4.5摆钟的秘密（教学设计）-2024-2025学年四年级科学下册大象版

大象版 四年级下册 《精确时间的步伐》单元 5.摆钟的秘密 教学设计 单元 《精确时间的步伐》 课题 5.摆钟的秘密 课时 1 核心 概念 12.技术、工程与社会 13.工程设计与物化 学习内容及要求 12.1 技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造 3～4年级②举例说明工具在生产和生活中的应用，知道使用工具可以更加便利、快捷和精确；学会使用常见的工具制作简单作品；拆装简单产品，了解产品的构造和特点。 12.2 技术和工程改变了人们的生产和生活 3～4年级③举例说出一些典型的技术（如交通技术、电力技术等）和工程（如高速铁路、发电站等）对人们生活的影响；尝试设计和制作某种产品的简化模型，并反映其中的部分科学原理。 12.3 科学、技术、工程相互影响与促进 3～4年级④初步说明一些技术产品涉及的科学概念或原理，尝试应用科学原理涉及并制作简易装置。 13.3工程是设计方案物化的结果 3～4年级④利用常用工具，对常见材料进行简单加工处理。 3～4年级⑤知道制作过程应遵循一定的顺序，制作简单的实物模型；尝试发现实物模型的不足，改进并展示。 教学目标 科学观念（对客观事物的总体认识） 科学思维（对客观事物的认识方式） 探究实践（科学探究能力 技术与工程实践能力 自主学习能力） 态度责任（科学态度 社会责任） 科学观念： 1. 知道同一个摆，摆的摆动快慢是一定的。 2. 摆的快慢与摆线长短有关，摆线越短，摆动越快。 科学思维： 通过分析获得的数据，归纳概况摆的快慢与摆长、摆锤、摆幅之间的关系。 探究实践： 在教师引导下，能利用常用工具制作摆的实物模型，并探究影响摆动快慢的因素。 态度责任： 1. 愿意用实验的方法探究并发现科学原理，发展实事求是、认真细致的科学精神。 2. 体会到人类不断追求、不断产生的新需要和科学原理的新发现都促进了科学技术的不断发展。 教学 重点 本课必须掌握的东西，如：科学原理需要掌握的，动手操作中需要掌握的等等。 1.知道同一个摆，摆的摆动快慢是一定的。 2.摆的快慢与摆线长短有关，摆线越短，摆动越快。 教学 难点 学生难以掌握的东西，如：难理解什么？难操作什么？ 能利用常用工具制作摆的实物模型，并探究影响摆动快慢的因素。 教学 准备 教师：铁架台、细线、螺母、秒表、纸质量角器等 学生：铁架台、细线、螺母、秒表、纸质量角器等 教学过程 教学环节 教学活动 设计思路 教学备注 一、导入新课（预设2分钟） 任务一：回顾旧知、导入新课 在上节课，从单级漏刻到多级漏刻，我们认识了我国古代计时的主要仪器漏刻，知道了通过控制漏壶中的水位恒定，使水的流速保持稳定，让计时越来越精确。但水钟却不易携带，不断的补水也很麻烦。为了解决这些问题，人类继续研究，终于发明了更方便、更准确的计时工具——摆钟。 引导学生回忆研究水钟的经历,发现使用水钟存在的问题从而为引出摆钟做铺垫。 二、收集信息（预设10分钟） 任务二：认识摆钟 1.阅读43页资料：摆来摆去的吊灯。 思考： ①谁发现了摆的等时性？ ②谁发明了第一个机械摆钟？ 2.观察摆钟：它的上半部分是钟盘，钟盘上有表盘、时针和分针，下半部分是一个单摆，由金属的摆线和摆锤两部分组成。 3.认识摆 摆是一种可以产生往复摆动的装置，它由摆线和摆锤构成。 思考：生活中有没有跟摆类似的装置？ 4.制作摆 制作摆需要用一条细线作摆线，上端固定，下端挂上一个小重物作为摆锤，这样就组成了一个简单的摆。轻轻地拉开摆锤，使摆绳绷直，形成一个角度叫摆角，然后松手，让摆锤自由摆动。 通过阅读、观察摆钟、认识摆、制作摆等一系列的活动，使学生有深刻的认识，并产生问题：摆是如何计时的？ 三、实验探究（预设18分钟） 任务三：摆的等时性实验 1.测一测每10秒摆的摆动次数 注意事项： ①摆在摆动时，摆出去，再回来，叫摆动一次。 ②不要让摆线碰着铁架台或桌面。 ③摆锤最好在竖杆的左右位置摆动。 ④摆线要拉紧，铁架台要牢固不能乱动等。 ⑤测量3次。 