3.6 制作钟摆 教学设计
文档属性
| 名称 | 3.6 制作钟摆 教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 324.1KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版（2017秋） | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2025-11-09 22:35:05 | ||
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文档简介
/ 让教学更有效 高效备课 | 小学科学
课 题 3.6制作钟摆
教学内容 五年级上册 课时安排 课时
教学目标 科学观念： 摆的摆动快慢与摆绳长度有关；同一个摆，摆绳长度越长，摆动越慢；摆绳长度越短，摆动越快。 科学思维： 能基于“制作每分钟摆动60次的钟摆”的任务，进行比较、分析，提出不同的设计方案，发展创新思维。 能根据测试记录的数据（摆绳长度与摆动次数），分析并归纳出摆绳长度与摆动快慢之间的规律，进行初步的归纳推理。 探究实践： 能小组合作，按照设计方案组装简易钟摆，并会使用秒表进行计时和记录1分钟内的摆动次数。 能通过“测试-记录-调整摆绳长度-再测试”的探究过程，最终调试出1分钟摆动60次的摆，掌握基本的控制变量法（除摆绳长度外，其他因素如摆锤重量等保持不变）。 态度责任： 在小组探究中，愿意与他人合作，积极参与调试与记录，具有实事求是的科学态度。 在反复测试和调整中，能认真倾听同伴意见，不怕失败，保持耐心和追求精确的科学精神。
教学重点和难点 教学重点： 探究摆的摆动快慢与摆绳长度的关系。 经历“设计-制作-测试-调整”的完整探究过程，成功制作出1分钟摆动60次的钟摆。 教学难点： 理解并控制变量进行公平测试（即在测试中只改变摆绳长度，保持摆锤等其他条件不变）。 根据测试数据，分析、归纳出摆绳长度与摆动快慢之间的规律，并应用于精确调试。
教具学具 小组：细长绳、铁架台、计时器（秒表或者手表）、摆锤（螺帽）、尺子。 教师：教学课件。
教 学 过 程 （板 书 设 计） (一) 情境导入：承接历史，发布工匠令（约5分钟） 1.视频激趣：播放一段精美机械摆钟工作的特写视频，突出钟摆规律性的摆动和滴答声。 2.过渡引导：“同学们，几百年前，科学家惠更斯就是利用了摆的等时性，制造了人类历史上第一台精准的钟表。今天，我们实验室要招募一批‘时光小工匠’，重现这一伟大发明。” 3.发布核心任务：“你们的工匠挑战令是——利用桌上的材料，制作一个1分钟精准摆动60次的钟摆，为我们的机械摆钟精准计时提供条件” （设计意图：创设历史招募情境，激发学生使命感与探究欲，自然引出“60次/分”精准任务，奠定实践与思维双重目标。） (二) 方案决策：思维交锋，选择最优解（约10分钟） 1.明确已知与约束： 提问： “要完成这个任务，我们知道关键是什么？” （预设：控制摆绳长度。） 追问： “但每次测试都要花1分钟，我们的课堂时间有限。怎样才能又快又准地完成挑战？” （预设：学生思考） 2.对比两种方案： 1. “书本我们提供了两种思路（出示课件放大图）。请大家仔细观察，方案一和方案二最根本的不同在哪里？” （预设：方案一：每次调试都是减少或增加相同的长度。方案二：每次调试都是减少一半或者增加一倍的（如从较长和较短的绳子开始））。 “方案一有什么缺点？方案二有什么缺点？） （预设：方案一需要每次增加或减少的长度较少，这样可以增加准确度，但是会用更多的时间） （预设：方案二就像缩小包围圈，定向追踪，如果第一次设定的基准太大，就可能会用很多的时间进行调试） 3.在合适的基准长度下， 为什么‘方案二’能帮我们节约宝贵的时间？它的高明之处在哪？” （预设：它让我们总能根据上一次的结果，在“太快”和“太慢”之间选择一个更可能接近目标的点进行下一次测试，避免了无效重复。） 4.“好，我们决定采用方案一结合方案二的思路。先按照每次减少5厘米来操作，等范围缩小到10厘米内时，再按照方案二操作。那么，具体操作时，第一次测试，绳子应该放长些还是短些？如果第一次摆了80次，下一步该怎么办？是剪短一点点，还是剪短一大截？为什么？” （预设： “看差距，估幅度；差得多，改变多；差得少，微调好。”） 出示实验步骤： 1.从30厘米开始测试 2.尽可能让改变摆绳长度的次数最少 3.为了节约时间，我们只测15秒钟摆动的次数，由此算出1分钟内摆动的次数 4.为了准确性，每改变一次摆绳长度重复测量3次 5.