资源简介

制作摆钟
一、基本信息
课题 制作摆钟 课型 新授课
课时 1课时 教材 教科版《科学》六年级上册 第四单元计量时间 第6课
年级 六年级 学科 科学
教法 讲授法、演示法、小组讨论法、实验法 教具 铁架台、秒表、长短不同的细绳、摆锤（质量可增减的金属圆片）、木条、记录单
【教学目标】 1. 知识目标：知道摆动快慢与摆绳长度有关，与摆锤质量无关；摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。 2. 能力目标：能探究影响摆的摆动快慢的因素，能根据要求调试并制作1分钟摆动60次的摆。 3. 情感态度价值观目标：培养控制变量实验的能力和数据分析能力，体验科学探究的完整过程。
【教学重难点】 重点：通过对比实验发现摆的摆动快慢与摆绳长度有关，与摆锤质量无关。 难点：能正确控制变量设计对比实验，并能调试出1分钟摆动60次的摆。
二、教学过程
环节一 解读目标，检查预习 (2~3分钟) 聚焦导入：机械摆钟里的钟摆每分钟摆动60次。我们能不能也制作这样一个摆？摆的摆动快慢与什么因素有关？ 检查预习：请学生说说预习中影响摆的快慢的因素（摆绳长度、摆锤质量、摆幅大小等）。 明确任务：本节课先探究影响摆动快慢的因素，再调试制作1分钟摆动60次的摆。 【预设回答】生1：可能与摆绳的长度有关。生2：可能与摆锤的质量有关。 明确本课任务：制作1分钟摆动60次的摆。 交流对影响摆动快慢因素的猜想。 生1：可能与摆绳的长度有关。生2：可能与摆锤的质量有关。 分享预习中的思考。 以“钟摆每分钟摆动60次”的真实任务聚焦，把上节课“摆绳长度影响快慢”的发现转化为明确的探究与制作目标。 【知识点】本课任务：探究摆动快慢的因素，制作1分钟摆动60次的摆。
环节二 猜测影响摆的摆动快慢的因素 (3~4分钟) 提问：摆的快慢可能与哪些因素有关？ 【预设回答】摆绳的长度、摆锤的质量…… 教师引导学生思考：摆幅大小是否影响摆动快慢？ 【预设回答】不影响，上节课实验已证明摆幅变小摆动次数不变。 组织学生围绕摆绳长度、摆锤质量两个因素做出猜测并说明理由。 【关键追问】“怎样设计实验才能证明是哪个因素在起作用？”引出控制变量的实验思想。 【易错点】学生容易一次改变多个条件，强调对比实验每次只能改变一个条件。 小结：对摆绳长度和摆锤质量分别做出猜测，用对比实验逐一检验。 提出影响摆动快慢的因素的猜想。 生：摆的快慢可能与摆绳的长度、摆锤的质量有关。 回顾上节课结论：摆幅大小不影响摆动快慢。 思考对比实验的设计思路。 先猜想后检验是完整的探究路径，学生排除摆幅因素后聚焦摆绳长度与摆锤质量，为控制变量对比实验做好思维准备。 【知识点】摆的快慢可能与摆绳长度、摆锤质量有关；摆幅大小不影响摆动快慢。
环节三 探究摆的摆动快慢与摆绳长度的关系 (8~9分钟) 教师出示实验方案，引导学生明确：提出的问题——摆的摆动快慢与摆绳长度有关吗？我们的猜测——摆绳越长，摆动得越慢；摆绳越短，摆动得越快。 讲解实验方案：实验器材为铁架台、秒表、长短不同的细绳、摆锤；需要改变的条件是摆绳的长度，不能改变的条件是摆锤质量和形状、摆幅等。 讲解实验方法：1.把细绳固定在铁架台上，下端挂上一个摆锤，让摆小幅度地自由摆动，观测摆30秒摆动的次数，实验多次，取平均值。2.保持摆锤质量不变，依次缩短摆绳的长度，观测摆绳长度不同的摆30秒摆动的次数，实验多次，取平均值。 组织学生分组实验，完成记录单。 