五年级下册科学教案-3.8 制作一个一分钟计时器 教科版

《制作一个一分钟的计时器》教学设计
一、教材分析
《制作一个一分钟计时器》是教科版五年级下册“时间的测量”单元第八课的教学内容。通过前几课的学习，学生已经认识了机械摆钟，知道了摆具有等时性，摆的摆动快慢与摆长有关，且能制作每分钟摆动60次的摆，初步意识到事物是运动变化的，事物的运动变化是有一定规律的。
本课教学分两部分内容，从观察摆钟开始，旨在让学生认识摆钟的几个主要部件，先通过观看摆锤与齿轮操作器联合工作的视频、再通过亲自动手组装摆钟，从而理解摆钟是怎样利用摆锤与齿轮操纵器来完成计时工作的。随后，学生根据组装好的摆钟制作一个一分钟只需摆60的简易摆钟。通过调节摆长，并对自己制作的摆钟一分钟摆动的次数进行测量，直至精确，从而体验研究计时工具带来的乐趣，认识到科学必须与技术结合起来才能更好地造福人类。
二、学情分析
五年级学生的已经有一定的科学素养，同时对科学课兴趣非常浓厚。但是在实践动手能力上还是有些不足，所以探究材料的选择是否合理、呈现时机是否恰当非常重要，所以本课教学成功与否关键在教师提供给学生的实验材料。
学生都喜欢动手制作，但有时只顾表面热闹，忘记思考实验要求。因此，我设计了《小组学习单》，专门细化探究摆钟的工作原理以及如何调整制作一个一分钟的计时器，旨在引导学生亲自观察发现，探究其原理以及掌握其调试方法。
三、教学目标
科学概念：机械摆钟是摆锤与齿轮操纵器联合工作的。
过程与方法：观察摆钟内部构造；制作一个计时一分钟的简易摆钟。
情感态度与价值观：进一步体会到探究摆钟计时的乐趣；感受到科学与技术结合带给人类的进步。
四、教学重点、难点
重点：认识摆钟的内部结构，理解其工作原理。
难点：制作一个计时一分钟摆动60次的简易摆钟。
五、教学准备
课件、每个小组自制摆钟套装（包括一个齿轮、齿轮操纵器、摆锤、支轴、垂体、绳子、固定夹、支架、钟面、指针、螺帽）、秒表、小组记录单等。
教学过程
（一）导入
1.师：同学们通过一个单元的学习，对时间的测量古人所经历的历程有了一定的了解，我们一起来回顾一下。从视频中你看到了什么？（生答。）（设计意图：制作这个小视频对这一单元的总结，让学生体会到古代人利用自己的智慧对社会所做出的贡献，培养学生的科学精神。同时，激发学生的制作欲望。）
2.师：这些计时工具之所以能计时都有一个共同的特点，你发现了吗？（生答。）
3.师：那你觉得生活中的摆钟是怎样工作的？（生说看法。）你知道它的内部结构是怎样的吗？（生猜测。）（设计意图：了解学生的前概念，通过对学生原有认知的了解，有针对性的进行教学。)
4.师视频播放摆钟的内部结构，提问学生摆钟是如何工作的？ （设计意图：学生验证自己的猜测的摆钟内部结构是否准确，同时初步认识摆钟是如何工作的。）
5.师：摆钟的内部结构看起来比较复杂，为了看得更清楚，我们可以把它简化成动画演示。师再次提问：你看到它是怎样工作的？（设计意图：简化动画演示得更清晰，让学生通过观察对摆钟的工作原理有初步的了解。）
6.师总结：到底它是怎样工作的呢？我们先来认识下摆钟各个部件的结构。PPT讲解摆钟结构。
7.师：为了进一步研究，老师给大家做了这个模型，我们来看下它是怎么工作的？你们想不想试试看？师展示自制的摆钟模型。（设计意图：激发学生的兴趣，为下一步学生亲自动手做铺垫。）
（二）学生活动——组装一个计时器
1.师：好，现在同学们利用老师提供给你们的材料，来组装一个计时器！
提醒：（1）操作过程中注意安全，取放铁架台等要小心；
? ? （2）仔细观察摆锤、齿轮、齿轮操纵器、垂体它们之间是如何运作的，填好小组学习单；
? （3）音乐停止，活动结束。
（设计意图：放手让学生通过自己组装计时器，培养学生的实践动手能力；同时让学生通过观察摆钟运动起来的样子，合作探究摆钟的工作原理，培养学生的合作探究能力以及科学思维。）