及时做好记录，并写出调试的依据 （设计意图：通过对比两种调试策略，引导学生经历“权衡—决策—优化”的工程思维过程，领悟二分法高效逼近目标，实现省时精准，培养科学决策与团队协作能力。） (三) 探究实践：策略引导，精准调试（约15分钟） 1.小组活动： 学生按要求，采用方案二的策略进行测试与记录。 2.教师巡视，关键指导点： 是否有效控制变量（摆锤重量、释放角度）。 计时与计数的准确性（强调从0数起）。 针对性提问： “你们测了XX次，现在决定怎么调？理由是什么？”（强化思维过程）。 3.动态板书（“寻宝地图”）： 在黑板上画一条数轴（代表摆绳长度），邀请有进展的小组上台贴上他们的数据点（如“15cm，70次”），用箭头标示调整方向，将抽象的思维过程可视化。 （设计意图：以“寻宝地图”动态可视化调试轨迹，强化变量控制与数据驱动决策，让学生体验工程师迭代优化、精准逼近目标的完整过程。） (四) 研讨反思：数据说话，揭示规律（约7分钟） 1.分享与展示：请成功的小组分享他们的“数据地图”和调试策略。重点表扬采用了高效策略的小组。 2. “观察黑板上所有成功小组的最终数据，虽然略有差异，但1分钟摆动60次的摆，它的摆绳长度有什么共同特点？” （预设：1分钟摆动60次的摆，它的摆绳长度为25厘米左右。） “这说明了什么科学道理？为什么全世界的机械摆钟摆长都差不多？” （预设：因为摆绳长度决定了摆动的快慢，每个摆绳长度对应一个确定的摆动次数） （设计意图：通过数据归纳发现“25厘米”规律，领悟摆长决定周期，理解全球摆钟同长的科学必然，深化等时性概念。） (五) 总结拓展：从工匠到科学家（约3分钟） 1.总结回顾： “今天，我们不仅是工匠，更是策略家。我们通过选择更优的方案（二分法）和运用调试策略（看差距，估调整幅度），高效地完成了挑战。” 2. “科学探索不仅需要动手，更需要巧思。这种遇到问题寻找‘更快、更简单解决方法’的思维，会让我们在未来的人生中处处受益。” 五、完成作业本（2分钟） 【板书设计】 3.6 制作钟摆 明确目的→设计方案→制作→测试和改进 1分钟摆动60次的摆摆长约为25厘米
教 学 反 思 《制作钟摆》这节课主要让学生们的思维能力得到提升。学生们从一开始的瞎忙活，慢慢学会了怎么有计划地去做事，就像真正的工程师一样做决定；他们还从一开始的大概知道，变成了能够精确推理，用数据来判断差距和调整幅度；最后，通过整理数据，他们明白了摆长的规律是实实在在存在的，从只看到个别情况，变成了理解普遍规律。不过，也有些小组合作起来不太顺畅，效率不高。以后我们会让每个学生都有明确的分工，并且定期轮换角色，这样就能保证每个人都能更深入地参与到活动中。
课 题 3.6制作钟摆
教学内容 五年级上册 课时安排 课时
教学目标 科学观念： 摆的摆动快慢与摆绳长度有关；同一个摆，摆绳长度越长，摆动越慢；摆绳长度越短，摆动越快。 科学思维： 能基于“制作每分钟摆动60次的钟摆”的任务，进行比较、分析，提出不同的设计方案，发展创新思维。 能根据测试记录的数据（摆绳长度与摆动次数），分析并归纳出摆绳长度与摆动快慢之间的规律，进行初步的归纳推理。 探究实践： 能小组合作，按照设计方案组装简易钟摆，并会使用秒表进行计时和记录1分钟内的摆动次数。 能通过“测试-记录-调整摆绳长度-再测试”的探究过程，最终调试出1分钟摆动60次的摆，掌握基本的控制变量法（除摆绳长度外，其他因素如摆锤重量等保持不变）。 态度责任： 在小组探究中，愿意与他人合作，积极参与调试与记录，具有实事求是的科学态度。 在反复测试和调整中，能认真倾听同伴意见，不怕失败，保持耐心和追求精确的科学精神。
教学重点和难点 教学重点： 探究摆的摆动快慢与摆绳长度的关系。 经历“设计-制作-测试-调整”的完整探究过程，成功制作出1分钟摆动60次的钟摆。 教学难点： 理解并控制变量进行公平测试（即在测试中只改变摆绳长度，保持摆锤等其他条件不变）。 根据测试数据，分析、归纳出摆绳长度与摆动快慢之间的规律，并应用于精确调试。
教具学具 小组：细长绳、铁架台、计时器（秒表或者手表）、摆锤（螺帽）、尺子。 教师：教学课件。
