教科版（2017秋） 五年级上册 3.6.《制作钟摆》教学设计
文档属性
| 名称 | 教科版（2017秋） 五年级上册 3.6.《制作钟摆》教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 580.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版（2017秋） | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2021-08-26 17:55:02 | ||
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文档简介
《制作钟摆》教学设计
【教材分析】
本课教材出自教科版科学五级上册《计量时间》单元的第6课。在上一课中，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。本课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？
本课教材围绕“制作钟摆”的项目要求，设计了4个环节。第一个环节是明确任务，即制作一个1分钟正好摆动60次的摆；第二个环节是设计方案，让学生头脑风暴，确定一个最佳的设计方案；第三个环节是制作与测试，利用材料组装一个简易的“钟摆”，并反复测试，不断调整和记录，完成制作；最后一个环节是研讨，深入思考和总结。本课教材内容充分体现了小学科学与STEM教育有效融合的策略：定义问题→设计与再设计→建立模型→检验与再检验→数据分析→交流结果（含评价）。
【学情分析】
摆绳越长摆动就越慢，摆绳越短摆动就越快。这是学生在上一节课中通过研究发现的。同时学生在学习《我们的水钟》时，经历过工程设计的环节，因此对本节课教材的环节比较熟悉。另外，五年级的学生已具备一定的动手能力和小组合作的精神，能够比较顺利地完成钟摆的制作，测试和调整。
【教学目标】
科学概念目标
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。
科学探究目标
能在真实的情景中研究摆绳长度如何影响摆动快慢，不断地调整摆，直至每分钟正好摆动60次。
能运用测量与比较的方法来研究摆的摆动快慢。
科学态度目标
认识到细心观察与准确测量的重要性。
对新问题的研究保持积极的探究欲望，体会制作钟摆的乐趣。
科学、技术、社会与环境（STSE）目标
意识到人类对产品需要不断地改进以适应现实的需求。
【教学重难点】
重点：在真实情境中研究摆长如何影响摆的快慢。
难点：调制出一个1分钟正好摆动60次的摆。
【材料准备】
铁架台、细绳、软尺、记号笔、空心小球、螺母、强力磁铁、回形针、秒表
1.秒表来源：小牛顿科教
2.本次的实验材料不需要都用到，可以让小组自主选择，各取所需，让制作的钟摆更具多样性。
【教学流程图】
【教学过程】
1.定义问题
聚焦问题情境，明确任务
教师提问：老师家的机械摆钟（展示图片）出现了故障，我发现钟摆1分钟内摆动不到60次，怎么回事呢？怎么样才能让钟摆1分钟内刚好摆动60次呢？
学生思考：摆的摆动快慢与摆绳长短有关。摆绳越长，摆动越慢；摆绳越短，摆动越慢。是否可以用调节摆绳长短的方法来调节摆的快慢？
教师活动：肯定学生的想法，明确本节课的任务：制作一个1分钟正好摆动60次的摆。板书课题：制作钟摆。
设计意图：创设真实的问题情境，可以激发学生进行项目设计的兴趣，同时以任务驱动学习，学生的参与感会更加强烈，动力会更足，目标会更加明确。教师提问机械摆钟出现故障的原因，目的是让学生温故而知新，加强学生对知识学以致用的体验。明确任务时，也定义了项目问题：如何调节摆绳的长短？如何确保制作的钟摆1分钟刚好摆动60次？触发学生深入思考。
2.设计与再设计
（1）明确评价量规和小组分工
教师活动：优秀作品的小组将被邀请参加机械摆钟的维修活动，那么，什么样的小组作品才算得上优秀呢？
学生活动：小组展开讨论，明确评价量规（计时准确、易操作性、时间成本等）。
教师活动：引导学生进行小组分工合作。
