(共10张PPT)
机械摆钟
在远古时期，人类以太阳的东升西落作为时间尺度；
2300多年前，人们发明了地平日晷；
一千多年前的希腊和我国的北宋时期，能工巧匠们曾设计出沙漏、水钟
聚焦
探索
摆的结构
一个简单的摆有摆绳和摆锤组成。
摆绳
摆锤
小组合作制作一个简单的摆，观察摆运动的特点
摆动的幅度越来越小
实验1
思考：
1.如何安装摆
2.如何进行操作
3.如何数摆动次数
探索
自制的摆30秒摆动多少次呢？
我们快来测试一下吧。
实验2
注意事项
①听到口令后轻轻放开，不能推一把。
②如果摆锤碰到了铁架台或其它东西后，实验要重新做。
③重复试验摆绳、摆锤、摆幅不变
自制摆30秒摆动次数记录表 第1次 第2次 第3次
摆动次数
我的发现 ①同一个摆相同时间内摆动的次数是相同的。
我的发现
②不同的摆相同时间内摆动的次数是不同的。
在人类计时仪器的发展史中，摆的发现可算是一件重大历史事件。
1583年的一天，17岁的伽利略在教堂里面做礼拜。一阵风吹来，天花板上的吊灯开始地晃动起来，发出轻轻的响声。这本是一件非常寻常的事，而伽利略却细心地观察起来了。隐约中他感觉到吊灯的摆动有些规律，于是回家之后，他开始研究起来。他用棉线和石头做出摆模拟吊灯的摆动，根据“脉搏跳动的次数是稳定的”来计时，经过反复多次的验证，终于发现了吊灯摆动时的秘密。
1656年，荷兰科学家惠更斯根据伽利略发现的关于摆的秘密，制作出了比较精确的计时器—机械摆钟。机械摆钟的出现大大提高了时钟的精确度。
伽利略
伽利略发现“摆”的“秘密”
科学家的故事教科版五年级上3.4《机械钟摆》教学设计
【教材简析】
本课选自教科版小学科学五年级上册第三单元《计量时间》的第4课时。前三节课探究的是太阳钟、水钟等一些简易的计时工具，本课则是探索精确计时工具的第一课。通过自制一个单摆，并观察摆运动的特点。根据教师提供的材料，学生动手制作一个单摆，在制作完成后，开始观察和记录单摆1分钟摆动的次数，连续测多次。最后会发现同一个摆在摆动过程中摆幅变小，但摆动次数是不变的，这便是单摆的等时性；在研讨中，通过对比各组间的数据，会发现不同小组的摆摆动次数是不同的，是什么引起的？这为下节课《摆的快慢》提出了研究的问题。
【学情分析】
摆钟为什么会比其他计时工具精确呢？这个问题对学生是比较有吸引力的。带着这个疑问去观察摆钟的运动，去研究自制摆的运动，能提高学生的探究欲。这节课中学生将面临两个问题，第一是如何准确测量单摆摆动的次数；第二是如何有效分析数据、得出结论、发现更多问题。对于五年级的学生，测量摆钟1分钟摆动的次数不难，但要学生思考并解决操作中的一些问题，如怎样计时？怎样数摆动次数？怎样做到摆动开始与计时开始的同步？此外，五年级的孩子已经具备一定分析处理数据的能力，但仍然有局限性，对实验数据整体的横向、纵向比较有所缺乏，所以要想孩子们在研究单摆等时性时有更多的发现、更多问题的提出，研讨时需要我们引导孩子进行组内、组间数据的比较。
【教学目标】
科学概念目标
知道同一个单摆在相同时间内摆动的次数相同，这就是摆的等时性。根
据这种性质，人们制成了摆钟，使时间的计量误差更小。
科学探究目标
能较准确地重复观测摆钟及自制单摆每分钟摆动的次数。
能根据钟摆的特点动手制作一个单摆。
科学态度目标
能准确地测量摆的摆动次数，理解重复实验的意义。
通过制作、观测单摆，发展对计时工具研究的兴趣。
科学、技术、社会与环境目标
知道摆钟的出现大大提高了时钟的精确度，了解社会的需求是科学技术
发展的动力。
【教学重难点】
重点：准确地观测摆钟及自制单摆每分钟摆动的次数。
难点：动手制作一个摆，重复测量摆摆动的次数、理解摆的等时性。
【教学准备】
教师：多媒体课件、单摆一个
小组：每组铁架台一个、棉线一根、夹子一个、螺帽一个、秒表一个、记录单一份
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 像日晷、水钟、沙漏等简易的时钟，已经可以让我们知道大概的时间。摆钟的出现大大提高了钟表的精确度。 摆钟，通常具有报时功能，又称“自鸣钟”。至今具有300多年的历史。 观察摆钟结构： 摆钟已经退出历史舞台，被石英钟表所代替。观看摆钟视频，思考摆钟是通过怎样的方式计时的 （播放视频） 预测： 通过钟摆有规律的摆动来计时。 认真听讲 观察 观看视频、猜测 在对机械摆钟有了初步了解的基础上，迅速聚焦研究问题
讲授新课 一、探索 【知识讲解】 自制一个摆，观察摆运动的特点 想一想：在制作摆与使用摆要注意什么？ 1、学生观察 拿一根细绳，上端固定，下端挂上一个小重物，做成一个简单的摆。一个简单的摆有摆绳和摆锤组成。 什么是摆幅？摆动幅度大小叫摆幅。摆线与竖直方向的夹角称为摆角。 2、实验器材 手表（秒表）、摆锤（螺帽或别的重物）、摆绳（棉线）、支架（铁架台或别的支架） 3、组装一个简单的摆 拿一条棉线，上端固定在铁架台上，下端挂上一个小螺母。 4、实验1 让我们的摆自由摆动，幅度不要太大（摆角不能超过90度）,观察摆的运动，发现它有什么变化？ 明确： 摆动的幅度越来越小，摆的速度越来越慢，最后停下来。 5、实验2 自制的摆30秒能摆动多少次呢？我们快来测试一下吧。 （1）实验要求 ①让我们的摆自由摆动，一个同学用秒表计时，喊“开始——停”，数数的同学马上将数据报给记录的同学。 ②多次测量，测量并记录我们的摆1分钟摆动的次数。 第一次第二次第三次次数我的发现
（2）注意事项 ①摆线自然拉直，听到口令后轻轻放开，不能推一把。 ②摆的角度不能太小，也不能太大。（别超过90度）。 ③如果摆锤碰到了铁架台或其它东西后，实验要重新做。 ④注意计时和计数。 （3）实验记录 钟摆30秒摆动次数记录（班级记录表） 第一次第二次第三次第一组第二组第三组...
