《制作一个一分钟计时器》教学设计
【教材简析】
本课是教科版五年级下册“时间的测量”单元的第八课。通过前几课的学习，学生已经在探究制作计时工具的实践过程中，了解了人类计时仪器的发展。关于摆钟，学生已经知道了摆具有等时性，摆的摆动快慢与摆长有关，且能制作每分钟摆动60次的摆，初步意识到事物是运动变化的，事物的运动变化是有一定规律的。
本课教学分两部分内容，从观察摆钟开始，学生在认识了摆钟的主要部件后，通过观看摆锤与齿轮操作器联合工作的视频和亲自动手组装摆钟，理解摆钟的工作原理。随后，通过调节摆长制作一个一分钟只需摆30次的简易摆钟。在不断地调整、测量直至精确的过程中体验研究计时工具带来的乐趣，认识到科学必须与技术结合起来才能更好地造福人类。
【学生分析】
学生已经对摆钟进行了三课时的探究，了解了摆具有等时性；可以调整摆绳的长度和摆长来控制摆动的速度。在第七课制作了一个一分钟摆动60次的摆，这样的摆计时很短，而且会因为受到各种因素的影响产生比较大的误差，比如摆锤会因为受到重力的作用而慢慢停下来。真正的摆钟是如何让指针以一定的快慢转动的？基于此，学生进入本课的学习。
【教学目标】
科学概念：机械摆钟是摆锤与齿轮操纵器联合工作的。
过程与方法：观察摆钟内部构造；制作一个计时一分钟的简易摆钟。 情感态度与价值观：进一步体会到探究摆钟计时的乐趣；感受到科学与技术结合带给人类的进步。
【教学重点】制作一个计时一分钟的简易摆钟。
【教学难点】认识摆钟的内部结构，理解摆锤与齿轮操纵器的联合工作原理。 【教学准备】
学生：齿轮操作器模型、钩码、细绳、秒表； 教师：学生材料一份、课件 【教学过程】
课前，向学生展示日晷（太阳钟）、沙漏、水钟、一炷香、摆、垂体钟摆等计时工具。
一、梳理计时仪器的发展
同学们，在刚才的展台上，我们陈列了几种古代的计时工具，它们是如何被发明的呢?我们来看一段视频。
这么多计时工具。计时最准确的是哪种？（摆钟） 摆钟最核心部分是有一个来回摆动的摆。
（出示一个摆），老师这里也有一个摆，我们让它摆起来。你发现它有什么问题？
（但是随着时间推移，摆幅会越来越小，会慢慢停下来） 不能持续摆动，也就是动力不足 （要一直数着摆的次数） 没有刻度，计数不方便。
一个是动力的问题，一个是计数的问题。现实的摆钟是如何解决这些问题的呢？让我们来看看摆钟的内部结构吧。
视频：摆钟的内部结构 二、理解摆钟工作原理
1．你看到摆钟的内部有哪些主要部件？摆钟是怎样工作的？ （预设：齿轮转动带动指针，摆每摆动一次齿轮就转动一齿。） 2.介绍各部分名称。
摆钟的内部结构看起来比较复杂，为了看得更清楚，我们把它简化，画成这样，(出示示意图)。请大家看一个这个摆钟的图片，里面除了摆，还看到了什么部件？
（齿轮、一个重物、）出示板贴。
师:再来看看摆锤最上面的这个装置，它是来操纵齿轮的，我们可以把它叫做齿轮操纵器。(出示板贴)仔细观察齿轮操纵器的左边，稍长的我们把它叫做——长针，右边较短的我们可以把它叫做——短针。
(板书:齿轮操纵器、长针、短针、齿轮、摆、垂体) 3.组装钟摆
今天，老师也模范这个摆钟制作了一个模型。我们一起来看看。 教师演示组装。
首先我们要把模型放到桌子的边缘，注意要稍微多出桌面，这样等下摆动的时候就不会达到桌子。然后借助固定夹将底座固定在桌子边缘，为了操作安全一定要拧紧;固定好了，接着一手拉住绳子，一手按箭头方向转动齿轮，使绳子绕在齿轮背后的轮里，让余出部分刚好处于钩子下方;然后将摆挂到支轴上，摆比较重，取放时一定要小心，轻轻挂上，这样齿轮操纵器的长针、短针就卡在齿轮中间;最后将钩码作为垂体挂到绳子上，这样就安装好了。(将摆拉到最右边)摆钟开始工作了。