学生活动：小组讨论，明确各个组员的角色（设计员，材料员，制作员，测试员，宣传员）。
（2）材料的介绍
教师活动：将本次项目提供的各种材料进行详细的介绍，特别是空心小球和强力磁铁的使用（现场演示：将螺母装进空心小球中，绳子一端夹在小球里，另一端通过强力磁铁与铁架台连接，可以减少或者不使用绳子的捆绑法）。
学生活动：明确各种材料的用途，小组讨论，选择制作材料。
（3）设计钟摆模型
教师提问：如何更快或更简单地制作一个1分钟正好摆动60次的摆？
学生思考：每分钟摆动60次的摆，摆绳长度应该大致调整在哪个长度范围？
教师活动：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，测试1分钟摆动几次。
学生活动：根据已有经验确定摆绳长度，并测试1分钟摆动几次。
教师活动：引导学生思考，第二次调试的摆绳长度应该怎么确定，是每次减少5厘米进行调试，还是取上一次测量数值的一半进行调试等。
学生活动:小组讨论，深入思考，并用图文并茂的方式制订出自己小组的设计方案。
教师活动：教师巡视指导，总结提醒设计过程中可能出现的问题。
学生活动：学生针对自己小组的作品进行改进和再设计，确定最终的设计方案。
设计意图：在正式进行作品设计之前，明确评价量规和明确小组分工，介绍制作材料，都是非常必要和重要的。评价先行，让学生进行项目设计时目标明确。小组成员分工明确，不会存在“游手好闲”的成员，人人有事干，提高效率。本次项目活动的材料不需要都选择，小组讨论选择需要的材料即可，材料的丰富性有利于作品的多样性。通过学生讨论，用图文并茂的方式绘制设计图，有利于学生后续制作和合作的开展。
3.建立模型
教师活动：组织材料的分发，引导学生有秩序地进行钟摆模型的制作。
学生活动：小组内分工合作，根据设计图和材料进行钟摆的制作。
教师活动：教师巡视各小组的组装情况，视情况对各小组适当指导。
设计意图：经过前期多个环节的铺垫，材料员有秩序地进行材料地领取，其他成员在组长的指挥下有序地制作钟摆。在此需要提醒学生，不是只有制作员才可以参与作品的制作，而是所有成员在这个环节都需要贡献自己的一份力量。
4.检验与再检验
教师活动：教师引导学生反复测试，不断调整和记录，使制作完成得摆正好1分钟摆动60次。
学生活动：学生按照设计方案进行反复测试，并将每一次测试的结果记录在“1分钟摆动次数记录表”中。学生不断调整自己的测试方法，掌握每次调整的幅度，最终制作1分钟摆动60次的摆。
设计意图：让学生在测试的过程中调整自己的测试方法，在实践中不断追求计时最精准的钟摆。
5.数据分析
教师活动：展示项目评价表，接下来先完成计时准确这一维度的评价。引导学生将作品摆放在展示台上相应的位置，老师统一计时1分钟，各组测试员交叉测试摆的摆动次数，记录在项目评价表对应的组别上。
学生活动：学生按照老师的指令，进行班级测试。
教师活动：请各个小组将完成作品的时间填写在项目评价表上，分析时间成本。同时统一测试钟摆的操作性，以ABC等级进行评价。
学生活动：进行数据分析。
设计意图：计时准确是评价钟摆作品是否优秀的最重要的标准，至于时间成本和易操作性，可以视上课的具体情况决定是否呈现。利用项目评价量表，将数据“可视化”，有利于数据的分析。
6.交流结果（含评价）
教师提问：你们对自己的作品还满意吗？你觉得哪个小组的作品是最优秀的？接下来我们进行成果交流会吧。
学生活动：利用少量的时间进行组内总结与分析，思考：一个优秀的钟摆作品最重要的标准是什么？达到这个标准了吗？不足之处有哪些？下次改进的话，会从哪些方面进行改进？
教师活动：组织小组成员上展示台进行宣传介绍作品。
学生活动：上展示台进行宣传介绍作品。
教师提问：1分钟摆动60次的摆钟，它的摆绳长短有什么特点？
学生活动：小组研讨，结合设计及制作的过程来发表对这个问题的看法。
设计意图：利用少量的时间讨论及总结本小组的作品，让学生更加了解自己的作品小组情况，有利于后续小组宣传作品的开展。成果交流会的开展，一方面可以让学生多方面的展示自己的成果，另一方面，可以借助别组的经验，对自己小组项目设计进行再改进。如果时间有限，可以请有代表的小组上台展示，不一定需要所有小组都上台展示。
