大象版小學(xué)科學(xué)四年級下冊《擺鐘的秘密》教學(xué)設(shè)計及反思

1、第四單 確時間步伐5.擺鐘的密教學(xué)設(shè)計【教學(xué)分析】本課屬于技術(shù)與工程領(lǐng)域體包括了解擺鐘發(fā)明的歷史究擺鐘的科學(xué)原理基礎(chǔ) 擺的等時性進(jìn)一步探究影響擺的擺動快慢的因素，設(shè)計制作一個一分鐘擺 60 次的擺最 后對本單元進(jìn)行整體回顧與總結(jié)，發(fā)展對技術(shù)工程的認(rèn)識。本課中有對科學(xué)概念的探究式教 學(xué)，又有計時工具模型的設(shè)計與制作實踐活動，是一節(jié)典型的科學(xué)探究與技術(shù)實踐相結(jié)合的 科學(xué)課。這兩個內(nèi)容都是很重要的，都要有效地實施。其中，關(guān)于擺的秘密的探究活動是一 個典型的對比實驗類探究活動，對于培養(yǎng)學(xué)生探究意識與探究能力的提升很有意義。雖然教 材的閱讀部分已經(jīng)呈現(xiàn)了擺的等時性的科學(xué)概念，教學(xué)中還是應(yīng)該將這一內(nèi)容按照

2、科學(xué)探究 的一般過程和方法進(jìn)行規(guī)范教學(xué)，這個實驗探究活動也會為后續(xù)技術(shù)類的實踐活動提供科學(xué) 原理與實踐經(jīng)驗方面的支撐。【教學(xué)目標(biāo)】1. 知道同一個擺，擺的擺動快慢是一定的。擺的快慢與擺線長短有關(guān)，擺線越短，擺動 越快。調(diào)節(jié)擺線長度，可以制作一個一分鐘擺動 次的擺。2. 實驗探究擺的等時性和影響擺動快慢因素，形成科學(xué)概念。能依據(jù)擺的科學(xué)原理制作 一個一分鐘擺動 60 次的擺，發(fā)展科學(xué)探究能力和動手實踐能力。3. 愿意用實驗的方法探究并發(fā)現(xiàn)科學(xué)原理，喜歡動手做，并發(fā)展實事求是、認(rèn)真細(xì)致的 科學(xué)精神。4. 體會到人類的不斷追求，不斷產(chǎn)生的新需要和科學(xué)原理的新發(fā)現(xiàn)都促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的 不斷發(fā)展?！窘虒W(xué)準(zhǔn)

3、備】材料準(zhǔn)備：教學(xué)課件：伽利略發(fā)現(xiàn)擺的科學(xué)原理、惠更斯發(fā)明擺鐘的事跡資料。學(xué)生實驗材料：鐵架臺、線繩、同體積形狀不同質(zhì)量的擺錘三個、直尺、量角器、記錄 單等?；顒訄龅兀航淌一?qū)嶒炇摇！窘虒W(xué)過程】本課按照設(shè)計與制作類課程來組織教學(xué)過程，包括明確任務(wù) 收集信息 驗探 究) 設(shè)計制作包括設(shè)計方案動手制作等基本步驟) 反思評價幾個主要活動最后進(jìn)行 本單元回顧與總結(jié)提升。1.導(dǎo)入活動師：同學(xué)們好，在上節(jié)課，從單級漏刻到多級漏刻，我們認(rèn)識了我國古代計時的主要儀 器漏刻，知道了通過控制漏壺中的水位恒定，使水的流速保持穩(wěn)定，讓計時越來越精確。但 水鐘卻不易攜帶，不斷的補(bǔ)水也很麻煩。為了解決這些問題，人類繼續(xù)研

4、究，終于發(fā)明了更 方便、更準(zhǔn)確的計時工具 鐘。老師先給大家講一個擺鐘發(fā)明的故事。師：我們來看這就是擺鐘，從外觀看，它的上半部分是鐘盤，鐘盤上有表盤、時針和分 針，下半部分是一個單擺，由金屬的擺線和擺錘兩部分組成。擺鐘是怎樣實現(xiàn)準(zhǔn)確計時的師：想要了解這些問題，我們先來做一個擺，研究一下擺的運(yùn)動有什么規(guī)律。制作擺需 要用一條細(xì)線作擺線，上端固定，下端掛上一個小重物作為擺錘，這樣就組成了一個簡單的 擺。輕輕地拉開擺錘，使擺繩繃直，形成一個角度叫擺角，然后松手，讓擺錘自由擺動。生 活中有沒有跟擺類似的裝置?生：秋千有點像。生：游樂場的海盜船也像。師：研究擺動的運(yùn)動規(guī)律，還需要秒表計時。讓我們來測量一下

