《机械摆钟》教学设计

教学目标：

1.科学观念：过对钟摆以及自制单摆一分钟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一分钟内摆动的次数。

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。

教学重点：基于数据的整理分析，理解摆的等时性原理。

教学难点： 准确地观测摆钟，探究自制单摆运动的特点。

教具准备： 铁架台、棉线、砝码10克、砝码20克、秒表、燕尾夹

教学过程：

一、定向激活

（一）创景导新知

1.教师谈话导入：今天我们继续学习第三单元计量时间的内容。之前我们探究了一些古代计量时间的工具，谁能给大家系统地介绍一下？

预设：（日晷、圭表、燃香钟、水钟）

2.同学们说的这些计时工具可以让我们知道大概的时间。然而在1582年的一天，一位修理工人不经意触动了教堂中的吊灯，使其来回摆动。这引起了科学家伽利略的注意，它通过脉搏计时，数起了吊灯的摆动次数。经过反复实验研究，他发现了摆的秘密。

数学家惠更斯利用这个摆的秘密发明了较精确的计时工具。同学们猜到是什么了么？学生：倾听、独立思考

（二）认定目标

1.师：今天我们就来一起研究机械摆钟。（板书课题）

设计意图：通过回顾之前学习的燃香钟、水钟等计时工具，发现这些计时工具都存在计时不够准确的问题，自然引入人们希望有更精准的摆钟，随后出示今天研究的课题《机械摆钟》，迅速聚焦研究内容。

二、探究质疑

（一）探究活动（一）：观察摆钟

自主学习：

1.组织学生观察了解摆钟结构。

2.教师提问：同学们知道机械摆钟是怎样计时的么？ 学生：独立思考、猜测。

设计意图：在观察之前，先让学生对摆钟是如何计时的进行猜测。这样可以调动学生前认知。

合作探究：

3.1分钟后请同学们把想法说给同伴听，形成小组意见。

4.全班汇报交流。

5.教师追问：钟摆一分钟是不是摆60次，分针走一格呢！让我们一同来观察一下。首先同学们得先知道怎么数钟摆的摆动次数。

①介绍怎样算摆动一次：从起点回到起点，来回往返算一次。

②介绍秒表的使用。为了让数据更具说服力我们每个小组重复实验三次。同学们还有疑问么？如果没有我们开始实验，并及时完成实验记录单。

6.组织全班交流。

7.师生小结。

（二）探究活动（二）：观察我们的自制摆

自主学习：

1.教师提问：是不是所有的摆每分钟摆动的次数都是60次呢？

2.教师：首先我们要自制一个摆，请同学们看，老师制作的摆用到了哪些材料。请你来说一说。

3.教师规范实验要求：老师出示提前做的摆：把线的一端系在螺帽上，另一端系在铁架台上，这样就做成了一个简单的摆。介绍摆锤、摆绳。

4.教师引导：摆制作好以后，我们该如何测量呢，为了测量准确，同学们有好的建议么？预设：（1）摆线自然拉直，听到口令后轻轻放开，不能推动摆；

（2）摆的角度我们统一选择10°，减小外界因素对摆的影响，小组间才能有可比性；（3）如果摆锤碰到了铁架台或其它东西后，实验要重新做。（4）注意小组内的合作分工：计时和计数同步准确。

5.师生共同补充，梳理实验过程，完善实验方案。

合作探究：

5.教师巡视指导小组实验。小组合作制作一个单摆，并测量固定时间内，单摆摆动的次数，及时完成实验记录单并展示到黑板上。

6.组织全班交流汇报实验结果。

教师提问：观察每个小组的数据，你有什么发现吗？或是有什么问题可以提出来。

学生总结：同一个摆，相同时间内摆动次数相同。这是摆的等时性，可以用来计时。不同的摆，1分钟内摆动的次数并不相同。

设计意图：通过观察我们自己制作的摆1分钟摆动的次数，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1分钟里摆动的次数，发现不同的摆在相同时间内摆动次数并不相同。

实践中帮助学生获得真知。

三、建构体验

（一）检测反馈

通过实验，大家肯定有了不小的收获。下面请同学们根据所学，尽可能多的解决实验记录单第二部分建构体验部分的问题。

（二）分层提高

同学们发现了同一个摆，相同时间内，摆动次数都一样，这是摆的等时性，它的这一特点可以用来计时。同学们还发现了不同的摆，在相同的时间内摆动次数却不一样，有的快有的慢，是什么因素影响了摆的快慢呢？请你根据自己的猜测，设计实验方案进行证实。

设计意图：拓展部分的内容，为帮助学生整理归纳本节课的实际获得，让学生体验成功的喜悦。另外让学生思考不同的摆在相同时间内为什么摆动次数不一样，为下节课《摆的快慢》做好铺垫。

四、谈收获及作业布置

1.现在到我们“获惑”分享的时间了，本节课同学们积极参与了科学探究活动，相信每位学生都有很多收获，谁想和大家分享你的收获；或是还存在疑问现在提出来，我们共同探讨。

2.课后，找身边适合的材料，进行实验，证明什么因素影响着摆的快慢。