2.学生活动，师板书摆钟的内部结构并巡视。
3.师：你们的摆钟摆动起来了吗？你是怎样让它动起来的？（生说组装方法。）
4.师：摆动起来之前你们遇到什么问题了吗？是怎么解决的？（生回答并说明解决办法。）（预设：调节钟摆的长度会碰到桌面，把铁架台放在桌子边缘；齿轮不转动，线的缠绕方向可能反了；齿轮不好好转，可能动力不足，又加了一个砝码。）（设计意图：放手让学生自己动手实践组装，培养学生发现问题以及独立解决问题的能力。）
5.师：那你们发现摆锤和齿轮操纵器是如何运作的？
6.学生小组代表上台汇报小组合作学习单1。（预设：摆锤向左摆动，齿轮操纵器的长针就抬起来，当摆锤摆到最右边的时候，齿轮操纵器的短针就卡住齿轮；先是由于垂体带动齿轮转动 ，然后是齿轮操纵器的长针和短针使它一格一格往下转；垂体有了动力，才会使这个齿轮转动，垂体就是利用这个重力使齿轮转动起来的。）
7.师总结：我们一起来看下计时过程，像这样一个接一个有规律的使齿轮转动，从而带动指针转动，由此看来机械摆钟是由摆锤和齿轮操纵器联合起来工作的，垂体起到带动齿轮转动的作用。（师板书）
（三）学生活动——测量调试计时器。(板书课题）
1.师：了解了摆钟的工作原理，想不想自己制作一个一分钟的计时器？上节课，老师要求大家课下做一个一分钟摆动60次的摆钟，现在我们来测测你们的摆钟一分钟摆动多少次？并思考一下怎么调，完成小组合作学习单2。
2.学生活动：先测量计时器一分钟摆动多少次，然后调试为一分钟摆动60次的计时器。师巡视。
3.师：调试完了吗？各小组来说一下，第一次测试你们的摆钟摆动了多少次？
4.学生各小组汇报，师白板汇总小组实验结果。
5.师：第一次测试摆钟一分钟摆动60次以下的小组你们是怎么调节摆钟的？（生答。）第一次测试摆钟一分钟摆动60次以上的小组你们是怎么调节摆钟的？（生答。）
6.师：那么我们是怎样来控制摆摆动的速度的呢？（生总结。）
7.师总结：我们可以通过调节摆锤的位置控制摆摆动的速度。（师板书）
（四）学生活动——安装指针钟面
1.师：现在我们来思考一个问题，同学们手中的齿轮是30个齿的齿轮，现在我想计时一分钟，齿轮应该转动几圈是一分钟？（生答。）
2.师：说说你的思考？（生说出思考过程。）（设计意图：把问题直接抛给学生，提高学生独立思考、解决问题的能力，同时鼓励学生说出自己的思考过程，培养学生的逻辑思维能力。）
3.师：那现在我们来看下齿轮转动两圈是不是准确，那现在大家方便观察吗？（生答。）
4.师：你有什么好的办法？怎么让它看起来更像摆钟呢？（生答。）（设计意图：引导学生思考指针和钟面的安装，以及安装在哪里比较合理，给学生一个思考的空间。）
5.师：为了节省时间，老师提前给大家做好了指针和钟面，一会同学们揭下表层磁片，然后将指针粘在齿轮上。
6.学生活动，安装指针和钟面。
7.师出示大秒表，师：我们一起来验证一下，看看你们调整好的摆钟指针转动两圈是不是计时一分钟。
8.学生集体测试调试好的摆钟是不是准确。
（五）拓展延伸
1.师：今天，老师还给大家带来了一种简易的计时器，师操作简易计时器让其动起来。
2.学生观察。
3.师：我们来看下它跟我们今天做的计时器有什么相同和不同的地方？（设计意图：学生通过比较加深本节课计时器构造的认识，同时通过比较不同的地方，启发学生制作计时器的方法以及材料有很多种，培养学生留心生活、善于发现，激发学生课下制作计时器的兴趣。）
4.课后作业：请同学们开动你们的脑筋利用身边的材料做一个一分钟摆动30次的摆钟。
5.这节课你有什么收获？
七、板书设计：
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（设计意图：抓住今天这堂课摆钟的各部件构造及工作原理，摆钟的调试方法予以概括，突显本节课的重难点，给学生所学知识留下深刻的印象。）
