《制作鐘擺》教學設(shè)計

【教材分析】

本課教材出自教科版科學五級上冊《計量時間》單元的第6課。在上一課

中，學生通過研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，擺的擺動快慢與擺繩長短有關(guān)。擺繩越長擺動就越

慢，擺繩越短擺動就越快。本課又為學生的研究設(shè)置了新問題，機械擺鐘里的鐘

擺每分鐘擺動60次，如果要制作一個1分鐘正好擺動60次的擺，該怎樣來制作

呢？

本課教材圍繞“制作鐘擺”的項目要求，設(shè)計了4個環(huán)節(jié)。第一個環(huán)節(jié)是

明確任務(wù)，即制作一個1分鐘正好擺動60次的擺；第二個環(huán)節(jié)是設(shè)計方案，讓

學生頭腦風暴，確定一個最佳的設(shè)計方案；第三個環(huán)節(jié)是制作與測試，利用材料

組裝一個簡易的“鐘擺”，并反復(fù)測試，不斷調(diào)整和記錄，完成制作；最后一個

環(huán)節(jié)是研討，深入思考和總結(jié)。本課教材內(nèi)容充分體現(xiàn)了小學科學與STEM教育

有效融合的策略：定義問題一設(shè)計與再設(shè)計一建立模型一檢驗與再檢驗一數(shù)據(jù)分

析一交流結(jié)果（含評價）。

【學情分析】

擺繩越長擺動就越慢，擺繩越短擺動就越快。這是學生在上一節(jié)課中通過研

究發(fā)現(xiàn)的。同時學生在學習《我們的水鐘》時，經(jīng)歷過工程設(shè)計的環(huán)節(jié)，因此對

本節(jié)課教材的環(huán)節(jié)比較熟悉。另外，五年級的學生已具備一定的動手能力和小組

合作的精神，能夠比較順利地完成鐘擺的制作，測試和調(diào)整。

【教學目標】

科學概念目標

擺的擺動快慢與擺繩長度有關(guān)；

同一個擺，擺繩長度越長，擺動越慢；擺繩長度越短，擺動越快。

科學探究目標

能在真實的情景中研究擺繩長度如何影響擺動快慢，不斷地調(diào)整擺，直至

每分鐘正好擺動60次。

能運用測量與比較的方法來研究擺的擺動快慢。

科學態(tài)度目標

認識到細心觀察與準確測量的重要性。

對新問題的研究保持積極的探究欲望，體會制作鐘擺的樂趣。

科學、技術(shù)、社會與環(huán)境（STSE）目標

意識到人類對產(chǎn)品需要不斷地改進以適應(yīng)現(xiàn)實的需求。

【教學重難點】

重點：在真實情境中研究擺長如何影響擺的決慢。

難點：調(diào)制出一個1分鐘正好擺動60次的擺。

【材料準備】

鐵架臺、細繩、軟尺、記號筆、空心小球、螺母、強力磁鐵、回形針、秒表

1.秒表來源：小牛頓科教

2.本次的實驗材料不需要都用到，可以讓小組自主選擇，各取所需，讓制作

的鐘擺更具多樣性。

【教學流程圖】

制作鐘撰教學流程

根

抿

評

價

和

反

思

結(jié)

果

，

維

【教學過程】

1.定義問題

聚焦問題情境，明確任務(wù)

教師提問：老師家的機械擺鐘（展示圖片）出現(xiàn)了故障，我發(fā)現(xiàn)鐘擺1分鐘

內(nèi)擺動不到60次，怎么回事呢？怎么樣才能讓鐘擺1分鐘內(nèi)剛好擺動60次呢？

學生思考：擺的擺動快慢與擺繩長短有關(guān)。擺繩越長，擺動越慢；擺繩越短，

擺動越慢。是否可以用調(diào)節(jié)擺繩長短的方法來調(diào)節(jié)擺的快慢？

教師活動：肯定學生的想法，明確本節(jié)課的任務(wù)：制作一個1分鐘正好擺動

60次的擺。板書課題：制作鐘擺。

設(shè)計意圖：創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，可以激發(fā)學生進行項目設(shè)計的興趣，同時