5、擺每 10 秒擺動的次數(shù)。我們在實驗中需要注意的是怎樣算擺 1 次 我們看到擺錘從一側(cè)的最遠(yuǎn) A 擺動到另一側(cè)的 最遠(yuǎn)點 B，再擺回到原來的位置，這樣往返是一個周期，算擺動 1 次。師：對!們的運(yùn)動都是擺動。觀察這個擺的擺動，我們一起用秒表計時，看看 10 秒擺 動幾個周期，老師負(fù)責(zé)計時，大家一起數(shù)次數(shù)。開始 停我聽到有同學(xué)數(shù)到了 8 次，有同學(xué)數(shù)到了 7 次，怎么回事?生：應(yīng)該是 7 次，因為您喊停的時候，擺錘沒有擺回到頭，所以不應(yīng)該算。師：對!們一定目不轉(zhuǎn)睛地看才行。都會做了嗎生：會了。師：要注意小組成員的配合，實事求是地記錄。好了，各組可以做了，要做三次。 （小組合作實驗）師：匯報一下你

6、們的測量結(jié)果。生：我們的擺 10 秒擺動了 次。生：我們的都是 9 次。生：我們?nèi)蔚臄?shù)不一樣，一次是 7 次，另兩次都是 次。師：那你們怎么想?生：我們想再做幾次看一看。師：很好，首先表揚(yáng)你們實事求是地記錄了數(shù)據(jù)，多做幾次是個好方法。師：我們自己組和自己組的三次數(shù)據(jù)比一比，會現(xiàn)什么生：我們發(fā)現(xiàn)我們組的擺每 10 秒擺動的次數(shù)是一樣的。生：我們發(fā)現(xiàn)每次測量結(jié)果都差不多。師：這說明你們自己小組的擺擺動的快慢是怎樣的生：是一樣的。生：是相同的。師：我們也可以這樣說，對于同一個擺，擺動的快慢是一定的，這叫做擺的等時性。正 是擺具有這個特性，人們才能利用這個科學(xué)原理發(fā)明了擺鐘，就像水鐘的發(fā)明一樣。還記

7、得 水鐘是利用了什么科學(xué)原理嗎?生：是水流的等時性。師：好了，我們現(xiàn)在要把全班的數(shù)據(jù)放到一起再看看，有什么新發(fā)現(xiàn)生：我們發(fā)現(xiàn)都是 10 秒，擺動次數(shù)卻不一樣。師：為什么會這樣?先不著急提出自己的想法，現(xiàn)在你們可以離開座位，到別的組看一 看，也可以作個小記者，采訪一下，看看能不能對你思考擺的快慢和什么因素有關(guān)的問題有 所幫助。(生組間觀察交流)師：好了，現(xiàn)在誰能回答一下這個問題?生：我覺得擺的快慢和擺錘有關(guān)系。師：什么關(guān)系?生：擺錘越重，擺得越快。師：為什么這樣想？生：我發(fā)現(xiàn) 2 組的比我們的擺得快，他們的擺錘是鐵的，我們的是塑料的。師：別的組有也這樣想的嗎?生：我們也是這樣想的。師：你們這樣想

8、的理由又是什么呢?和一組的理由一樣嗎?生：我們玩過秋千，覺得重的人擺起來快。師：是你們覺得，還是把輕重不同的人做過對比實驗研究生：是我們覺得。師：那你們認(rèn)為你們的觀點一定正確嗎?生：不一定，還需要通過對比實驗來找證據(jù)。師：還有沒有其他的觀?再回答時，請先說出你猜是什么因素影響擺的擺動快慢，再描 述具體怎么影響的，最后說出你這樣猜的證據(jù)，可以嗎生：老師，我們組猜想擺角會影響擺的快慢，擺角越大，擺動越快，因為我們想擺錘抬 得越高，往下擺的速度會越快一些。生：我認(rèn)為是擺角越小，擺動越快，因為擺角小的時候，擺動起來距離短，所以會快。 師：真有意思，你們的猜想中有部分是相反的，其他同學(xué)怎么看生：好像都有

