五年级下册科学教案-3.8 制作一个一分钟计时器教科版

《制作一个一分钟计时器》教学设计

教材分析：
本单元是学习有关时间的一些知识。时间是一种看不见、摸不着的事物，它运动的轨迹，是根据其他物体的有规律运动的轨迹来记录的。学习“时间的测量”的过程，从某种意义上说，也是对“事物有规律运动”的认识活动的过程。从古到今，人类世世代代的寻求着准确的测量时间的方法。测时工具的改进是与人类文明史同步的。
本节课是建立在前面几节的学习基础上进行的，通过前面的学习，学生已经了解了摆的等时性原理，以及会做一个一分钟摆30次的钟摆，但是仅此是不能够用来计时的，还必须借助于机械技术。学习和使用齿轮操纵机构是本节课的核心。本节课就是想通过制作一个一分钟计时器，让学生明白摆钟是怎样工作的，体验制作一个计时器的乐趣，进一产生学习科学、使用科学的想法。虽然本课属工程技术范畴，但是让学生在短短40分钟中，做出一些“发明创造”是不现实的。所以通过教师提供一些有结构的材料，使学生通过认识和制作（拼装），来建立（改变）一些相关概念，已经达到了本节课的教学目的。
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、价值观：
体验研究计时工具带来的乐趣。
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。
教学重点：
认识摆钟的内部结构，理解其工作原理。
教学难点：
制作一个计时一分钟的简易摆钟。
教学准备：
每个小组一个带齿轮操纵器摆钟。
每个小组一个秒表(或者手表),一把剪刀，一个钩码，一根棉线、一个胶带纸。
教学过程：
一、情景导入：
让学生听老式摆钟的声音，感受钟摆是有规律的摆动，为探索摆钟的奥秘作铺垫。
同学们，上课前，老师请你们听一个声音。播PPT钟摆声音
师：这是什么声音？生：是钟摆的声音。师：其它人也同意吗？你是怎样知道的，能告诉老师吗？生解释：……。
二、观察摆钟齿轮操纵机构：
这部分主要是引导学生观察摆钟的内部构造，怎样使一个原始的钟表模型，可以用来计时，由简到繁，由易到难，抽丝剥茧，不断吸引学生的好奇心。让学生在观察中学习齿轮操纵机构各部件的作用。不知不觉、环环相扣，像讲故事一样把知识传递给学生。
1、教师展示一个光秃秃的原始的钟表模型，怎样用来计时呢，学生试图用已知的知识解决未知的事物，新旧概念碰撞，兴趣被激发。
看我带来的装置。你想到了什么？这是一个钟表的模型，有表针、钟面。正常情况下，秒针转动一圈，时间是一分钟。
师：请同学们观察秒针的转动（随意转动一表针一圈），此时的秒针转动一圈，是一分钟吗？
生：不一定。
师：那怎么确认秒针转动一圈是不是一分钟呢？
师：那我们怎样控制表针转动一圈，正好是一分钟呢？这是制作一分钟计时器的核心技术，需要同学们进行探究。板书：制作一个一分钟计时器。
2、由怎样控制表针转动的速度展开，一步一步的把相关的部件出示。齿轮操纵器通过解决问题时带出。通过提出问题―――解决问题，让学生体会探究的乐趣。
师:同学看，这是一个垂体，我把它顺时针缠绕在轴上，当老师放手后，秒针快速转动。这时是不能用来计时的，你们观察一下谁也在转动，齿轮也在同步转动，它们是和转轴固定在一起的。我们设想通过控制齿轮来控制表针针转动的快慢。板书：找出关键问题。板书：齿轮匀速的转动。板书：齿轮转动一周正好一分钟。同学们看我手中的装置（出示齿轮操纵器）它叫作齿轮操纵器，有两个钩子，长的叫长针，短的叫短针，下面连着一个摆，红绳是摆线，这是摆垂（边说边安装）。当我摇动摆垂的时候，齿轮被长针钩住了。长针松开，齿轮转动，短针卡住齿轮，短针松开，齿轮转动，长针又卡住齿，齿轮在一卡一松中前进。齿轮转动的速度是均匀的吗？是谁在起作用？为什么钟摆可以做到？好，问题解决。