以任務(wù)驅(qū)動學習，學生的參與感會更加強烈，動力會更足，目標會更加明確。教

師提問機械擺鐘出現(xiàn)故障的原因，目的是讓學生溫故而知新，加強學生對知識學

以致用的體驗。明確任務(wù)時，也定義了項目問題：如何調(diào)節(jié)擺繩的長短？如何確

保制作的鐘擺1分鐘剛好擺動60次？觸發(fā)學生深入思考。

2.設(shè)計與再設(shè)計

（1）明確評價量規(guī)和小組分工

教師活動：優(yōu)秀作品的小組將被邀請參加機械擺鐘的維修活動，那么，什么

樣的小組作品才算得上優(yōu)秀呢？

學生活動：小組展開討論，明確評價量規(guī)（計時準確、易操作性、時間成本

等）。

教師活動：引導(dǎo)學生進行小組分工合作。

學生活動：小組討論-，明確各個組員的角色（設(shè)計員，材料員，制作員，測

試員，宣傳員）。

（2）材料的介紹

教師活動：將本次項目提供的各種材料進行詳細的介紹，特別是空心小球和

強力磁鐵的使用（現(xiàn)場演示：將螺母裝進空心小球中，繩子一端夾在小球里，另

一端通過強力磁鐵與鐵架臺連接，可以減少或者不使用繩子的捆綁法）。

學生活動：明確各種材料的用途，小組討論，選擇制作材料。

（3）設(shè)計鐘擺模型

教師提問：如何更快或更簡單地制作一個1分鐘正好擺動60次的擺？

學生思考：每分鐘擺動60次的擺，擺繩長度應(yīng)該大致調(diào)整在哪個長度范圍？

教師活動：引導(dǎo)學生根據(jù)目前已有經(jīng)驗大體確定擺繩的長度，把擺繩調(diào)整到

這個長度并擺動起來，測試1分鐘擺動幾次。

學生活動：根據(jù)已有經(jīng)驗確定擺繩長度，并測試1分鐘擺動幾次。

教師活動：引導(dǎo)學生思考，第二次調(diào)試的擺繩長度應(yīng)該怎么確定，是每次減

少5厘米進行調(diào)試，還是取上一次測量數(shù)值的一半進行調(diào)試等。

學生活動：小組討論，深入思考，并用圖文并茂的方式制訂出自己小組的設(shè)