组织学生汇报数据：长绳摆动次数少（慢），短绳摆动次数多（快）。 小结：摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。 【关键追问】“为什么要实验多次取平均值？”引导理解多次测量能减小误差。 【易错点】学生容易在改变摆绳长度时连摆锤也变了，强调只能改变摆绳长度这一个条件。 小结：对比实验证明摆绳长度影响摆动快慢。 明确实验的问题、猜测和方案。 区分需要改变的条件（摆绳长度）和不能改变的条件（摆锤质量和形状、摆幅等）。 分组实验：改变摆绳长度，观测摆30秒摆动的次数。 实验多次，取平均值。 完成记录单，汇报数据。 生：长绳摆动次数少（慢），短绳摆动次数多（快）。 学生经历完整的对比实验设计（改变一个条件、控制其他条件）与数据采集（多次观测取平均），用证据确认摆绳长度对快慢的影响，落实重点。 【知识点】摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快；对比实验需控制摆锤质量和形状、摆幅等条件不变。
记录单：摆绳长度不同的摆30秒摆动次数（环节三用，仿课本记录单）
摆绳的长短 第1次观测 第2次观测 第3次观测 平均值
长
中
短
环节四 探究摆的摆动快慢与摆锤质量的关系 (7~8分钟) 出示教材第120页的内容，教师引导学生设计实验：怎样改变摆锤质量而不会影响摆绳的长短？ 讲解实验方法：把细绳固定在挂钩上，下端挂一个摆锤，让摆小幅度地自由摆动，观测并记录摆30秒摆动的次数；保持摆绳长度不变，依次增加摆锤的质量（初始值、2倍、3倍），观测并记录摆锤质量不同的摆30秒摆动的次数，实验多次，取平均值。 组织学生分组实验，完成记录单。 组织学生汇报数据：不同质量的摆锤摆动次数基本相同。 提问：这说明什么？ 【预设回答】摆的快慢与摆锤质量无关。 小结：摆的摆动快慢与摆绳长度有关，与摆锤质量无关。摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。 【关键追问】“两个实验有什么相同点？”引导总结控制变量的方法：每次只改变一个条件。 【易错点】学生容易在增加摆锤时改变挂法导致摆绳长度变化，强调把摆锤叠加挂在同一位置。 小结：摆锤质量不影响摆动快慢，摆绳长度才是关键因素。 思考改变摆锤质量而不影响摆绳长短的方法。 分组实验：保持摆绳长度不变，依次增加摆锤质量。 观测不同质量的摆锤30秒摆动的次数。 实验多次，取平均值，完成记录单。 汇报：不同质量的摆锤摆动次数基本相同。 生：摆的快慢与摆锤质量无关。 第二个对比实验让学生再次运用控制变量方法，两组实验互相印证，得出“与摆绳长度有关、与摆锤质量无关”的完整结论，落实重点并深化方法训练。 【知识点】摆的摆动快慢与摆绳长度有关，与摆锤质量无关。
记录单：不同质量的摆锤30秒摆动次数（环节四用，仿课本记录单）
摆锤质量 第1次观测 第2次观测 第3次观测 平均值
初始值
2倍
3倍