【板书设计（生成）】
【板书说明】
板书内容为学生的即时课堂生成，项目评价表中，计时准确、时间成本、易操作性是根据学生讨论得到的评价标准。计时准确一栏，根据班级测试的结果，现场及时填写摆在1分钟内摆动的次数。时间成本一栏，由小组成员填写制作钟摆的时间。易操作性根据测试员评价的结果写上ABC等级。
【学生记录单设计】
【班级项目评价表】
【教材分析】
本课教材出自教科版科学五级上册《计量时间》单元的第6课。在上一课中，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。本课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？
本课教材围绕“制作钟摆”的项目要求，设计了4个环节。第一个环节是明确任务，即制作一个1分钟正好摆动60次的摆；第二个环节是设计方案，让学生头脑风暴，确定一个最佳的设计方案；第三个环节是制作与测试，利用材料组装一个简易的“钟摆”，并反复测试，不断调整和记录，完成制作；最后一个环节是研讨，深入思考和总结。本课教材内容充分体现了小学科学与STEM教育有效融合的策略：定义问题→设计与再设计→建立模型→检验与再检验→数据分析→交流结果（含评价）。
【学情分析】
摆绳越长摆动就越慢，摆绳越短摆动就越快。这是学生在上一节课中通过研究发现的。同时学生在学习《我们的水钟》时，经历过工程设计的环节，因此对本节课教材的环节比较熟悉。另外，五年级的学生已具备一定的动手能力和小组合作的精神，能够比较顺利地完成钟摆的制作，测试和调整。
【教学目标】
科学概念目标
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。
科学探究目标
能在真实的情景中研究摆绳长度如何影响摆动快慢，不断地调整摆，直至每分钟正好摆动60次。
能运用测量与比较的方法来研究摆的摆动快慢。
科学态度目标
认识到细心观察与准确测量的重要性。
对新问题的研究保持积极的探究欲望，体会制作钟摆的乐趣。
科学、技术、社会与环境（STSE）目标
意识到人类对产品需要不断地改进以适应现实的需求。
【教学重难点】
重点：在真实情境中研究摆长如何影响摆的快慢。
难点：调制出一个1分钟正好摆动60次的摆。
【材料准备】
铁架台、细绳、软尺、记号笔、空心小球、螺母、强力磁铁、回形针、秒表
1.秒表来源：小牛顿科教
2.本次的实验材料不需要都用到，可以让小组自主选择，各取所需，让制作的钟摆更具多样性。
【教学流程图】
【教学过程】
1.定义问题
聚焦问题情境，明确任务
教师提问：老师家的机械摆钟（展示图片）出现了故障，我发现钟摆1分钟内摆动不到60次，怎么回事呢？怎么样才能让钟摆1分钟内刚好摆动60次呢？
学生思考：摆的摆动快慢与摆绳长短有关。摆绳越长，摆动越慢；摆绳越短，摆动越慢。是否可以用调节摆绳长短的方法来调节摆的快慢？
教师活动：肯定学生的想法，明确本节课的任务：制作一个1分钟正好摆动60次的摆。板书课题：制作钟摆。
设计意图：创设真实的问题情境，可以激发学生进行项目设计的兴趣，同时以任务驱动学习，学生的参与感会更加强烈，动力会更足，目标会更加明确。教师提问机械摆钟出现故障的原因，目的是让学生温故而知新，加强学生对知识学以致用的体验。明确任务时，也定义了项目问题：如何调节摆绳的长短？如何确保制作的钟摆1分钟刚好摆动60次？触发学生深入思考。
2.设计与再设计
（1）明确评价量规和小组分工
教师活动：优秀作品的小组将被邀请参加机械摆钟的维修活动，那么，什么样的小组作品才算得上优秀呢？
学生活动：小组展开讨论，明确评价量规（计时准确、易操作性、时间成本等）。
教师活动：引导学生进行小组分工合作。
学生活动：小组讨论，明确各个组员的角色（设计员，材料员，制作员，测试员，宣传员）。
（2）材料的介绍
教师活动：将本次项目提供的各种材料进行详细的介绍，特别是空心小球和强力磁铁的使用（现场演示：将螺母装进空心小球中，绳子一端夹在小球里，另一端通过强力磁铁与铁架台连接，可以减少或者不使用绳子的捆绑法）。
学生活动：明确各种材料的用途，小组讨论，选择制作材料。
