第5课《机械摆钟》教案（教科版小学五年级科学下册第三单元） 7页

教科版小学五年级下册科学教学设计教科版小学五年级下册科学第三单元第5课《机械摆钟》教学设计教学导航【教材分析】《机械摆钟》一课是教科版科学五年级下册第三单元《时间的测量》第五课，是对时间精确计量进行认识学习的一课。本课的学习建立在人类认识时间、计量时间的历史（日晷、水钟、沙漏等简易的计时工具）基础之上进行的。以更加准确而持续地计量时间为问题导向，通过意大利科学家伽利略对灯盏摆动现象的研究，认识了摆的等时性运动规律，从而促使人们思考，发明了机械摆钟。本课的重点在对摆动规律的探究，建立摆动于时间的联系，从而得出摆动等时性的结论。本课所涉及的科学人物伽利略，是科学史上具有代表性的人物之一，对于人物故事的了解，同样有利于启迪学生的科学思维，培养学生不惧权威、敢于探索的科学精神，透过本课的学习，学生在对人类进行时间计量的探索历程中，培养善于发现、勤于思考、勇于实践的科学态度。【学情分析】通过前几课的学习，学生在探究认识了日晷、水钟、沙漏等一些简易计时工具的计时原理后，已经能够感觉到这些古老计时工具在使用中存在的一些问题，如环境因素的影响，计时的短暂性，计时不够准确等，如何更加准确而持续的计量时间，是本课引入的一个重要的问题导向。五年级的学生，在思维及认知发展中已经具备通过教师引导进行观察现象、设计实验、收集整理数据、分析数据、分析交流与表达等一系列科学探究过程，建立对事物正确认知的能力，本课的学习重点在于通过相同时间内对摆运动次数的统计，了解摆的等时性原理。【设计特色】本课在教学设计中体现了STEAM课程教育理念，课堂学习引入以动画方式呈现，生动再现伽利略发现摆的过程（A），以问题为导向——摆是怎样指引人们发明更加准确的计时工具机械摆钟的呢？直指本课的研究目标：摆的运动规律。通过实验，在学生对已学习的路程（摆幅）、时间和速度关系的数学（M）知识的基础上，观察实验现象中“路程”7/7 教科版小学五年级下册科学教学设计（摆幅）的变化趋势，在时间保持不变的情况下，分析速度的变化趋势（E），认识摆的等时性原理。对于计时的持续性，摆钟中的齿轮及发条等机械结构，让学生认识了科学（S）技术（T）在人类生活中的应用，最后，以伽利略典型人物故事结束本课，教育学生要有不惧权威、敢于质疑、勤于探索的科学精神。【教学目标】科学概念：同一个单摆每摆动一次所需的时间是相同的；根据单摆的等时性，人么制成了摆钟，使时间的计量误差更小。过程与方法：重复观察和测量摆钟每分钟的摆动次数；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。情感、态度、价值观：进一步理解重复进行实验的价值；感受探究计时工具的快乐。【教学重点】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。【教学难点】通过观测理解摆的等时性。【教学准备】摆钟一个或摆钟的录象、学生自带计时表（小组）、铁架台、棉线、镙帽等。【课时安排】1课时教学过程一、引入1．师：让我们先来欣赏一段视频《用摆计时的钟》。24’’用摆计时的钟我们称为“机械摆钟”。（板书：机械摆钟）机械摆钟的出现与一个人有关。（点击出示伽利略照片）7/7 教科版小学五年级下册科学教学设计2．介绍伽利略观察吊灯的故事。今天我们也来用实验模拟当时的吊灯，看看你有什么发现。（点击出示单摆图片）二、观察老师的摆1．出示相关器材。我们用螺帽做摆锤，代表吊灯，在摆锤上系上一根棉线当作摆绳，把摆锤和摆绳吊到铁架台上。（点击出示图释：摆锤、摆绳）师：（1）为了实验效果明显，摆动的幅度要大些还是小点？（演示90°角）这么大行不行？摆的角度不能太小，也不能太大，别超过90度，不然会碰到铁架台。（点击出示课件：友情提醒）（2）如果摆捶碰到了铁架台或其它东西要怎么办？