小学科学教科版 (2017)五年级上册5.摆的快慢教学设计

第三单元  计量时间

5.摆的快慢

【教材简析】

本课是《计量时间》单元的第5课。本课是在学习了 “同一个摆，相同时间内摆动次数相同，即摆具有等时性”之后，对摆进行进一步探究；同时也为学习“做一个钟摆”“制作一个1分钟计时器”打下基础。本课引导学生对影响摆的快慢的因素进行探究，着重探究摆锤质量、摆的长短对摆的快慢的影响。

【学生分析】

学生在测量摆的摆动次数时已经发现，摆钟的摆与自制的摆在10秒钟内摆动的次数可能不一样。有的摆摆得快，有的摆则摆得慢。学生的头脑中会出现疑问：为什么在相同时间内不同的摆摆动的次数不一样呢？之前学生已经观察过摆钟的摆与自己制作的摆，他们会联想到摆的快慢可能会与摆锤质量、摆绳长度、摆幅等因素有关系。

这节课中，学生将就摆的快慢与什么因素有关进行讨论与思考，并且去验证他们的猜测，修正自己的想法。学生将测量摆锤质量不同、摆绳长度和摆幅相同的摆，在15秒钟内摆动的次数；还将测量摆绳长度不同、摆锤质量和摆幅相同的摆，在15秒钟内摆动的次数。他们在对测量数据进行分析后得出结论，找出影响摆的快慢的因素。

【教学目标】

科学概念目标

改变摆锤质量不能改变摆的快慢；摆绳长度影响摆的快慢：摆绳越短摆动速度越快，反之越慢。

科学探究目标

1.能根据已有的实验现象推测摆的摆动快慢与什么因素有关。

2.能有效开展改变摆锤质量、摆绳长度对摆的快慢是否产生影响的实验研究。

3.能对实验的结果进行分析，并能根据分析进行预测。

科学态度目标

1.初步意识到获得精确的测量结果是需要反复测量的。

2.意识到在实验中细心观察并发现新的问题是很重要的。

科学、技术、社会与环境目标

了解人类的好奇是科学技术发展的动力。

【教学重难点】

经历设计实验方案——展开实验研究——得到实验结果的过程，探究摆的快慢与哪些因素有关。

【教学准备】

为每组学生准备：一根摆绳(棉绳等)、3~5个大小相同的螺母（或钩码）、铁架台一个、秒表(或手表)一只、记录表一份。

为教师准备：学生用材料一套、教学课件。

【教学过程】

一、导入

教师引导：通过上节课学习，我们知道了摆具有等时性的特点。

教师提问：比较各小组的数据，大家发现了什么？（教师出示上节课部分小组的实验数据）

学生交流：同一个摆在相同时间内摆动次数相同，不同的摆在相同时间摆动次数不同。

 教师引入：为什么不同小组摆的快慢会不同呢？你觉得摆的快慢与什么有关呢？这节课，我们就继续来研究影响摆的快慢的因素。

设计意图：在上节课中，学生已经发现不同的摆摆动速度不一样，他们对这个问题已经产生了探究的欲望。教师在这一环节中要给予学生充分的讨论时间，让学生充分调动原有的认知，开展头脑思维风暴，从而引出本课研究内容。

二、探究活动

学生讨论：摆的快慢与什么因素有关？（摆绳长度、摆锤大小等；如出现摆的幅度这个因素，可引导学生回忆上节课的实验）

对摆绳长度、摆锤质量两个因素，分别展开讨论：

改变摆锤质量的实验：改变摆锤质量的实验怎么做？要改变哪些条件？哪些条件需要保持不变？

改变摆绳长度的实验：改变摆绳长度的实验怎么做？要改变哪些条件？哪些条件需要保持不变？

学生讨论结束后，教师提示：

（1）绳要与支架杆平行。（2）放开摆时不能用力推，要自然放手。（3）摆幅不要过大，防止摆撞到支架。（4）小组成员合理分工，抓紧时间边观察边记录。（5）为了防止偶然性，每组实验要做三次。

学生以小组为单位开展实验研究并搜集数据。

设计意图：让学生理解探究活动对开展实验是很重要的。在教学中组织学生开展讨论“如果要研究摆锤质量与摆动速度的关系，需要测量和记录哪些数据”，通过讨论使学生明白如何控制变量来开展研究。不论是改变摆锤质量实验还是改变摆绳长度实验，都建议学生做三次实验，这样才能保证测量数据的准确性。