（3）设计钟摆模型
教师提问：如何更快或更简单地制作一个1分钟正好摆动60次的摆？
学生思考：每分钟摆动60次的摆，摆绳长度应该大致调整在哪个长度范围？
教师活动：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，测试1分钟摆动几次。
学生活动：根据已有经验确定摆绳长度，并测试1分钟摆动几次。
教师活动：引导学生思考，第二次调试的摆绳长度应该怎么确定，是每次减少5厘米进行调试，还是取上一次测量数值的一半进行调试等。
学生活动:小组讨论，深入思考，并用图文并茂的方式制订出自己小组的设计方案。
教师活动：教师巡视指导，总结提醒设计过程中可能出现的问题。
学生活动：学生针对自己小组的作品进行改进和再设计，确定最终的设计方案。
设计意图：在正式进行作品设计之前，明确评价量规和明确小组分工，介绍制作材料，都是非常必要和重要的。评价先行，让学生进行项目设计时目标明确。小组成员分工明确，不会存在“游手好闲”的成员，人人有事干，提高效率。本次项目活动的材料不需要都选择，小组讨论选择需要的材料即可，材料的丰富性有利于作品的多样性。通过学生讨论，用图文并茂的方式绘制设计图，有利于学生后续制作和合作的开展。
3.建立模型
教师活动：组织材料的分发，引导学生有秩序地进行钟摆模型的制作。
学生活动：小组内分工合作，根据设计图和材料进行钟摆的制作。
教师活动：教师巡视各小组的组装情况，视情况对各小组适当指导。
设计意图：经过前期多个环节的铺垫，材料员有秩序地进行材料地领取，其他成员在组长的指挥下有序地制作钟摆。在此需要提醒学生，不是只有制作员才可以参与作品的制作，而是所有成员在这个环节都需要贡献自己的一份力量。
4.检验与再检验
教师活动：教师引导学生反复测试，不断调整和记录，使制作完成得摆正好1分钟摆动60次。
学生活动：学生按照设计方案进行反复测试，并将每一次测试的结果记录在“1分钟摆动次数记录表”中。学生不断调整自己的测试方法，掌握每次调整的幅度，最终制作1分钟摆动60次的摆。
设计意图：让学生在测试的过程中调整自己的测试方法，在实践中不断追求计时最精准的钟摆。
5.数据分析
教师活动：展示项目评价表，接下来先完成计时准确这一维度的评价。引导学生将作品摆放在展示台上相应的位置，老师统一计时1分钟，各组测试员交叉测试摆的摆动次数，记录在项目评价表对应的组别上。
学生活动：学生按照老师的指令，进行班级测试。
教师活动：请各个小组将完成作品的时间填写在项目评价表上，分析时间成本。同时统一测试钟摆的操作性，以ABC等级进行评价。
学生活动：进行数据分析。
设计意图：计时准确是评价钟摆作品是否优秀的最重要的标准，至于时间成本和易操作性，可以视上课的具体情况决定是否呈现。利用项目评价量表，将数据“可视化”，有利于数据的分析。
6.交流结果（含评价）
教师提问：你们对自己的作品还满意吗？你觉得哪个小组的作品是最优秀的？接下来我们进行成果交流会吧。
学生活动：利用少量的时间进行组内总结与分析，思考：一个优秀的钟摆作品最重要的标准是什么？达到这个标准了吗？不足之处有哪些？下次改进的话，会从哪些方面进行改进？
教师活动：组织小组成员上展示台进行宣传介绍作品。
学生活动：上展示台进行宣传介绍作品。
教师提问：1分钟摆动60次的摆钟，它的摆绳长短有什么特点？
学生活动：小组研讨，结合设计及制作的过程来发表对这个问题的看法。
设计意图：利用少量的时间讨论及总结本小组的作品，让学生更加了解自己的作品小组情况，有利于后续小组宣传作品的开展。成果交流会的开展，一方面可以让学生多方面的展示自己的成果，另一方面，可以借助别组的经验，对自己小组项目设计进行再改进。如果时间有限，可以请有代表的小组上台展示，不一定需要所有小组都上台展示。
【板书设计（生成）】
【板书说明】
板书内容为学生的即时课堂生成，项目评价表中，计时准确、时间成本、易操作性是根据学生讨论得到的评价标准。计时准确一栏，根据班级测试的结果，现场及时填写摆在1分钟内摆动的次数。时间成本一栏，由小组成员填写制作钟摆的时间。易操作性根据测试员评价的结果写上ABC等级。
【学生记录单设计】
【班级项目评价表】