教 学 过 程 （板 书 设 计） (一) 情境导入：承接历史，发布工匠令（约5分钟） 1.视频激趣：播放一段精美机械摆钟工作的特写视频，突出钟摆规律性的摆动和滴答声。 2.过渡引导：“同学们，几百年前，科学家惠更斯就是利用了摆的等时性，制造了人类历史上第一台精准的钟表。今天，我们实验室要招募一批‘时光小工匠’，重现这一伟大发明。” 3.发布核心任务：“你们的工匠挑战令是——利用桌上的材料，制作一个1分钟精准摆动60次的钟摆，为我们的机械摆钟精准计时提供条件” （设计意图：创设历史招募情境，激发学生使命感与探究欲，自然引出“60次/分”精准任务，奠定实践与思维双重目标。） (二) 方案决策：思维交锋，选择最优解（约10分钟） 1.明确已知与约束： 提问： “要完成这个任务，我们知道关键是什么？” （预设：控制摆绳长度。） 追问： “但每次测试都要花1分钟，我们的课堂时间有限。怎样才能又快又准地完成挑战？” （预设：学生思考） 2.对比两种方案： 1. “书本我们提供了两种思路（出示课件放大图）。请大家仔细观察，方案一和方案二最根本的不同在哪里？” （预设：方案一：每次调试都是减少或增加相同的长度。方案二：每次调试都是减少一半或者增加一倍的（如从较长和较短的绳子开始））。 “方案一有什么缺点？方案二有什么缺点？） （预设：方案一需要每次增加或减少的长度较少，这样可以增加准确度，但是会用更多的时间） （预设：方案二就像缩小包围圈，定向追踪，如果第一次设定的基准太大，就可能会用很多的时间进行调试） 3.在合适的基准长度下， 为什么‘方案二’能帮我们节约宝贵的时间？它的高明之处在哪？” （预设：它让我们总能根据上一次的结果，在“太快”和“太慢”之间选择一个更可能接近目标的点进行下一次测试，避免了无效重复。） 4.“好，我们决定采用方案一结合方案二的思路。先按照每次减少5厘米来操作，等范围缩小到10厘米内时，再按照方案二操作。那么，具体操作时，第一次测试，绳子应该放长些还是短些？如果第一次摆了80次，下一步该怎么办？是剪短一点点，还是剪短一大截？为什么？” （预设： “看差距，估幅度；差得多，改变多；差得少，微调好。”） 出示实验步骤： 1.从30厘米开始测试 2.尽可能让改变摆绳长度的次数最少 3.为了节约时间，我们只测15秒钟摆动的次数，由此算出1分钟内摆动的次数 4.为了准确性，每改变一次摆绳长度重复测量3次 5.及时做好记录，并写出调试的依据 （设计意图：通过对比两种调试策略，引导学生经历“权衡—决策—优化”的工程思维过程，领悟二分法高效逼近目标，实现省时精准，培养科学决策与团队协作能力。） (三) 探究实践：策略引导，精准调试（约15分钟） 1.小组活动： 学生按要求，采用方案二的策略进行测试与记录。 2.教师巡视，关键指导点： 是否有效控制变量（摆锤重量、释放角度）。 计时与计数的准确性（强调从0数起）。 针对性提问： “你们测了XX次，现在决定怎么调？理由是什么？”（强化思维过程）。 3.动态板书（“寻宝地图”）： 在黑板上画一条数轴（代表摆绳长度），邀请有进展的小组上台贴上他们的数据点（如“15cm，70次”），用箭头标示调整方向，将抽象的思维过程可视化。 （设计意图：以“寻宝地图”动态可视化调试轨迹，强化变量控制与数据驱动决策，让学生体验工程师迭代优化、精准逼近目标的完整过程。） (四) 研讨反思：数据说话，揭示规律（约7分钟） 1.分享与展示：请成功的小组分享他们的“数据地图”和调试策略。重点表扬采用了高效策略的小组。 2. “观察黑板上所有成功小组的最终数据，虽然略有差异，但1分钟摆动60次的摆，它的摆绳长度有什么共同特点？” （预设：1分钟摆动60次的摆，它的摆绳长度为25厘米左右。） “这说明了什么科学道理？为什么全世界的机械摆钟摆长都差不多？” （预设：因为摆绳长度决定了摆动的快慢，每个摆绳长度对应一个确定的摆动次数） （设计意图：通过数据归纳发现“25厘米”规律，领悟摆长决定周期，理解全球摆钟同长的科学必然，深化等时性概念。） (五) 总结拓展：从工匠到科学家（约3分钟） 1.总结回顾： “今天，我们不仅是工匠，更是策略家。我们通过选择更优的方案（二分法）和运用调试策略（看差距，估调整幅度），高效地完成了挑战。” 2. “科学探索不仅需要动手，更需要巧思。这种遇到问题寻找‘更快、更简单解决方法’的思维，会让我们在未来的人生中处处受益。” 五、完成作业本（2分钟） 【板书设计】 3.6 制作钟摆 明确目的→设计方案→制作→测试和改进 1分钟摆动60次的摆摆长约为25厘米
教 学 反 思 《制作钟摆》这节课主要让学生们的思维能力得到提升。学生们从一开始的瞎忙活，慢慢学会了怎么有计划地去做事，就像真正的工程师一样做决定；他们还从一开始的大概知道，变成了能够精确推理，用数据来判断差距和调整幅度；最后，通过整理数据，他们明白了摆长的规律是实实在在存在的，从只看到个别情况，变成了理解普遍规律。不过，也有些小组合作起来不太顺畅，效率不高。以后我们会让每个学生都有明确的分工，并且定期轮换角色，这样就能保证每个人都能更深入地参与到活动中。