（4）我们的发现 ①同一个摆每分钟摆动的次数是相同的。 ②不同的摆每分钟摆动的次数是不同的。 6、摆钟就是利用摆的等时性来计时的。 7、小结 单摆具有等时性：同一个单摆每摆动一次所需的时间是相同的。 二、拓展 视频：伽利略与钟摆的故事 三、课堂练习 认真听讲 准备材料 实验操作 分析回答 认真听讲 准备 组装 实验 交流 实验 记录数据、分析数据 交流 听故事 在观察之前，先让学生对摆钟是如何计时的进行猜测。这样可以了解学生对摆钟已有的认识；然后通过观察了解摆钟计时的方式，通过小组合作计时，观察并记录摆钟每分钟摆动的次数。 过观察我们自己制作的摆30秒摆动的次数，发现同一个摆在相同时间里摆动的次数都相同，说明摆具有等时性。通过观察不同小组的摆在30秒里摆动的次数，发现不同的摆在相同时间内摆动次数并不相同。 了解摆与摆钟的历史文化
课堂小结 通过这节课的学习，我们知道同一个单摆在相同时间内摆动次数相同，这就是摆的等时性。根据这种性质人们制成了摆钟，使时间的计量误差更小。 总结课堂
板书 板书设计《机械摆钟》实验记录单
班级： 姓名： 小组：
自制摆30秒摆动次数记录表
第1次 第2次 第3次
摆动次数
我的发现
《机械摆钟》实验记录单
班级： 姓名： 小组：
自制摆30秒摆动次数记录表
第1次 第2次 第3次
摆动次数
我的发现元问题 具体问题 主要要点
为什么学 （科学素养发展目标） 1.指向的核心概念是什么？ 人们设计不同的一仪器和工具来满足特定用途
2.学习目标是什么？（从科学概念、科学思维、探究实践、态度责任维度阐述） 科学概念目标 同一个单摆在相同时间内摆动次数相同，这就是摆的等时性。根据这种性质人们制成了摆钟，使时间的计量误差更小。 科学探究目标 1.能较准确地重复观测钟摆及自制摆每分钟的摆动次数。 2.能根据钟摆的特点动手制作一个单摆。 科学态度目标 1.准确地测量摆的摆动次数，理解重复实验的意义。 2.发展对计时工具研究的兴趣。 科学、技术、社会与环境目标 了解社会的需求是科学技术发展的动力。
学什么 （学习内容） 1.厘清各学习要点及其之间的逻辑关系（教材中的具休知识技能、活动是什么？） 记录自制摆的在一分钟内摆动的次数，知道同一个摆在相同时间内摆动的次数相同，摆的等时性。
分析比较不同小组之间数据，了解不同的摆在相同时间内摆动的次数是不同的。
2.本课的教学重点和难点是什么？ 重点;1.动手制作一个单摆并观察和测量单摆在相同时间内摆动的次数。2.通过观测理解摆的等时性。 难点：理解摆的等时性。
3.教材解读中遇到的疑难问题是什么？ 对于探索活动一测量摆钟一分钟摆动的次数，是否可以放到学习探究摆的特点之后再来学习机械摆钟。
怎样学 （学习活动和学习策略） 1.突出思维过程，指向关键能力发展和必备品格内化（用体现学生学的行为的关键动词和箭头表示） 制作摆 了解掌握摆的结构（摆绳、摆锤） 操作摆 体验摆的摆动，掌握操作注意点 计时操作 理解重复试验的意义
2.要解决的教学关键核心问题是什么？您的解决策略是什么？ 学生用自制的摆测量一分钟摆动次数 学生反复测量数数，两个同学分别各自默数，组内数数要统一才能记录，然后讨论注意点，反复实验，掌握更熟练。
何谓学会 （学习效果） 1.评价任务是什么？评价的方法、形式是怎样的？ 评价任务：1.是否会正确数摆摆动次数。2.制作并正确使用摆3.小组分工合作合理。 评价方法:采用学生自评与互评的方式。
小学科学教师教学设计研讨前置单
学校： 教师姓名：
年级： 五年级上册教科版教材 课题名称： 《机械摆钟》