想不想自己来试试看。
（出示提示）我们先来看看老师给你的小建议。 温馨提示:
A. 操作过程中要注意安全:取放摆锤一定要小心
B. 仔细观察齿轮操纵器，思考它和摆锤之间是如何联合工作的。 C. 想一想，垂体有什么作用。
D. 数一数，摆的一个来回，齿轮转过几个齿？ 4.汇报
摆与齿轮操纵器是如何联合工作的？
齿轮是如何做到也会一格一格有规律的走动的？
摆的来回摆动控制齿轮操纵器的运动，长针与短针在来回运动过程中轮流卡住齿轮，使齿轮能稳定的速度运转。
（板书：控制齿轮）
作为垂体的钩码有什么作用？如果没有这个垂体，齿轮还能动吗？ 垂体能转动齿轮，垂体有了这个重力才会使齿轮转动，垂体时针就是利用垂体的重力来转动齿轮。
（板书：提供动力）
小结：我们再来一起看看摆钟的整个计时过程:垂体拉动齿轮，提供齿轮运动的动力。在齿轮的转动中，齿轮操纵器的长针短针交替地卡住齿轮，让齿轮有规律的转动。由此看来，机械摆钟的摆、垂体和齿轮操纵器是联合工作的,
三、制作一个一分钟计时器
1．了解了摆钟的工作原理。想不想来亲自做一个一分钟的计时器呢。如果以个齿轮代表一秒，那么想做一个一分钟60秒的计时器，我们的摆是摆动几下呢？
2．真正的摆钟一分钟只需摆动30次，这是为什么呢？
来回摆动我们说它是摆动一次。每一个来回，齿轮会转过两格，相当于秒表走两下。所以一分钟60秒，我们的摆只需要摆动30次，同学们听懂了吗?
板书30
刚才你们小组的摆一分钟摆了几下？要想达到一分钟30次的目标，我们要对摆长进行调整，可以通过调整金属圆盘的位置来改变摆长。
假如一个小组摆动了32次，太快了若要符合一分钟正好摆动30次，可以怎么做呢, 生:把摆锤往下移。
师:为什么要往下移? 生：摆长越长，摆的越慢，次数越少。所以摆锤下移，会使摆变慢。 师：那么27、20次的小组要符合30次你会怎么做呢? 生:他们应该把摆锤往上移。 师:为什么要往上移? 生：因为上移后，摆长变短，摆动会变快，摆的次数才会减少。
3.一分钟测试
师:让我们来测一测自己做的摆钟一分钟能摆动几次。调试前老师有几点提示：A、放摆的同学和开始计时的同学要配合好，要同一口令。
B、当一分钟到了，操作员要马上档住摆，使摆停止摆动。
C、根据测试的结果，小组讨论，调整摆锤的位置，让一分钟的摆动次数尽可能接近30次。
4.学生活动
5.成功的小组，要想把这个模型做的更像时钟，你觉得还需要哪些改进？ 6.这节课我们制作了一个一分钟计时器，制作过程中，你觉得要想准确的计时一分钟，容易吗？困难在哪里？
四、课外延伸
钟表的改进就像现在你们的想法一样，人类在实际操作中不断的发现问题，又不断的思考加以改进，最终才有了这么精密的计时工具。钟表从发明到现在都经理了哪些改进呢？一起来看看钟表的前世今生。
时钟的精确来之不易，它是人类几代工程师们智慧的结晶，虽然现在电子计时器比这节课我们制作的钟摆精确多了，但科技在进步、技术在发展，人类最求创新的脚步永不停息。今天我们是利用垂体的重力拉动齿轮，请同学们开动脑筋，利用身边的材料，回去试试能不能找打更多方法的计时器。
板书设计：
制作一个一分钟计时器
此轮操纵器
短针
长针
32 变慢 下调 调节30
28 变快 上调
摆锤
教科版五年级科学《 时间的测量 制作一个一分钟计时器》公开课教案_13
