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3.4《机械摆钟》
（教科版）五年级
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3.4《机械摆钟》
大家知道机械摆钟是怎么计时的吗？它的摆锤来回摆动，和计时有什么关系呢？
新知导入
聚集
像日晷、 水钟、 沙漏等简易的时钟, 已经 可以让我们知道大概的时间,但是人们总希望 有更精确的钟表。 摆钟的出现大大提高了钟表 的精确度。摆钟是通过怎样的方式计时的呢
探究新知
摆钟利用了单摆的等时性原理：钟内有一个可自由摆动的摆锤，在外力驱动下，摆锤会以固定周期左右摆动。摆锤摆动时，会带动齿轮系统转动，齿轮再联动钟面上的指针。由于单摆每次摆动的时间基本相同，摆钟就能通过摆的周期性运动，精确计量时间，误差远小于日晷、水钟。
1.观察钟摆运动的特点。
·测量钟摆1分钟摆动的次数，并记录。
·重复测量钟摆1分钟摆动的次数，并记录。
·根据测量结果, 思考钟摆运动的特点。
2.自制一个摆，观察摆运动的特点。
·拿一根细绳，上端固定，下端挂上一个小重物，做成一个简单的摆。
·让我们的摆自由摆动，幅度不要太大，测量并记录它1分钟摆动的次数。
·重复多次，测量并记录我们的摆1分钟摆动的次数。
3.统计各组的摆1分钟摆动的次数。
1.根据统计结果，说说有什么发现。
2.我们还观察到摆的运动有什么特点？
课堂练习
机械摆钟是利用（ ）计时的。
A. 摆的等时性
B. 水的流动
C. 太阳的运动
同一摆，每分钟摆动的次数（ ）。
A. 固定
B. 不固定
C. 有时固定有时不固定
不同的摆，每分钟摆动的次数（ ）。
A. 一定相同
B. 一定不同
C. 可能不同
C
A
A
课堂练习
判断题
摆的摆动幅度越大，每分钟摆动的次数越多。（ ）
自制摆时，细绳长度不影响摆动次数。（ ）
摆的等时性是机械摆钟精确计时的原因。（ ）
√
×
×
同学们，今天我们知道机械摆钟利用摆的等时性计时，同一摆每分钟摆动次数固定，不同摆次数可能不同。摆摆动幅度会变小，但次数规律不变，这很有趣。
机械摆钟
计时原理：摆的等时性
摆的运动特点：
同一摆，每分钟摆动次数固定
摆动幅度逐渐变小
应用：摆钟、节拍器等
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教科版五年级科学上册核心素养教学设计
教材分析
本课是五年级上册 “计量时间” 单元的内容，聚焦机械摆钟的计时原理 —— 摆的等时性。教材通过引导学生观察钟摆和自制摆的运动，测量摆 1 分钟摆动的次数，帮助学生发现摆的等时性（在一定条件下，摆每分钟摆动的次数固定），为后续学习摆的影响因素奠定基础，体现 “科学探究与实践” 的理念，让学生在观察与实验中认识摆的运动规律。
学情分析
五年级学生对摆有一定的生活认知（如秋千、摆锤等），但对摆的运动规律（等时性）缺乏科学认识。他们好奇心强，喜欢动手实验，具备初步的观察和测量能力，不过在精确测量摆的摆动次数和分析数据时，需要教师的指导，且对 “等时性” 这一抽象概念的理解需要通过多次实验来强化。
核心素养分析
科学观念 知道机械摆钟利用摆的等时性计时，认识到在一定条件下，摆每分钟摆动的次数是固定的。 科学思维 通过观察、测量摆的摆动次数，培养归纳、推理的科学思维，能从实验数据中提炼摆的运动规律。 探究实践 参与钟摆和自制摆的观察、测量实验，学会设计实验、观察记录、分析数据，提升科学探究与实践操作能力。 态度责任 激发对摆的运动规律的探究兴趣，培养严谨的科学态度（如精确测量、重复实验）。
教学重点
通过实验发现摆的等时性（在一定条件下，摆每分钟摆动的次数固定）。
教学难点
精确测量摆的摆动次数，理解摆的等时性概念。
教具准备
机械摆钟模型（或摆钟图片、视频）；自制摆材料（细绳、小重物、铁架台）；计时器（秒表）；“钟摆 1 分钟摆动次数记录表”“自制摆 1 分钟摆动次数记录表”。
教学过程
教学环节 教师活动、学生活动以及设计意图
一、导入新课 教师活动：展示机械摆钟的图片或模型，提问：“大家知道机械摆钟是怎么计时的吗？它的摆锤来回摆动，和计时有什么关系呢？” 学生活动：结合生活经验，交流对摆钟计时的初步想法，如 “摆锤摆动可能和时间有关”。 设计意图：以机械摆钟的摆锤运动为切入点，引发学生对摆钟计时原理的探究兴趣。
