢生：還要有科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)。生：就像伽利略發(fā)現(xiàn)了擺的等時(shí)性，惠更斯利用這個(gè)規(guī)律發(fā)明了擺鐘一樣。生：水鐘也是，水鐘利用的是水流的等時(shí)性原理。師：真的很好些收獲你們要記在自己的腦子里。我們從科學(xué)家、發(fā)明家身上學(xué)到了什 么寶貴的科學(xué)精神呢?生：愛(ài)動(dòng)腦筋。生：喜歡動(dòng)手制作。生：不怕

16、困難。生：要學(xué)會(huì)制訂計(jì)劃。生：師：真是收獲滿滿呀!【教學(xué)反思】在小學(xué)科學(xué)課上，激發(fā)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，從心理學(xué)的角度來(lái)講，獲得成功時(shí)的愉 悅心情是一種很有效的催化劑。本課我們看到了他們獲得成功時(shí)臉上滿足而驕傲的笑容。一 定意義上，這些收獲的潛在價(jià)值是巨大的，也是教師應(yīng)該著重營(yíng)造的。本課使用了任務(wù)驅(qū)動(dòng) 式教學(xué)方式，迎合了這個(gè)年齡段學(xué)生喜歡挑戰(zhàn)的心理特點(diǎn)，并且在挑戰(zhàn)過(guò)程中，小組合作意 識(shí)和組員間良好的信任態(tài)度得以加強(qiáng)。即使個(gè)別組由于各種客觀和主觀原因沒(méi)有成功，但他 們也沒(méi)有出現(xiàn)內(nèi)部埋怨和指責(zé)的現(xiàn)象，而是相互鼓勵(lì)，表示課后還要繼續(xù)做下去，這樣的學(xué) 習(xí)效果同樣令人欣喜。所以，在小學(xué)科學(xué)課堂實(shí)踐過(guò)程中，我們一定要兼顧兩種學(xué)習(xí)價(jià)值的 令人欣喜。所以，在小學(xué)科學(xué)課堂實(shí)踐過(guò)程中，我們一定要兼顧兩種學(xué)習(xí)價(jià)值的體現(xiàn)，即學(xué) 科本體價(jià)值和教育價(jià)值的雙重實(shí)現(xiàn)?！究偨Y(jié)點(diǎn)評(píng)】本課由兩個(gè)主要活動(dòng)組成，第一，設(shè)計(jì)制作一個(gè)一分鐘擺 60 次的擺；第二，對(duì)本單元 學(xué)