板书：利用摆的等时性。
下面我们再来解决第二个问题，怎么让齿轮转动一周正好是一分钟呢？大家请观察，钟摆每摆动一次，齿轮转动几个齿。师演示：为了大家观察的方便，我用记号笔把其中的一个齿涂上了黑色，当钟摆摆到右边时长针勾住齿轮，然后钟摆向左长针松开，齿轮向前转动半齿，钟摆再回到右边，齿轮又向前转动半齿，这时钟摆正好摆一次，齿轮一共向前转动几齿呢？再看一次。 师：齿轮上一圈正好有30个齿，钟摆一分钟应该摆动多少次，齿轮正好转动一周？。生答：一分钟摆30次。
师小结：非常好，真是爱动脑筋的孩子。我样可以调整摆的长短来改变摆的快慢，摆绳越长摆的速度就越慢，摆绳越短，摆的速度就越快。板书：调整摆长一分钟正好摆30次。
这个夹子是用来调整摆长的，今天老师带来钟摆每分钟大约摆动30次，你们一会儿发的材料也是，不准的可以调整。
下面问一下，通过观察你知道齿轮操纵器的作用是什么？齿轮的作用呢？垂体又起到什么作用？它们是一个部件在工作吗？就像今天我们的小组，也需要大家默契的配合。
三、制作一个一分钟计时器：
这一部分是学生动手制作的环节，学生前面已经学习过摆的等时性及会制作一个一分钟30次的摆，本节课又了解了计时器的相关原理，在此基础上去制作可以说是顺理成章的事情。但是，理论是需要实践的，学生在制作过程中会出现各种各样的问题，为此教师鼓励学生把遇到的问题记录在表格中，为后面的调整留下证据。
明白了计时器的工作原理之后，下面来看这个表格，它是我们一会儿制作时的测试记录表，第一栏记录实验的次数，第二栏记录表针转动一周所用的时间，第三栏记录调整的方法，请各小组分工明确，认真制作和记录。
请小组长上台领取相关的实验材料，亲自动手制作一台一分钟计时器，你们有没有信心呢？（小组长上来领取材料）板书：问题解决，开始制作。
学生动手制作中……
你们遇到问题没有？说一说。你先说，你接着说，你也说说。教师一一解答。还有问题没，没有就接着做吧。
同学们，有问题要问的吗？你们的一分钟计时器计时准确吗？谁先说？好，你来说，你们的计时器准确吗？教师指导调整。
这一会儿，我看到大家都已经做好了，哪些组的可以正常运行。 请举一下手。基本上都已经做好……。
四、小组展示介绍一分钟计时器。
这一环节，主要是想让学生把自己的成果向同学分享。在过程充分体现出学生才是课堂主体。上台展示的学生无论成功失败，对其皆是锻炼。通过他们的口说出的经验或许不是成熟的，但是却是宝贵的，是能和同伴分享的最好的果实。
下面请做好的小组上台来展示你们小组的作品。你能分享一下，你们制作的经验吗？
生答：……。
好，还有哪个小组愿意上台展示？你们是怎样让计时器能够准确计时的？
生答：………。
谢谢刚才两个小组同学上台与我们分享经验。
五、拓展与小结
通过今天的学习，你学到了什么？
看到同学们今天亲手制作出了一个一分钟计时器，我也替你们开心。科学的发展是建立在人们对事物有规律变化的认识基础上的，科学要和技术的结合才能更好的造福人类，我希望你们当中将来有人能成为优秀的工程师制造出许许多多好的产品服务人类。
板书：
制作一个一分钟计时器
找出关键问题
↓
齿轮匀速的转动→利用摆的等时性
齿轮转动一周正好一分钟→调整摆长1分钟正好摆30次
↓
问题解决，动手制作
附表：测试记录表
次数
时间（分 秒）
调整方法
我的发现
1
2
3