1、制作钟摆教学设计制作钟摆教学设计 【教材分析】【教材分析】 本课教材出自教科版科学五级上册计量时间单元的第 6 课。在上一课 中，学生通过研究已经发现，摆的摆动快慢与摆绳长短有关。摆绳越长摆动就越 慢，摆绳越短摆动就越快。本课又为学生的研究设置了新问题，机械摆钟里的钟 摆每分钟摆动 60 次，如果要制作一个 1 分钟正好摆动 60 次的摆，该怎样来制作 呢？ 本课教材围绕“制作钟摆”的项目要求，设计了 4 个环节。第一个环节是 明确任务，即制作一个 1 分钟正好摆动 60 次的摆；第二个环节是设计方案，让 学生头脑风暴，确定一个最佳的设计方案；第三个环节是制作与测试，利用材料 组装一个简易的“
2、钟摆” ，并反复测试，不断调整和记录，完成制作；最后一个 环节是研讨，深入思考和总结。本课教材内容充分体现了小学科学与 STEM 教育 有效融合的策略： 定义问题设计与再设计建立模型检验与再检验数据分 析交流结果（含评价） 。 【学情分析】【学情分析】 摆绳越长摆动就越慢，摆绳越短摆动就越快。这是学生在上一节课中通过研 究发现的。同时学生在学习我们的水钟时，经历过工程设计的环节，因此对 本节课教材的环节比较熟悉。另外，五年级的学生已具备一定的动手能力和小组 合作的精神，能够比较顺利地完成钟摆的制作，测试和调整。 【教学目标】【教学目标】 科学概念目标科学概念目标 摆的摆动快慢与摆绳长度有关；
3、同一个摆，摆绳长度越长，摆动越慢；摆绳长度越短，摆动越快。 科学探究目标科学探究目标 能在真实的情景中研究摆绳长度如何影响摆动快慢，不断地调整摆，直至 每分钟正好摆动 60 次。 能运用测量与比较的方法来研究摆的摆动快慢。 科学态度目标科学态度目标 认识到细心观察与准确测量的重要性。 对新问题的研究保持积极的探究欲望，体会制作钟摆的乐趣。 科学、技术、社会与环境（科学、技术、社会与环境（S STSETSE）目标）目标 意识到人类对产品需要不断地改进以适应现实的需求。 【教学重难点】【教学重难点】 重点：在真实情境中研究摆长如何影响摆的快慢。 难点：调制出一个 1 分钟正好摆动 60 次的摆。
4、【材料准备】【材料准备】 铁架台、细绳、软尺、记号笔、空心小球、螺母、强力磁铁、回形针、秒表 1.秒表来源：小牛顿科教 2.本次的实验材料不需要都用到，可以让小组自主选择，各取所需，让制作 的钟摆更具多样性。 【教学流程图】【教学流程图】 【教学过程】【教学过程】 1.定义问题 聚焦问题情境，明确任务 教师提问：老师家的机械摆钟（展示图片）出现了故障，我发现钟摆 1 分钟 内摆动不到 60 次， 怎么回事呢？怎么样才能让钟摆 1 分钟内刚好摆动 60 次呢？ 学生思考： 摆的摆动快慢与摆绳长短有关。 摆绳越长， 摆动越慢； 摆绳越短， 摆动越慢。是否可以用调节摆绳长短的方法来调节摆的快慢？ 教
5、师活动：肯定学生的想法，明确本节课的任务：制作一个 1 分钟正好摆动 60 次的摆。板书课题：制作钟摆。 设计意图：创设真实的问题情境，可以激发学生进行项目设计的兴趣，同时 以任务驱动学习，学生的参与感会更加强烈，动力会更足，目标会更加明确。教 师提问机械摆钟出现故障的原因，目的是让学生温故而知新，加强学生对知识学 以致用的体验。明确任务时，也定义了项目问题：如何调节摆绳的长短？如何确 保制作的钟摆 1 分钟刚好摆动 60 次？触发学生深入思考。 2.设计与再设计 （1）明确评价量规和小组分工 教师活动：优秀作品的小组将被邀请参加机械摆钟的维修活动，那么，什么 样的小组作品才算得上优秀呢？ 学
6、生活动：小组展开讨论，明确评价量规（计时准确、易操作性、时间成本 等） 。 教师活动：引导学生进行小组分工合作。 学生活动：小组讨论，明确各个组员的角色（设计员，材料员，制作员，测 试员，宣传员） 。 （2）材料的介绍 教师活动：将本次项目提供的各种材料进行详细的介绍，特别是空心小球和 强力磁铁的使用（现场演示：将螺母装进空心小球中，绳子一端夹在小球里，另 一端通过强力磁铁与铁架台连接，可以减少或者不使用绳子的捆绑法） 。 学生活动：明确各种材料的用途，小组讨论，选择制作材料。 （3）设计钟摆模型 教师提问：如何更快或更简单地制作一个 1 分钟正好摆动 60 次的摆？ 学生思考： 每分钟摆动