环节五 制作1分钟摆动60次的摆 (8~9分钟) 提出任务：反复测试，不断调整和记录，使制作完成的摆正好1分钟摆动60次。 组织学生分组调试，用秒表反复测量。 提问：怎样在最短时间内完成调试？ 【预设回答】先测量，根据偏差幅度调整绳长。 指导调试策略：摆动次数太少说明绳太长，应缩短；次数太多说明绳太短，应加长；接近60次时小幅微调。 组织学生汇报调试成功的摆绳长度。 小结：通过反复调整，我们制作出了1分钟摆动60次的摆，这就是机械摆钟的计时原理。 【关键追问】“调试时先大步调整还是小幅微调？”引导先用明显改变的绳长逼近，再微调精确。 【易错点】学生容易测一次就大改绳长，强调依据偏差幅度有策略地调整，记录每次数据。 小结：像工程师一样有策略地调试，才能高效完成任务。 明确任务：制作1分钟摆动60次的摆。 分组调试：反复测试，不断调整和记录摆绳长度。 根据偏差幅度有策略地调整绳长。 汇报调试成功的摆绳长度。 体会机械摆钟的计时原理。 调试任务把实验结论反向应用：由目标次数反推摆绳长度，学生在反复测试中体验工程设计中的迭代与优化，突破难点。 【知识点】依据摆动次数偏差有策略地调整摆绳长度，可调试出1分钟摆动60次的摆。
环节六 研讨 (5~6分钟) 组织研讨问题1：摆的摆动快慢与什么因素有关？我们是怎样知道的？ 【预设回答】摆的摆动快慢与摆绳长度有关。通过对比实验得出结论。 组织研讨问题2：摆的摆动快慢与摆绳长度有什么关系？ 【预设回答】摆绳越长，摆摆动得越慢，相同时间内摆动次数越少；摆绳越短，摆摆动得越快，相同时间内摆动次数越多。 组织研讨问题3：1分钟摆动60次的钟摆，它的摆绳长度有什么特点？ 【预设回答】摆绳长度大约为25厘米。 【关键追问】“为什么各小组调试出的摆绳长度不完全相同？”引导认识摆锤位置、测量误差等会影响结果。 【易错点】学生容易把25厘米当成固定答案，强调这是参考值，重点是掌握调试方法。 小结：对比实验确认摆绳长度决定摆动快慢，据此可以调试出指定快慢的摆。 回答摆的快慢与摆绳长度有关，是通过对比实验知道的。 完整表述摆绳长度与摆动快慢的关系。 了解1分钟摆动60次的钟摆摆绳长度大约为25厘米。 交流各组调试结果的差异及原因。 三个研讨问题帮助学生规范表述实验结论与方法，把调试经验提升为“结论可应用、方法可迁移”的认识，巩固核心知识。 【知识点】摆绳越长摆动越慢、越短越快；1分钟摆动60次的摆摆绳长度大约为25厘米。
环节七 拓展与总结 (2~3分钟) 讲解拓展：取一根长30厘米的木条，竖直悬挂起来，使其能自由摆动，观察它的摆动快慢。 提出挑战：如果要在这个木条上固定一块金属圆片，让它正好1分钟摆动60次，圆片应该固定在什么位置？ 【预设回答】学生结合摆绳越短摆动越快的规律猜测圆片位置越高摆动越快。 布置任务：课后动手试验，找到圆片合适的位置。 结合板书带领学生梳理：影响摆动快慢的因素是什么？对比实验怎样设计？怎样调试出1分钟摆动60次的摆？ 总结：控制变量的实验方法是我们探究多因素问题的有力工具。 【易错点】学生容易认为木条摆动与细绳摆完全不同，引导抓住“摆长决定快慢”的共同本质。 小结：摆动快慢由摆长决定，这一规律可用来设计各种钟摆。 了解木条摆动的拓展实验。 思考金属圆片的固定位置。 生：圆片位置越高，摆长越短，摆动越快。 课后动手试验找到合适位置。 看着板书梳理本课知识。 木条加圆片的拓展把摆绳长度结论迁移到连续分布的摆长问题，为下一课摆钟结构与更复杂应用做铺垫；总结强调控制变量方法的价值，落实拓展。 【知识点】摆长决定摆动快慢；圆片固定位置越高摆长越短摆动越快。
三、板书设计
制作摆钟 影响摆的快慢的因素：摆绳长度、摆锤质量…… 实验：摆绳长度影响快慢；摆锤质量不影响快慢 摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快

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