教科版（2017秋）五年级上册 3.4 机械摆钟 教案
文档属性
| 名称 | 教科版（2017秋）五年级上册 3.4 机械摆钟 教案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 36.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版（2017秋） | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2023-01-24 18:46:46 | ||
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文档简介
4.机械摆钟
【教材简析】
本单元前三节课探究的是太阳钟、水钟等一些简易的计时工具，本课是探索精确计时工具的第一课。学生从伽利略发现吊灯的秘密开始观察研究，通过测量吊灯摆动的次数，发现它相同时间内摆动的次数是相同的，初步感知等时性。然后动手制作一个简易的摆，重复观测自制单摆连续相同时间内摆动次数，通过分析数据进一步明确摆的等时性：同一个单摆在相同时间内摆动次数相同。此外，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，为下一课《摆的快慢》提出了待研究的问题。
本课的重点是研究单摆的运动规律，即等时性原理。培养学生基于观测到的数据，运用分析、比较的方法阐明单摆运动规律的思维方式。同时在探究中保持严谨观测的态度、发展对计时工具研究的兴趣。
【学情分析】
前几节课中，学生已观察并制作过类似水钟这样的简易计时装置，这节课将对钟摆能精确计时的原理展开探究。在操作前，需要引导学生思考并解决操作中的一些问题，如怎样计时？怎样数摆动次数等。五年级的学生已经具备一定分析和处理数据的能力，但要想他们在研究单摆等时性时有更多的发现、提出更多的问题，研讨时需要我们引导他们对组内数据和组间数据进行有效分析。
【教学目标】
1.科学观念：对钟摆以及自制单摆相同时间内摆动次数的重复观测，知道同一个摆在相同时间内摆动次数相同，认识到人们基于摆的等时性原理制成了摆钟，使时间的计量误差更小。
2.科学思维：基于实验中观察到的现象及获取的数据，能运用分析、比较的方法，阐明单摆的运动规律。
3.探究实践：通过了解钟摆的构造，能制作一个简易单摆并探究摆的运动特点；在实验中能准确地重复观测摆在相同时间内摆动的次数。
4.态度责任：在研究单摆运动规律的过程中，能保持严谨观测的态度；通过制作、观测单摆，发展对计时工具研究的兴趣。
【教学重难点】
重点：基于数据的整理分析，理解摆的等时性原理。
难点：准确地观测摆，探究自制单摆运动的特点。
【教学准备】
教师：1.教学课件；2.大吊灯一个、单摆一个。
学生：1.每组木架台一个、吊灯一个、棉线一根、小球一个、秒表一个；2.记录单。
【教学过程】
一、聚焦：计时工具发展史（预设3分钟）
材料准备：课件
提问：同学们，现在几点了？
现在，我们可以很轻松的知道时间，那古人是如何计时的呢？让我们用一分钟时间了解《计时工具发展史》。
讲述：这些计时工具都只能让我们知道一个大概的时间，直到一位科学家的出现——伽利略。请你仔细阅读伽利略的故事。
【设计意图】简要回顾日晷、燃香钟、水钟等计时器后，引出伽利略的故事，激发学生探究伽利略发现的秘密的兴趣。
二、探索：摆的等时性（预设24分钟）
（一）观察吊灯的运动
1.老师今天也给同学们带来了吊灯，想象我们来到了1583年的大教堂。这是大教堂的吊灯，当风吹过，吊灯会？（晃动）现在教师里没有风，那老师将吊灯拉直，再轻轻放手。吊灯摆动起来了吗？你发现吊灯摆动有什么规律吗？
2.学生猜测。
预设①：摆动幅度越来越小。追问：如果给它足够的时间，最终会？
预设②：摆得越来越慢。追问：那摆动一次的时间有发生变化吗？
预设③：来回摆动一次的时间是相同的。
那你打算怎么做去证明你的观点呢？
预设：测量吊灯摆动一次的时间。
师：这个吊灯，摆动一次的时间这么短，方便测量吗？你有没有更好的方法。