計方案。

教師活動：教師巡視指導(dǎo)，總結(jié)提醒設(shè)計過程中可能出現(xiàn)的問題。

學生活動：學生針對自己小組的作品進行改進和再設(shè)計，確定最終的設(shè)計方

案。

設(shè)計意圖：在正式進行作品設(shè)計之前，明確評價量規(guī)和明確小如分匚，介紹

制作材料，都是非常必要和重要的。評價先行，讓學生進行項目設(shè)計時目標明確。

小組成員分工明確，不會存在“游手好閑”的成員，人人有事干，提高效率。本

次項目活動的材料不需要都選擇，小組討論選擇需要的材料即可，材料的豐富性

有利于作品的多樣性。通過學生討論，用圖文并茂的方式繪制設(shè)計圖，有利于學

生后續(xù)制作和合作的開展。

3.建立模型

教師活動：組織材料的分發(fā)，引導(dǎo)學生有秩序地進行鐘擺模型的制作。

學生活動：小組內(nèi)分工合作，根據(jù)設(shè)計圖和材料進行鐘擺的制作。

教師活動：教師巡視各小組的組裝情況，視喟況對各小組適當指導(dǎo)。

設(shè)計意圖：經(jīng)過前期多個環(huán)節(jié)的鋪墊，材料員有秩序地進行材料地領(lǐng)取，其

他成員在組長的指揮下有序地制作鐘擺。在此需要提醒學生，不是只有制作員才

可以參與作品的制作，而是所有成員在這個環(huán)節(jié)都需要貢獻自己的一份力量。

4.檢驗與再檢驗

教師活動：教師引導(dǎo)學生反復(fù)測試，不斷調(diào)整和記錄，使制作完成得擺正好

1分鐘擺動60次。

學生活動：學生按照設(shè)計方案進行反復(fù)測試，并將每一次測試的結(jié)果記錄在

“1分鐘擺動次數(shù)記錄表”中。學生不斷調(diào)整自己的測試方法，掌握每次調(diào)整的

幅度，最終制作1分鐘擺動60次的擺。

設(shè)計意圖：讓學生在測試的過程中調(diào)整自己的測試方法，在實踐中不斷追求

計時最精準的鐘擺。

5.數(shù)據(jù)分析

教師活動：展示項目評價表，接下來先完成計時準確這一維度的評價。引導(dǎo)

學生將作品擺放在展示臺上相應(yīng)的位置，老師統(tǒng)一計時1分鐘，各組測試員交叉

測試擺的擺動次數(shù)，記錄在項目評價表對應(yīng)的組別上。

學生活動：學生按照老師的指令，進行班級測試。

教師活動：請各個小組將完成作品的時間填寫在項目評價表上，分析時間成

本。同時統(tǒng)一測試鐘擺的操作性，以ABC等級進行評價。

學生活動：進行數(shù)據(jù)分析。

設(shè)計意圖：計時準確是評價鐘擺作品是否優(yōu)秀的最重要的標準，至于時間成

本和易操作性，可以視上課的具體情況決定是否呈現(xiàn)。利用項目評價量表，將數(shù)

據(jù)“可視化”，有利于數(shù)據(jù)的分析。

6.交流結(jié)果（含評價）

教師提問：你們對自己的作品還滿意嗎？你覺得哪個小組的作品是最優(yōu)秀的？

接下來我們進行成果交流會吧。

學生活動：利用少量的時間進行組內(nèi)總結(jié)與分析，思考：一個優(yōu)秀的鐘擺作

品最重要的標準是什么？達到這個標準了嗎？不足之處有哪些？下次改進的話，

會從哪些方面進行改進？

教師活動：組織小組成員上展示臺進行宣傳介紹作品。

學生活動:上展示臺進行宣傳介紹作品。

教師提問:1分鐘擺動60次的擺鐘，它的擺繩長短有什么特點？

學生活動:小組研討，結(jié)合設(shè)計及制作的過程來發(fā)表對這個問題的看法。

設(shè)計意圖:利用少量的時間討論及總結(jié)本小組的作品，讓學生更加了解自己

的作品小組情況，有利于后續(xù)小組宣傳作品的開展。成果交流會的開展，一方面

可以讓學生多方面的展示自己的成果，另一方面，可以借助別組的經(jīng)驗，對自己

小組項目設(shè)計進行再改進。如果時間有限，可以請有代表的小組上臺展示，不一

定需要所有小組都上臺展示。

【板書設(shè)計（生成）】

組號

內(nèi)容\123456789

計時準確

時間成本

易操作性

【板書說明】

板書內(nèi)容為學生的即時課堂生成，項目評價表中，計時準確、時間成本、易

操作性是根據(jù)學生討論得到的評價標準。計時準確一欄，根據(jù)班級測試的結(jié)果,

現(xiàn)場及時填寫擺在1分鐘內(nèi)擺動的次數(shù)。時間成本一欄，由小組成員填寫制作鐘

擺的時間。易操作性根據(jù)測試員評價的結(jié)果寫上ABC等級。

【學生記錄單設(shè)計】

《制作鐘擺》項目學習導(dǎo)學單

第組姓名：