八、教学反思
《制作一个一分钟计时器》是教科版五年级下册第三单元第8课的教学内容。该课教学是先理解摆钟的工作原理，再制作一个简易的摆钟。前后我曾多次试教，每次试教之后及时反思与改进，从中我欣喜地发现，孩子们制作一分钟计时器所带来的快乐。回首望望自己的试教历程，有过失败时深深的失落，有过为找到更好的教学手段时的焦虑，但更多的是与学生在试教过程中碰撞激出的快乐火花。在这个磨课的过程中，我发现一堂成功的科学课，探究材料的选择是否合理、呈现时机是否恰当非常重要，同时多媒体的合理有效使用，会给课堂带来事半功倍的效果。现说一下我的反思：
（一）?研读教材，灵活处理教材。
根据教科书的安排，教师要给学生准备硬度要强的纸板，且不能用瓦楞纸，来制作一分钟的计时器。试教前我请了几名动手能力较强的同学先来制作，结果足足用了20分钟时间才做成了齿轮，在制作前还要理解原理，之后还要制作齿轮操作器、摆、钟面、指针等，从时间上来看这堂课是无法达成预期目标的，况且纸板的厚度有限，用纸板做齿轮操纵器，操纵器倒钩很难卡住齿轮，制作成功的可能性极小。根据教科书的安排虽能让学生经历整个制作过程，但制作的难度会削减学生学习的兴趣。课后，我再次仔细分析教材。我认为学生不应该花太多的时间在制作计时器上，而是应该让学生明白操纵器的作用，并能掌握调整计时器快慢的方法。于是我对教材进行了处理，变制作为组装。
? （二）实验材料的有效选择
? ?在伙伴的共同努力下，集大众的智慧，我成功制作了第一套学具。看似简单的计时器，要想做成一分钟摆动60次，且有一定的难度。
? ?1.本套教具在固定板的两个眼里分别镶嵌了轴承，大大减小了摩擦力，解决了既要固定住齿轮和齿轮操纵器，又要让它们灵活转动的问题。
? ?2.齿轮操纵器和齿轮选用亚克力板制作，板有一定的厚度，便于齿轮操纵器的倒钩控制齿轮，同时灵活轻便，利于转动。
? 3.齿轮操纵器和天线伸缩杆中间衔接处选用生活中的铜鼻子，铜鼻子上面的孔正好可以穿过螺丝与齿轮操纵器相连，下面的孔固定天线伸缩杆，恰到好处。
? 4.钟摆选用生活中的天线伸缩杆，这样学生通过调节可伸缩的天线杆的长度便可以灵活的调节摆长，操作非常便利，从而方便学生控制钟摆摆动的快慢。
? 5.摆锤选用生活中的万紫千红胭脂盒，里面填充满碎小石子固定好，不仅外表美观，造价低廉，摆锤重量也适当。
? 6.用磁片做的钟面，再用另一个磁片盖住钟面，最后学生调整好后可把上面那层磁片揭下来，露出钟面并粘上指针，检验指针对准12开始转动两圈是否是一分钟，节省时间，方便学生操作。
7.垂体利用实验室里现成的钩码。
可以说这是一个精密的仪器，比如支轴与齿轮中心位置间的距离，仅仅相差几毫米都不行。有了这些材料，让学生通过组装，通过试教发现学生可以相当清晰地观察到摆锤与齿轮操纵器运作的全过程。通过小组合作讨论交流，从而理解摆钟的工作原理。学生通过调节摆长，从实验中得出事实数据并进行解释分析，以至达到一分钟正好摆动60次。接着适时呈现指针和钟面，来制作一个简易的摆钟，同时验证指针转动两圈正好计时一分钟。利用此学具通过试教，学生操作起来方便多了，帮助学生理解摆钟的工作原理，很容易突破本节课的重点。
通过对实验材料进行了改进，课堂上让学生花很少的时间组装一个计时器，把更多的时间放在调试上。学生在简单的实验操作中节省了时间、大大提高了教学效率，达到了非常好的效果，对实验教学有显著的帮助。最后利用第二套学具有机渗透制作方法，作为课外延伸内容，促使学生去制作一个一分钟摆动30次的简易摆钟。
（三）适时呈现实验材料
? 有结构的材料是暗含自然现象或运动变化规律的材料，若能将探究材料适时地呈现，学生在明确目的的基础上进行科学探究，就能恰到好处地运用材料，获得预期的探究成果。