（引导学生说出测量相同时间吊灯摆动的次数）
研讨：测量相同时间吊灯摆动的次数
请小组讨论以下三个问题：
（1）、如何让实验更加准确？
（2）、小组成员如何分工？
（3）、计时和数数如何同时进行？（谁比较适合喊口令——计时员，口令用开始、停，尽量简短，计时人员眼睛要看着？——秒表）
5.在实验开始前，我们先解决两个问题：
（1）提问：怎样算摆动一次？
（2）演示：教师演示数吊灯摆动的次数：从起点出发回到起点算摆动一次。
（3）提问：不足一次怎么算？
（4）实验时我们应该注意什么？你有什么建议给大家吗？（学生自由发言）
老师也有一些温馨提示要告诉大家：课件展示温馨提示
6.学生开展实验，完成记录单一。
7.组织交流：请三个小组上台展示他们的记录单，说一说你的发现。
（预设：相同时间内，吊灯摆动的次数是相同的。）
（预设：如果有小组三次实验数据没有完全相同可以提问为什么会不同，然后说明我们在做科学实验时允许有一个的误差，这个误差是可以忽略的）
小结：相同时间内，吊灯摆动的次数是相同的。（出示板书）
那不同的吊灯相同时间内摆动的次数相同吗？（不同）追问为什么会不同呢？
（二）自制单摆，观察摆运动的特点
1.过渡：同学们都很厉害，在这么短的时间里就有了和伽利略一样的发现，那伽利略的研究就到处结束了吗？（没有）是的，伽利略回家后又深入研究。我们先一起来看下吊灯在结构上有什么特点？
（引出单摆（摆）的各部位名称）
我们把下面的重物称之为——摆锤；连接的绳子称之为——摆绳；组合起来的装置称之为单摆简称摆。在物理学上我们可以用统一的图示表示，现在我想请一位同学将它各部分的名称找出来。
你能自己制作一个摆吗？你打算怎么做？
3.你们觉得这个摆可以吗？（出示自制摆）
4.提问：刚刚我们研究让吊灯摆动相同的时间，发现它摆的次数相同，那如果我们让它一直摆动，测出它在几段相同时间内摆动的次数，比如（出示记录单二）先测第一个10秒，再测第二个10秒，是否还会相同
学生猜测
那让我们用自制的摆来验证一下我们的猜测。
演示：哪个小组愿意上台来演示一下，其他同学注意观察他们的操作有没有什么问题。
6.我们还是以音乐为结束信号，已经完成的小组将你的实验结果写到黑板上。（提供自制摆的材料）
7.开展实验：学生分组实验，完成记录单。教师巡视指导，汇总每组数据。【设计意图】在测量钟摆及自制单摆摆动次数前，引导学生探讨计数方法，充分思考并解决操作中的一些问题、注意事项。分组实验时，教师随时给予学生指导，方便数据的准确获取及后续交流汇报，更有助于本课重难点的突破。
三、研讨：实验发现（预设：4分钟）
材料准备：课件
1.交流汇报：分析你们组的数据，说说你的发现？
2.小结：同一个摆，在相同时间内摆动的次数相同。（出示板书摆）
3.引导思考：每个小组的数据都汇总在了这张表格中，分析表中数据，你还有什么发现？
（预设：不同的摆在相同时间内摆动次数不同。）
4.提问：不同的摆，为什么在相同时间内摆动次数会不同？
（预设：摆锤、摆绳、摆动幅度不同）
5.那现在我们可以说同一个摆，摆动一次的时间是相同的吗？
老师将摆的摆动过程慢动作回放，注意观察每次摆动时间。
你有什么发现？
（预设：同一个摆，摆动一次的时间相同）
这就是摆的等时性（出示板书）
【设计意图】通过分析组内数据，引导学生进一步明确摆的等时性原理。同时鼓励学生对小组间的数据进行分析比较，激发学生继续探究的兴趣。
机械摆钟（预设：8分钟）
交流：发现摆的等时性原理，我们可以做什么？（计时工具）
是的伽利略也是这么想的，但由于种种原因没有实现，直到1656年，荷兰科学家惠更斯根据伽利略发现的摆的等时性，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。（板书课题）
请你仔细观察机械摆钟的结构，你有看到什么熟悉的地方吗？引导学生说出摆锤、摆绳，引出钟摆。
那钟摆一分钟摆动多少次呢？老师将钟摆摆动过程录下来了，同学们小组合作，利用秒表，测量钟摆一分钟摆动的次数。你们小组自己选择开始的时间，完成小组举手。
钟摆一分钟摆动几次？（60次）也就是说钟摆摆动一次的时间是——1秒。机械摆钟的出现，让秒成为可测量的时间单位。（播放视频）