9、些道理。師：還有別的猜想嗎?生：沒有了。(停頓了一下之后)師：我看到有同學(xué)又舉手了，我們請他說說。生：我覺得也有可能是擺線的長短，擺線越長，擺得越慢。因為如果擺線很長很長，擺 一個周期應(yīng)該會時間也很長。師：你怎么想到是擺線的長度呢?生：我看大家都沒提到擺線，就想沒準(zhǔn)正確答案也許就是擺線呢。師：原來你是從這個角度想的，也很!我們一起匯總一下大家的猜想，影響擺的擺動快 慢的因素可能有三個：擺錘的輕重、擺角的大小、擺線的長短，是這樣嗎生：是。師：我們今天做的實驗都是對比實驗。還記得我們學(xué)過的對比實驗的要求嗎生：對比實驗只能有一個不同條件，其他條件都要相同。師：要注意這一點，例如要研究擺錘的輕重是否影

10、響擺動快慢的問題時，不同條件和相 同條件分別是什么?生：一個不同條件，是擺錘不同，其他的條件擺線長短、擺角大小都要相同。師：老師給你們準(zhǔn)備的是三種擺球，它們大小和形狀是一樣的，制作材料不一樣，分別 是鐵球、木球、塑料球。師：下面由各小組自己選擇要研究的猜想，研究幾個都可以，但每個實驗一定要多做幾 次，最少做三次，并實事求是地干什么?生：記錄數(shù)據(jù)!對!們對自己測得的每個數(shù)據(jù)要尊重，如實地記錄在記錄單里。(小組選擇問題進(jìn)行自主探究)師：好了，老師注意到大家都有了一些收獲。下面各小組開始匯報你們的研究。匯報時 這樣描述先說一下你們研究的是哪種猜想，原來是怎么想的，再展示你們記錄的數(shù)據(jù)，分析 數(shù)據(jù)最后

11、得出的是什么結(jié)論。哪個組先匯報?生我們研究的是擺錘的輕重我們原來認(rèn)為擺錘越重擺動越快家看我們的數(shù)據(jù)： 擺錘重時，都是 次，擺錘中和輕時也都是 8 次，所以我們的結(jié)論是擺錘的輕重不影響擺動 快慢。師：其他組也有研究擺錘輕重的嗎?和他們的結(jié)論一樣嗎?生：一樣。師：繼續(xù)匯報。生：我們?nèi)齻€猜想都做了，發(fā)現(xiàn)是擺線的長度影響擺的快慢。師：把你們的證據(jù)一起拿給大家看看。生：師：有沒有不同意見?生：我們覺得擺角大小也會影響擺的快慢，我們發(fā)現(xiàn)擺角大的時候比擺角小的時候次數(shù) 多一點。師：多多少?生：多一點，多不到半次。師：你們的認(rèn)真精神值得表揚(yáng)。我們是不是可以這樣描述：擺角的大小也會對擺的快慢 產(chǎn)生一點小的影響?

12、可以嗎?生：可以。師：現(xiàn)在讓我們來看看我們的收獲吧!師如果你家的擺鐘總是比電視上的準(zhǔn)確時間慢你能根據(jù)今天學(xué)習(xí)的知識提個建議嗎? 生：因為擺的快慢受擺線長短影響，擺線越短，擺得越快。所以，可以把擺線調(diào)短一下試試。師：剛才我們研究了擺的快慢與什么因素有關(guān)的問題，我們通過實驗證實了擺線的長短 對擺的擺動快慢的影響是最明顯的。意大利的天文學(xué)家、物理學(xué)家和工程師伽利略是第一個 發(fā)現(xiàn)單擺運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)家。伽利略發(fā)現(xiàn)了擺的運(yùn)動規(guī)律，但真正應(yīng)用這一規(guī)律并發(fā)明擺鐘 的是荷蘭科學(xué)家惠更斯?；莞菇邮苜だ躁P(guān)于單擺運(yùn)動的分析，把單擺用于鐘表裝置，發(fā) 明了擺鐘。師：今天我們要接受一個挑戰(zhàn)任務(wù)：做一個每分鐘擺 60 次