（实验要重新做）（点击出示课件）开始时我们要往哪个方向摆呢？（演示）这样摆还是这样摆？对了，要让摆绳尽可能地与支架平行，避免碰到铁架台。（3）我们用手指轻轻拉住摆锤，摆线自然拉直，听到口令后轻轻放开，不能推一把。（点击出示课件）2．教师示范，学生观察我们先让摆摆动起来，仔细观察老师的摆。汇报：你有什么发现？生：摆的幅度变小了。摆的角度变化了。摆的速度变慢了……（师随机板书）科学的规律需要重复实验和观察，我们再来看看，我们的摆是不是摆的幅度变小了，是不是摆的角度变化了？（师再次演示）3．摆的幅度变小了，摆的角度变化了这两个现象都没有疑问了。摆的速度变化，这个怎么用实验来证明呢？你想不想亲自做个摆研究一下？我们就从观察摆每分钟摆动的次数进行研究（点击出示“我们小组的摆每分钟摆动的次数记录表”）。我们小组的摆每分钟摆动的次数记录表测量次数摆动次数我们的发现：第一次第二次7/7 教科版小学五年级下册科学教学设计第三次你觉得你还需要什么器材？（秒表）好的，老师今天给每个小组准备了一个秒表。要做好这个实验，你觉得还需要注意些什么问题？这个实验中小组成员要怎么分工才比较合适？你认为什么是摆一次？4．大家准备好做实验了吗？那就开始吧！（学生上台领取实验器材）三、制作摆1．生分组制作摆，并且开始实验。2．汇报交流：你们小组的摆每分钟摆动多少次？你们有什么发现？你们的摆摆动次数有没有明显的变化？在一分钟这么长的时间之内，几乎看不出摆的摆动次数的明显变化，你有什么好办法吗？四、讨论实验方案1．有的同学认为一分钟时间太长，那么多长的时间比较合适？老师给个建议，我们就以十秒钟为时间段，怎么样？2．讨论交流：你们的实验过程是怎么设计的？那十秒钟是连续下去的十秒还是重新开始的十秒？怎么操作？好的，我们一起来试试。（重点是指导学生每个十秒钟的计数）（教师根据学生的实验方案进行演示，特别是针对时间的控制）那具体怎么操作？人员怎么分工？小组里赶紧商量一下。3．根据大家的实验方案，老师设计了一个观察记录表，（点击出示记录表）你觉得你们的摆在自由摆动过程中，每个十秒时间内摆动的次数会有变化吗？会变快还是变慢呢？我们小组的摆摆动次数的观察记录预测：同一个摆在自由摆动过程中，相同的时间内摆动的次数。（变快、变慢或不变）7/7 教科版小学五年级下册科学教学设计0~10秒次10~20秒次20~30秒次30~40秒次我们的发现：五、学生实验，填写表格，教师巡回指导。六、汇报交流1．你们小组的结果怎么样？（将各小组的数据汇总到PPT表格中）你们有什么发现？（同一个摆在连续摆动过程中，相同时间内摆动的次数是相同的或者大部分是相同的。）2．老师真高兴！我们班的同学真是不简单！你们知道吗？当年，伽利略的发现和你们今天的发现一样！（点击出示实验结论：同一个摆在连续摆动过程中，相同时间内摆动的次数是相同的。）伽利略发现，单摆每摆动一次，所需要的时间都是一样的，他把单摆的这个性质称为单摆的等时性。（点击出示：单摆的等时性）3．伽利略是第一个发现单摆具有等时性特点的科学家，他提出了用摆来记时，但是由于他提出的很多观点和当时的宗教支持的观点不符，遭到了宗教的残酷迫害，后来荷兰的一位科学家惠更斯（点击出示惠更斯照片）受伽利略的观点的启发，制作出了机械摆钟，我们来看一段视频。4．看完了这段视频，你知道机械摆钟一分钟摆动多少次了吗？七、分析数据，引发思考。1．我们再来看看刚才三个小组的实验记录，你发现了什么？2．小结：不同的摆，在相同的时间内摆动的次数是不同的。对这个现象，你有什么问题吗？3．是啊，到底是什么因素影响摆的快慢的呢？下节课我们一起再来研究这个问题。【板书设计】机械摆钟单摆实验摆的角度7/7 教科版小学五年级下册科学教学设计摆的幅度摆的速度单摆的等时性【教学反思】7/7 教科版小学五年级下册科学教学设计7/7