那还知道什么更先进的计时工具吗？（原子钟、石英表）
计时工具的不断精进，对我们的生活有什么影响？
人类的计时工具还会继续发展吗？计时工具的发展史就交给你们，未来的小科学家们继续书写了。今天的科学探索之旅就先告一段落了，请同学们整理好自己的随身物品。下课！
四、板书设计
【教材简析】
本单元前三节课探究的是太阳钟、水钟等一些简易的计时工具，本课是探索精确计时工具的第一课。学生从伽利略发现吊灯的秘密开始观察研究，通过测量吊灯摆动的次数，发现它相同时间内摆动的次数是相同的，初步感知等时性。然后动手制作一个简易的摆，重复观测自制单摆连续相同时间内摆动次数，通过分析数据进一步明确摆的等时性：同一个单摆在相同时间内摆动次数相同。此外，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，为下一课《摆的快慢》提出了待研究的问题。
本课的重点是研究单摆的运动规律，即等时性原理。培养学生基于观测到的数据，运用分析、比较的方法阐明单摆运动规律的思维方式。同时在探究中保持严谨观测的态度、发展对计时工具研究的兴趣。
【学情分析】
前几节课中，学生已观察并制作过类似水钟这样的简易计时装置，这节课将对钟摆能精确计时的原理展开探究。在操作前，需要引导学生思考并解决操作中的一些问题，如怎样计时？怎样数摆动次数等。五年级的学生已经具备一定分析和处理数据的能力，但要想他们在研究单摆等时性时有更多的发现、提出更多的问题，研讨时需要我们引导他们对组内数据和组间数据进行有效分析。
【教学目标】
1.科学观念：对钟摆以及自制单摆相同时间内摆动次数的重复观测，知道同一个摆在相同时间内摆动次数相同，认识到人们基于摆的等时性原理制成了摆钟，使时间的计量误差更小。
2.科学思维：基于实验中观察到的现象及获取的数据，能运用分析、比较的方法，阐明单摆的运动规律。
3.探究实践：通过了解钟摆的构造，能制作一个简易单摆并探究摆的运动特点；在实验中能准确地重复观测摆在相同时间内摆动的次数。
4.态度责任：在研究单摆运动规律的过程中，能保持严谨观测的态度；通过制作、观测单摆，发展对计时工具研究的兴趣。
【教学重难点】
重点：基于数据的整理分析，理解摆的等时性原理。
难点：准确地观测摆，探究自制单摆运动的特点。
【教学准备】
教师：1.教学课件；2.大吊灯一个、单摆一个。
学生：1.每组木架台一个、吊灯一个、棉线一根、小球一个、秒表一个；2.记录单。
【教学过程】
一、聚焦：计时工具发展史（预设3分钟）
材料准备：课件
提问：同学们，现在几点了？
现在，我们可以很轻松的知道时间，那古人是如何计时的呢？让我们用一分钟时间了解《计时工具发展史》。
讲述：这些计时工具都只能让我们知道一个大概的时间，直到一位科学家的出现——伽利略。请你仔细阅读伽利略的故事。
【设计意图】简要回顾日晷、燃香钟、水钟等计时器后，引出伽利略的故事，激发学生探究伽利略发现的秘密的兴趣。
二、探索：摆的等时性（预设24分钟）
（一）观察吊灯的运动
1.老师今天也给同学们带来了吊灯，想象我们来到了1583年的大教堂。这是大教堂的吊灯，当风吹过，吊灯会？（晃动）现在教师里没有风，那老师将吊灯拉直，再轻轻放手。吊灯摆动起来了吗？你发现吊灯摆动有什么规律吗？
2.学生猜测。
预设①：摆动幅度越来越小。追问：如果给它足够的时间，最终会？
预设②：摆得越来越慢。追问：那摆动一次的时间有发生变化吗？
预设③：来回摆动一次的时间是相同的。
那你打算怎么做去证明你的观点呢？
预设：测量吊灯摆动一次的时间。
师：这个吊灯，摆动一次的时间这么短，方便测量吗？你有没有更好的方法。
（引导学生说出测量相同时间吊灯摆动的次数）
研讨：测量相同时间吊灯摆动的次数
请小组讨论以下三个问题：
（1）、如何让实验更加准确？
（2）、小组成员如何分工？
（3）、计时和数数如何同时进行？（谁比较适合喊口令——计时员，口令用开始、停，尽量简短，计时人员眼睛要看着？——秒表）
5.在实验开始前，我们先解决两个问题：
（1）提问：怎样算摆动一次？