? 在第一次试教时，我先让学生看摆钟图片、摆钟内部结构的视频及示意图，在初步了解了摆钟的工作原理后，再让学生从领取材料制作一分钟的计时器。这个过程中，在学生没有亲身经历组装摆钟之前，其实对摆钟工作原理的理解是一知半解的，甚至是模糊的。为此，我调整了部分环节，让学生看了摆钟图片、摆钟内部结构的视频及示意图后，便开始组装。在这一部分的教学中，我舍得花时间对学生进行耐心、细致地指导，使学生明晰操作的思路及注意点，教学做到了“扶”、“放”有度。放手让学生自行探究，学生经历了科学探究的全过程，使学生的探究能力和水平得到提高。接着适时呈现指针和钟面，来制作一个简易的摆钟，通过调节摆长，从实验中得出事实数据并进行解释分析，以至达到一分钟正好摆动60次。学生在调试的过程中向学生渗透认真细致、一丝不苟的科学精神，培养学生的科学素养。课堂上，教师与学生民主、和谐相处，成为学生学习的引路人。同时，也向学生渗透认真细致、一丝不苟的科学精神。
材料是帮助学生解决科学问题、获得科学知识、提高探究能力的基本载体，是学生感受科学与生活的联系、体验科学价值的重要资源。教师只有用好实验材料，才能降低探究的难度，使学生积极参与到活动中来，获取新知，并从中体验到成功的喜悦。
? （四）多媒体辅助教学的有效性
? ?进入二十一世纪，信息技术的大量使用,对小学科学的课程结构、课程内容、课程资源以及课程实施,从根本上改变了教和学的传统观念以及相应的学习目标、方法和评价手段.其最终目的是追求教学效果的最优化，贴近学生生活，使学生认识到现实生活中蕴藏着丰富的科学知识。然而，由于认知对象的广阔性、抽象性、复杂性，教材内容简扼性,以借助信息技术来达到教学目的，将科学和信息技术进行整合。一方面，网络丰富的教学资源可以超越狭隘的教育内容，让师生的生活和经验进入教学过程，让教学“活”起来，可以唤醒学生的创新意识；另一方面，可以改变学生在教学中的地位，从被动的知识接受者转变成为知识的共同建构者，从而激发学生的学习积极性和主动性。是适应教育发展，实现课堂教学最优化的一种有效途径。
利用信息技术拓展科学课的教学内容。
我国的地域辽阔，祖国河山壮丽，各种资源丰富,但在现实生活中，我们的学生获得知识的真正唯一途径是书本，但真正要达到学生全面发展，还需依靠多媒体技术，教师引导学生明确学习目的，促使学生产生学习的精神动力，激发学生的探索兴趣，推动学生的求知欲，使学习成为学生的自觉要求。多媒体技术的出现，正好可以满足学生的这一需求。本课教学导入部分通过制作小视频播放一个单元中对于时间的测量古人所经历的历程导入，让学生体会到古代人利用自己的智慧对社会所做出的贡献，培养学生的科学精神。同时，激发学生的制作欲望。
2.运用信息技术突破科学教学的重点难点。?
科学课教学中往往有一些抽象的、难懂的现象，要求学生掌握，但如果运用课件，就能直观、形象地将这些现象表现出来，化难为易，化繁为简。如本课教学中视频播放摆钟的内部结构，提问学生摆钟是如何工作的？ 学生验证自己的猜测的摆钟内部结构是否准确，同时初步认识摆钟是如何工作的。还有制作摆钟内部结构简化成动画演示，再次提问学生摆钟是如何工作的？简化动画演示得更清晰，让学生通过观察对摆钟的工作原理有初步的了解。学生组装之后再次播放动画效果，巩固本节课的难点！
科学课知识丰富，利用信息技术来辅助小学科学教学是行之有效的教学手段和方法，运用现代信息技术既能吸引孩子，帮助学习，又能省时、省力、拓宽学生的视野，它具有其他教学手段无法比拟的优点。现代信息技术强化对学生的多感官刺激，激发学生的学习兴趣，创设课堂教学情境，形成接受知识的最佳氛围。
综上所述，我们发现探究是科学学习中的核心，是科学课程中必不可少的一部分，而实验是这门学科的基础。我们怎样能更好的利用实验教学来培养学生的科学思维，提升学生的科学素养呢？让我们发挥实验的优势，让学生在实验活动的过程中体验学习的快乐，获取科学知识，增长学习的能力。