13、的擺，也就是每秒鐘擺動 1 次，有信心迎接這個挑戰(zhàn)嗎?生：有!師：小組先商量一下怎么做。(小組制訂制作計劃)師：匯報一下你們的計劃。生：我們上節(jié)課量了一下，我們組的擺每 10 秒擺動了 7 次，擺線長是約 50 厘米，需要 把擺線縮短，我們打算每次縮短 厘米試一試，看看最后擺線多少厘米長會一分鐘正好擺動 60 次。師：這個方案好!其是每次縮短 5 厘米的設(shè)計很實際。生：我們想先做一個短的擺，再把擺線加長，一點點試。師：大家覺得他們的計劃怎樣?生：可以，就是一次次接擺線有點麻煩。生：我們可以先準(zhǔn)備一根長擺線，從短的一點點放長呀生：那就沒問題了。師：還有嗎？生：老師，我們想先查資料，看看過去人們是

14、怎么試的，看看最后的擺線是多長。 師：看來你們是從本單元的學(xué)習(xí)過程中有了收獲，也很好，不過現(xiàn)在收集資料有點來不及了，今天先試試，課后再去收集資料，驗證一下我們今天的成果可以嗎生：好的。師：由于這是一個需要不斷嘗試的過程，所以老師給大家充足的時間，直到成功為止， 要有耐心。(生小組合作完成制作)師：展示一下你們的偉大成就吧!生：我們最后的結(jié)果是，擺線長 25 厘米時，擺一分鐘能擺 60 次。師：其他組呢?生：我們的也是。生：我們的差不多。師為我們的成功鼓掌同學(xué)們時間的步伐這個單元的學(xué)習(xí)到這里就要結(jié)束了。 在這個單元里，我們了解了人類對計時工具的發(fā)明歷史，也自己動手制作了一些計時工具的 模型必你也

15、逐漸了解了人們對于精確計時的不懈追求及精確計時對社會發(fā)展的意， 是不是也想?yún)⑴c其中 ? 最后，老師還想請你思考：人類為什么能發(fā)明些計時工具呢 ?我們 從其中學(xué)到了什么寶貴的精神財富呢?生：因為人類一直想制造出更準(zhǔn)確、方便的計時工具。生：因為我們總希望測時間越準(zhǔn)越好。師：計時工具的發(fā)明除了有人類不斷增長的需求外，還有什么原因呢生：還要有科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)。生：就像伽利略發(fā)現(xiàn)了擺的等時性，惠更斯利用這個規(guī)律發(fā)明了擺鐘一樣。生：水鐘也是，水鐘利用的是水流的等時性原理。師：真的很好些收獲你們要記在自己的腦子里。我們從科學(xué)家、發(fā)明家身上學(xué)到了什 么寶貴的科學(xué)精神呢?生：愛動腦筋。生：喜歡動手制作。生：不怕

16、困難。生：要學(xué)會制訂計劃。生：師：真是收獲滿滿呀!【教學(xué)反思】在小學(xué)科學(xué)課上，激發(fā)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，從心理學(xué)的角度來講，獲得成功時的愉 悅心情是一種很有效的催化劑。本課我們看到了他們獲得成功時臉上滿足而驕傲的笑容。一 定意義上，這些收獲的潛在價值是巨大的，也是教師應(yīng)該著重營造的。本課使用了任務(wù)驅(qū)動 式教學(xué)方式，迎合了這個年齡段學(xué)生喜歡挑戰(zhàn)的心理特點，并且在挑戰(zhàn)過程中，小組合作意 識和組員間良好的信任態(tài)度得以加強(qiáng)。即使個別組由于各種客觀和主觀原因沒有成功，但他 們也沒有出現(xiàn)內(nèi)部埋怨和指責(zé)的現(xiàn)象，而是相互鼓勵，表示課后還要繼續(xù)做下去，這樣的學(xué) 習(xí)效果同樣令人欣喜。所以，在小學(xué)科學(xué)課堂實踐過程中，我們一定要兼顧兩種學(xué)習(xí)價值的 令人欣喜。所以，在小學(xué)科學(xué)課堂實踐過程中，我們一定要兼顧兩種學(xué)習(xí)價值的體現(xiàn)，即學(xué) 科本體價值和教育價值的雙重實現(xiàn)?！究偨Y(jié)點評】本課由兩個主要活動組成，第一，設(shè)計制作一個一分鐘擺 60 次的擺；第二，對本單元 學(xué)