（2）演示：教师演示数吊灯摆动的次数：从起点出发回到起点算摆动一次。
（3）提问：不足一次怎么算？
（4）实验时我们应该注意什么？你有什么建议给大家吗？（学生自由发言）
老师也有一些温馨提示要告诉大家：课件展示温馨提示
6.学生开展实验，完成记录单一。
7.组织交流：请三个小组上台展示他们的记录单，说一说你的发现。
（预设：相同时间内，吊灯摆动的次数是相同的。）
（预设：如果有小组三次实验数据没有完全相同可以提问为什么会不同，然后说明我们在做科学实验时允许有一个的误差，这个误差是可以忽略的）
小结：相同时间内，吊灯摆动的次数是相同的。（出示板书）
那不同的吊灯相同时间内摆动的次数相同吗？（不同）追问为什么会不同呢？
（二）自制单摆，观察摆运动的特点
1.过渡：同学们都很厉害，在这么短的时间里就有了和伽利略一样的发现，那伽利略的研究就到处结束了吗？（没有）是的，伽利略回家后又深入研究。我们先一起来看下吊灯在结构上有什么特点？
（引出单摆（摆）的各部位名称）
我们把下面的重物称之为——摆锤；连接的绳子称之为——摆绳；组合起来的装置称之为单摆简称摆。在物理学上我们可以用统一的图示表示，现在我想请一位同学将它各部分的名称找出来。
你能自己制作一个摆吗？你打算怎么做？
3.你们觉得这个摆可以吗？（出示自制摆）
4.提问：刚刚我们研究让吊灯摆动相同的时间，发现它摆的次数相同，那如果我们让它一直摆动，测出它在几段相同时间内摆动的次数，比如（出示记录单二）先测第一个10秒，再测第二个10秒，是否还会相同
学生猜测
那让我们用自制的摆来验证一下我们的猜测。
演示：哪个小组愿意上台来演示一下，其他同学注意观察他们的操作有没有什么问题。
6.我们还是以音乐为结束信号，已经完成的小组将你的实验结果写到黑板上。（提供自制摆的材料）
7.开展实验：学生分组实验，完成记录单。教师巡视指导，汇总每组数据。【设计意图】在测量钟摆及自制单摆摆动次数前，引导学生探讨计数方法，充分思考并解决操作中的一些问题、注意事项。分组实验时，教师随时给予学生指导，方便数据的准确获取及后续交流汇报，更有助于本课重难点的突破。
三、研讨：实验发现（预设：4分钟）
材料准备：课件
1.交流汇报：分析你们组的数据，说说你的发现？
2.小结：同一个摆，在相同时间内摆动的次数相同。（出示板书摆）
3.引导思考：每个小组的数据都汇总在了这张表格中，分析表中数据，你还有什么发现？
（预设：不同的摆在相同时间内摆动次数不同。）
4.提问：不同的摆，为什么在相同时间内摆动次数会不同？
（预设：摆锤、摆绳、摆动幅度不同）
5.那现在我们可以说同一个摆，摆动一次的时间是相同的吗？
老师将摆的摆动过程慢动作回放，注意观察每次摆动时间。
你有什么发现？
（预设：同一个摆，摆动一次的时间相同）
这就是摆的等时性（出示板书）
【设计意图】通过分析组内数据，引导学生进一步明确摆的等时性原理。同时鼓励学生对小组间的数据进行分析比较，激发学生继续探究的兴趣。
机械摆钟（预设：8分钟）
交流：发现摆的等时性原理，我们可以做什么？（计时工具）
是的伽利略也是这么想的，但由于种种原因没有实现，直到1656年，荷兰科学家惠更斯根据伽利略发现的摆的等时性，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。（板书课题）
请你仔细观察机械摆钟的结构，你有看到什么熟悉的地方吗？引导学生说出摆锤、摆绳，引出钟摆。
那钟摆一分钟摆动多少次呢？老师将钟摆摆动过程录下来了，同学们小组合作，利用秒表，测量钟摆一分钟摆动的次数。你们小组自己选择开始的时间，完成小组举手。
钟摆一分钟摆动几次？（60次）也就是说钟摆摆动一次的时间是——1秒。机械摆钟的出现，让秒成为可测量的时间单位。（播放视频）
那还知道什么更先进的计时工具吗？（原子钟、石英表）
计时工具的不断精进，对我们的生活有什么影响？
人类的计时工具还会继续发展吗？计时工具的发展史就交给你们，未来的小科学家们继续书写了。今天的科学探索之旅就先告一段落了，请同学们整理好自己的随身物品。下课！
四、板书设计