师演示： ①什么是摆动一次。 ⑤如何计数，计时停止时，如果摆没有摆回来，这次不计入。 2.学生实验。 3.学生汇报实验数据。 4.分析数据。 得出结论：同一个摆，在相同时间里摆动的次数是一样的，这就是摆的等时性。 任务四：摆的摆动快慢实验 1.在刚才的实验中，除了发现摆的等时性规律，还有什么发现？ 2.结合本组对摆的观察操作，再比较组与组之间的摆，比较不同组的记录数据，推测摆的摆动快慢与什么因素有关？ 3.明确做的是对比实验，用的是控制变量法。 控制变量法：当我们碰到多个因素都有可能会影响实验结果的时候，我们就可以把一个复杂的多因素问题，变成几个简单的单因素问题，进而分别进行研究，这种方法就是控制变量法。 4.实验一：摆线的长短会影响摆的摆动快慢吗？ ①小组讨论实验方案并汇报，师进行指导。 ②学生实验。 ③学生汇报实验数据。 ④分析数据。 得出结论：摆线的长短会影响摆的摆动快慢，且摆线越短，摆动越快。 5.实验二：摆锤的轻重会影响摆的摆动快慢吗？ ①小组讨论实验方案并汇报，师进行指导。 ②学生实验。 ③学生汇报实验数据。 ④分析数据。 得出结论：摆锤的轻重不会影响摆的摆动快慢。 6.实验二：摆角的大小会影响摆的摆动快慢吗？ ①小组讨论实验方案并汇报，师进行指导。 ②学生实验。 ③学生汇报实验数据。 ④分析数据。 得出结论：摆角的大小不会影响摆的摆动快慢。 7.综合三组对比实验的结果，得出实验结论：摆的摆动快慢与摆锤轻重、摆角大小无关，只与摆线长短有关。摆线越短，摆动越快。 通过实验让学生感受到什么是摆的等时性，并在实验中发现不同的摆摆动快慢不一样，从而引出问题：哪些因素会影响摆的摆动快慢？通过一系列的对比实验，学生探究出其影响因素。 此环节教师根据学生测试的实际情况，将数据填写在黑板上。 四、设计制作（预设5分钟） 任务五：制作1分钟摆动60次的摆 1.摆钟的最小精确值一般是1秒，我们能不能也制作出一个精确到1秒的摆，也就是制作一个1分钟摆动 60 次(或1秒摆动1次0 秒摆动10次)的摆呢？ 2.小组设计并制作。 通过前面知识的学习，学生学以致用制作1分钟摆动60次的摆。 五、总结反思（预设5分钟） 任务六：总结反思 1.同学们，《精确时间的步伐》这个单元的学习就要结束了，在这个单元里，我们了解了人类对计时工具的发明历史，也自己自动手制作了一些计时工具，想必大家也逐渐了解了人们对精确计时的不懈追求，以及精确计时对社会发展的意义。 2.思考：人类为什么能发明这些计时工具？我们从中学到了什么？ 引导学生关注发明的过程,感受发明家锲而不舍的科学精神。 六、练一练 一、填空题 1.伽利略在家里进行了大量摆的实验研究.最终证明：同一个摆,在相同时间里摆动的次数是______的。 2.1656年，荷兰科学家_______在伽利略发现摆的_________基础上，开始了摆钟的研究和发明。利用____________，发明了机械摆钟。 3.摆的快慢与_____________、____________无关，与_____________有关。 二、选择题 1、对于同一个摆来说,( )摆动越快。 A.摆线越长 B.摆线越短 C.摆锤重量越重 2、有一个摆钟，3天内它走快了几分钟。想校正它的时间，我们应该（ ） A.使摆长变长 B.使摆长变短 C.减小摆锤重量 三、判断题 1、机械摆钟是一种利用摆来计时的时钟。（ ） 2、不同的摆钟在一分钟内摆动的次数是相同的。（ ） 3、在测量摆在相同时间内的摆动次数时,应该多测量几次。（ ） 参考答案： 1.相同 2.惠更斯、等时性、擒纵轮 3.摆锤的质量、摆角的大小、摆线的长短 1.B 2.A 1.√ 2.× 3.√ 本节课在实验、设计制作环节所用时间会较长，所以习题作为备用。 七、整理 老师指导学生进行材料的整理。 培养学生使用材料的好习惯。 八、板书设计 摆钟的秘密 摆线 摆 摆锤 ( 摆的等时性 ) 摆线的长短 √ 摆线越短，摆动越快。 摆锤的轻重 × 摆角的大小 × 本节课的数据分析及处理环节，可以提前做好教具在黑板上呈现，也可根据学生的汇报填写在课件中。 学科网（北京）股份有限公司 $$