7、60 次的摆， 摆绳长度应该大致调整在哪个长度范围？ 教师活动：引导学生根据目前已有经验大体确定摆绳的长度，把摆绳调整到 这个长度并摆动起来，测试 1 分钟摆动几次。 学生活动：根据已有经验确定摆绳长度，并测试 1 分钟摆动几次。 教师活动：引导学生思考，第二次调试的摆绳长度应该怎么确定，是每次减 少 5 厘米进行调试，还是取上一次测量数值的一半进行调试等。 学生活动:小组讨论，深入思考，并用图文并茂的方式制订出自己小组的设 计方案。 教师活动：教师巡视指导，总结提醒设计过程中可能出现的问题。 学生活动：学生针对自己小组的作品进行改进和再设计，确定最终的设计方 案。 设计意图：在正式进行作品设
8、计之前，明确评价量规和明确小组分工，介绍 制作材料， 都是非常必要和重要的。 评价先行， 让学生进行项目设计时目标明确。 小组成员分工明确，不会存在“游手好闲”的成员，人人有事干，提高效率。本 次项目活动的材料不需要都选择，小组讨论选择需要的材料即可，材料的丰富性 有利于作品的多样性。通过学生讨论，用图文并茂的方式绘制设计图，有利于学 生后续制作和合作的开展。 3.建立模型 教师活动：组织材料的分发，引导学生有秩序地进行钟摆模型的制作。 学生活动：小组内分工合作，根据设计图和材料进行钟摆的制作。 教师活动：教师巡视各小组的组装情况，视情况对各小组适当指导。 设计意图：经过前期多个环节的铺垫，材
9、料员有秩序地进行材料地领取，其 他成员在组长的指挥下有序地制作钟摆。在此需要提醒学生，不是只有制作员才 可以参与作品的制作，而是所有成员在这个环节都需要贡献自己的一份力量。 4.检验与再检验 教师活动：教师引导学生反复测试，不断调整和记录，使制作完成得摆正好 1 分钟摆动 60 次。 学生活动：学生按照设计方案进行反复测试，并将每一次测试的结果记录在 “1 分钟摆动次数记录表”中。学生不断调整自己的测试方法，掌握每次调整的 幅度，最终制作 1 分钟摆动 60 次的摆。 设计意图：让学生在测试的过程中调整自己的测试方法，在实践中不断追求 计时最精准的钟摆。 5.数据分析 教师活动：展示项目评价表
10、，接下来先完成计时准确这一维度的评价。引导 学生将作品摆放在展示台上相应的位置，老师统一计时 1 分钟，各组测试员交叉 测试摆的摆动次数，记录在项目评价表对应的组别上。 学生活动：学生按照老师的指令，进行班级测试。 教师活动：请各个小组将完成作品的时间填写在项目评价表上，分析时间成 本。同时统一测试钟摆的操作性，以 ABC 等级进行评价。 学生活动：进行数据分析。 设计意图：计时准确是评价钟摆作品是否优秀的最重要的标准，至于时间成 本和易操作性，可以视上课的具体情况决定是否呈现。利用项目评价量表，将数 据“可视化” ，有利于数据的分析。 6.交流结果（含评价） 教师提问：你们对自己的作品还满意
11、吗？你觉得哪个小组的作品是最优秀 的？接下来我们进行成果交流会吧。 学生活动：利用少量的时间进行组内总结与分析，思考：一个优秀的钟摆作 品最重要的标准是什么？达到这个标准了吗？不足之处有哪些？下次改进的话， 会从哪些方面进行改进？ 教师活动：组织小组成员上展示台进行宣传介绍作品。 学生活动：上展示台进行宣传介绍作品。 教师提问：1 分钟摆动 60 次的摆钟，它的摆绳长短有什么特点？ 学生活动：小组研讨，结合设计及制作的过程来发表对这个问题的看法。 设计意图：利用少量的时间讨论及总结本小组的作品，让学生更加了解自己 的作品小组情况，有利于后续小组宣传作品的开展。成果交流会的开展，一方面 可以让学生多方面的展示自己的成果，另一方面，可以借助别组的经验，对自己 小组项目设计进行再改进。如果时间有限，可以请有代表的小组上台展示，不一 定需要所有小组都上台展示。 【板书设计（生成【板书设计（生成） 】 【板书说明】【板书说明】 板书内容为学生的即时课堂生成，项目评价表中，计时准确、时间成本、易 操作性是根据学生讨论得到的评价标准。计时准确一栏，根据班级测试的结果， 现场及时填写摆在 1 分钟内摆动的次数。时间成本一栏，由小组成员填写制作钟 摆的时间。易操作性根据测试员评价的结果写上 ABC 等级。 【学生记录单设计】【学生记录单设计】 【班级项目评价表】【班级项目评价表】
