资源简介

第三单元 第4课时 机械摆钟 教学设计
课程基本信息
学科·版本 科学·教科版 授课班级 授课教师
年级 五年级 学期 上学期 单元 三 计量时间
课题 第4课时 机械摆钟
教学目标
学生能说出摆钟的计时原理，掌握摆的等时性特点。
学生能测量摆的摆动次数，分析摆运动的规律。
学生树立科学探究意识，体会机械摆钟的计时智慧。
核心素养
科学观念：理解摆的等时性原理及机械摆钟的计时机制。
科学思维：通过测量与分析推理摆的运动规律，培养逻辑能力。
探究实践：能测量摆钟和自制摆的摆动次数，总结摆的特点。
态度责任：树立严谨探究态度，体会科技发明的计时智慧。
重点难点
教学重点：测量摆的摆动次数，发现摆的等时性特点。
教学难点：理解摆的等时性原理，分析其在机械摆钟中的应用。
教学流程
一、课前导入
【设计意图】以教材“聚焦”问题为切入点，结合学生对摆钟的日常认知，引发对摆钟计时原理的探究兴趣，明确本节课围绕摆的运动特点与等时性展开。
活动：展示教材中机械摆钟的图片。
老师提问：“日晷、水钟等简易时钟能让我们知道大概时间，摆钟的出现提高了钟表的精确度，摆钟是通过怎样的方式计时的呢？今天我们一起探究《机械摆钟》。”
二、探究新知
学习任务一：观察钟摆运动的特点
【设计意图】引导学生通过教材“探索”板块的钟摆测量活动，直观发现钟摆摆动的规律，为理解摆的等时性原理奠定实践基础。
1.任务内容
老师提问：“同学们，测量钟摆1分钟摆动的次数，第一次记录是多少？”
学生测量后回答：“×次……”
老师继续提问：“重复测量钟摆1分钟摆动的次数，第二次、第三次分别是多少？根据测量结果，钟摆运动有什么特点？”
学生测量后回答：“几次测量的次数差不多，钟摆摆动很有规律……”
2.任务小结
通过观察钟摆运动的特点，同学们发现钟摆在1分钟内的摆动次数基本相同，初步感知到摆的等时性特点，为后续探究自制摆的运动规律提供了参照，也引发了对摆为何具有等时性的思考。
学习任务二：自制摆并观察摆动特点
【设计意图】引导学生通过教材“探索”板块的自制摆活动，深入探究摆的运动规律，验证摆的等时性特点，培养动手实践与数据分析能力。
1.任务内容
老师提问：“大家自制一个摆，让摆自由摆动，幅度不要太大，测量并记录它1分钟摆动的次数，第一次是多少？”
学生制作并测量后回答：“×次……”
老师继续提问：“重复多次测量，我们的摆1分钟摆动的次数是多少？和钟摆的情况一样吗？”
学生多次测量后回答：“多次测量的次数很接近，和钟摆一样有规律……”
2.任务小结
通过自制摆并观察摆动特点，同学们验证了摆的等时性，即同一个摆在相同时间内摆动次数基本相同，无论摆动幅度大小（在一定范围内），这一发现让大家深入理解了摆的运动规律，也为理解机械摆钟的计时原理提供了核心依据。
学习任务三：研讨摆的运动规律
【设计意图】引导学生结合教材“研讨”板块，分析摆的运动规律，理解摆的等时性在机械摆钟中的应用，培养科学推理与知识应用能力。
1.任务内容
老师提问：“根据统计结果，说说你们有什么发现？”
学生回答：“同一个摆1分钟摆动的次数基本相同，具有等时性……”
老师继续提问：“我们还观察到摆的运动有什么特点？摆的等时性是怎样让机械摆钟实现准确计时的？”
学生思考后回答：“摆的运动很有规律，机械摆钟就是利用摆的等时性，通过摆的摆动次数来计量时间……”
2.任务小结
通过研讨，同学们明确了摆的等时性规律，即同一个摆的摆动周期（相同时间内摆动次数）稳定，理解了机械摆钟正是利用这一规律实现准确计时的，将摆的运动特点与机械摆钟的计时原理紧密联系起来，完成了从现象观察到原理理解的认知升华。
三、课堂练习
【设计意图】通过设计摆的等时性应用练习题，引导学生巩固对摆的运动规律和机械摆钟计时原理的理解，强化知识的应用与迁移能力，检验学生对摆的等时性的掌握程度。
活动：发放课堂练习单，包含“摆的等时性原理辨析”“机械摆钟计时原理应用”等题目，学生完成后小组内交流。
老师提问：“大家在完成练习的过程中，对摆的运动规律的知识又有了哪些新的理解？”
学生交流后，老师进行点评。
四、课堂延伸
【设计意图】将课堂知识延伸到摆的其他影响因素探究中，拓展学生对摆的运动规律的认知，培养持续探究的科学兴趣与思维。
任务：老师布置任务：“课后探究摆的长度、摆锤重量等因素对摆的摆动次数的影响，看看不同的摆有什么不同的运动规律。”
五、课堂总结
1.学生回顾
请3-4名学生分别回顾。有的学生说：“我通过测量钟摆和自制摆的摆动次数，发现同一个摆1分钟摆动的次数基本相同，具有等时性。”有的学生说：“机械摆钟就是利用摆的等时性来计时的，所以很准确。”还有的学生说：“探究摆的运动规律很有趣，从测量数据中发现了摆的等时性，体会到了科学探究的方法。”通过学生的回顾，完整梳理了本节课的知识脉络，强化了对重点内容的记忆与理解。
2.教师强调
首先强调机械摆钟的核心是利用摆的等时性原理，即同一个摆在相同时间内的摆动次数基本相同，这一规律让摆钟实现了准确计时。我们通过观察钟摆、自制摆并测量摆动次数，验证了这一规律，体会到了科学探究中观察、测量、分析的重要性。
同时，要认识到摆的等时性是机械摆钟精确计时的基础，这一发明体现了古人对物理规律的巧妙应用，我们要学习这种将科学规律转化为技术应用的智慧，在后续学习中继续保持严谨的探究态度，深入探索更多科学现象背后的原理。
六、板书设计
机械摆钟
一、钟摆运动特点：1分钟摆动次数基本相同
二、自制摆验证：等时性（同一摆摆动周期稳定）
三、计时原理：利用摆的等时性计量时间
四、核心意识：体会摆钟计时智慧，培养严谨探究态度

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