二、讲授新课 （一）聚焦：摆钟的计时方式 教师活动：提出问题 “像日晷、水钟、沙漏等简易的时钟，已经可以让我们知道大概的时间，但是人们总希望有更精确的钟表。摆钟的出现大大提高了钟表的精确度。摆钟是通过怎样的方式计时的呢？” 学生活动：小组讨论，分享对摆钟计时方式的猜想（如摆锤摆动的次数和时间有关）。 设计意图：聚焦核心问题，激活学生已有认知，明确探究方向。 （二）探索：摆的运动观察与测量 观察钟摆运动的特点 教师活动：展示机械摆钟模型（或播放摆钟摆动的视频），指导学生观察钟摆 1 分钟摆动的次数，填写 “钟摆 1 分钟摆动次数记录表”，并重复测量几次。 学生活动：分组观察钟摆（或视频），用秒表计时，记录钟摆 1 分钟摆动的次数，重复测量，发现钟摆每次 1 分钟摆动的次数大致相同。 设计意图：让学生初步感知钟摆摆动的规律性，为后续自制摆实验做铺垫。 自制摆，观察运动特点 制作摆 教师活动：讲解自制摆的方法：用细绳一端固定在铁架台横杆上，另一端挂上小重物，做成一个简单的摆。强调摆的制作要点（细绳长度适中，小重物固定牢固）。发放材料，巡视指导。 学生活动：分组制作简单的摆。 测量自制摆 1 分钟摆动的次数 教师活动：指导学生让自制摆自由摆动（幅度不要太大），用秒表测量并记录 1 分钟摆动的次数，重复多次测量，填写 “自制摆 1 分钟摆动次数记录表”。 学生活动：分组进行实验，认真计时，记录自制摆 1 分钟摆动的次数，重复测量，观察数据规律。 统计各组摆的摆动次数 教师活动：组织各小组汇报自制摆 1 分钟摆动的次数，引导学生观察不同小组摆的摆动次数差异（因摆长等不同），但同一小组的摆多次测量次数大致相同。 学生活动：小组代表汇报数据，观察并交流数据规律。 设计意图：通过自制摆的实验，让学生亲身体验摆的运动，精确测量并发现同一摆每分钟摆动次数固定的规律，培养实验与分析能力。 （三）研讨：摆的运动规律 根据统计结果，说说有什么发现 教师活动：引导学生结合钟摆和自制摆的测量结果，交流发现（如同一摆，每次 1 分钟摆动的次数大致相同；不同的摆，1 分钟摆动的次数可能不同）。 学生活动：小组讨论后，分享对摆运动规律的发现，初步认识摆的等时性。 我们还观察到摆的运动有什么特点？ 教师活动：引导学生观察摆的摆动过程，提问：“摆的摆动幅度有什么变化？摆动方向呢？” 学生活动：小组交流，发现摆的摆动幅度会越来越小，但摆动方向不变，且在一定时间内，摆动次数固定。 设计意图：通过研讨，梳理摆的运动特点，深化对摆等时性的理解，培养归纳与表达能力。 （四）拓展：摆的应用 教师活动：提问 “除了机械摆钟，生活中还有哪些地方应用了摆的等时性？” 学生活动：小组讨论，列举如秋千（摆动有一定规律）、节拍器等例子。 设计意图：拓展学生对摆的应用认识，体会科学原理在生活中的应用。
三、课堂练习 选择题 机械摆钟是利用（ ）计时的。 A. 摆的等时性 B. 水的流动 C. 太阳的运动 答案：A 同一摆，每分钟摆动的次数（ ）。 A. 固定 B. 不固定 C. 有时固定有时不固定 答案：A 不同的摆，每分钟摆动的次数（ ）。 A. 一定相同 B. 一定不同 C. 可能不同 答案：C 判断题 摆的摆动幅度越大，每分钟摆动的次数越多。（ ） 答案：× 自制摆时，细绳长度不影响摆动次数。（ ） 答案：× 摆的等时性是机械摆钟精确计时的原因。（ ） 答案：√
四、课堂小结 同学们，今天我们知道机械摆钟利用摆的等时性计时，同一摆每分钟摆动次数固定，不同摆次数可能不同。摆摆动幅度会变小，但次数规律不变，这很有趣。
板书设计
机械摆钟 计时原理：摆的等时性 摆的运动特点： 同一摆，每分钟摆动次数固定 摆动幅度逐渐变小 应用：摆钟、节拍器等
教学反思
成功之处 通过钟摆观察和自制摆实验，学生直观感受到摆的等时性，实验参与度高；研讨环节有效梳理了摆的运动规律，学生对摆的等时性理解较到位。 不足之处 部分学生在精确测量摆的摆动次数时，计时与计数配合不够好，导致数据有误差；对 “等时性” 概念的表述不够准确。 教学建议 后续可增加小组内分工（一人计时，一人计数），提高测量准确性；多举生活中摆的例子，帮助学生更准确理解 “等时性” 概念。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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