三、研讨总结

集体汇报研讨：摆的快慢与摆锤质量有关吗？摆的快慢与摆绳长度有关吗？

教师小结：摆的快慢与摆绳长度有关，摆绳长则摆得慢，摆绳短则摆得快；摆的快慢与摆锤质量无关。

设计意图：这是一个分析实验数据的环节，各组学生展示实验数据，并自行开展分析。学生得出摆绳的长短是影响摆快慢的因素后，教师帮助学生总结本课的知识点。

【板书设计】

《摆的快慢》教学设计

深圳市宝安区翻身小学  汪小娇

【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5课。在上一课中，学生已经发现不同的摆在1分钟内摆动的次数是不一样的。有的摆摆动快，有的摆摆动慢。本课主要研究影响摆的快慢的因素（摆锤重量和摆绳长度）。课程设计了聚焦、探索和研讨三个板块，层层递进，环环相扣。

本课教材围绕“摆的快慢”影响因素，设计了3个活动。第一个活动是思考、讨论影响摆的摆动快慢的因素，试着作出推测；第二个活动是探究摆的快慢与摆锤质量的关系；第三个活动是探究摆的快慢与摆绳长短的关系。在实验活动中掌握对比实验的研究方法，学会分析实验数据，得出实验结论。

【学情分析】

不同的摆在一定时间内摆动的次数各不相同，这是学生在上一节课中通过测量摆的摆动次数的时候发现的。同时学生在学习以及生活中也发现了，有的摆摆动快，而有的摆摆动慢。但为什么在相同的时间内，不同的摆摆动的次数不一样呢？摆的快慢与什么因素有关？这些都是学生在本课学习中面临的问题，需要在教学过程中引导学生进行猜测和讨论，并根据研讨内容的要求，在实验材料、操作方法、记录单设计等环节进行精细化设计，引导学生通过实验来研究。

【教学目标】

科学概念目标

改变摆锤质量不能改变摆的快慢；

摆绳长度会影响摆的快慢：摆绳越短摆动得越快，摆绳越长摆动得越慢。

科学探究目标

能根据已有的实验现象推测摆的摆动快慢与什么因素有关。

能有效开展改变摆锤质量、摆绳长度对摆的快慢是否产生影响的实验研究。

能对实验的结果进行分析，并能根据分析进行预测。

科学态度目标

初步意识到获得精确的测量结果是需要反复测量的。

意识到在实验中细心观察并发现新的问题是很重要的。

科学、技术、社会与环境（STSE）目标

了解人类的好奇心是科学技术发展的动力。

【教学重难点】

重点：通过实验探究摆锤质量和摆绳长度对摆的快慢的影响。

难点：根据实验结果进行对比分析得出结论，并把多种因素的共同影响进行综合考虑，提出一个符合实际情况的解释。

【材料准备】

单摆：包含桌面夹,摆刻度盘,重量成比例摆锤；秒表。

1.单摆来源：小牛顿科教

2.摆锤规格：10g、20g、30g

3.摆绳规格：短、中、长

【教学流程图】

【教学过程】

1.导入

观察单摆的结构特点，复习摆的等时性。

教师提问：不同的摆自由摆动的快慢都一样吗？（出示几种不同的摆摆动的情况动图）摆的快慢与什么有关？

学生思考：不同的摆自由摆动的快慢是否一样？什么因素会影响摆的快慢？

教师活动：提炼学生观点，揭示研究课题，并板书：摆的快慢。

设计意图：以复习摆的知识为导入，以提问的方式引导学生直接进入本节课研究的课题，可以快速激发学生对研究摆的兴趣，使学生快速进入学习状态。学生对摆已经不陌生，因此学生也有话可说。至于什么因素会影响摆的快慢，在导入课程的环节里，学生只需要大概思考，不需要面面俱到，老师也不需要在此环节进行全面的总结。

2.作出假设

教师活动：将单摆发给学生，组织学生小组讨论并推测摆的快慢与什么有关。

学生活动：小组展开讨论，推测摆的快慢与什么有关。（摆锤质量、摆绳长短等，如出现摆的幅度这个因素，可以引导学生回忆上节课的实验）

设计意图：学生对单摆结构的熟悉情况直接会影响他们对影响摆的快慢的因素的猜测，因此在学生讨论和作出假设时，给予单摆实物可以帮助学生组织讨论和思考。将抽象的知识可视化，学生容易理解和接受。大部分学生可能会提出摆的幅度影响摆的快慢的假设，为了节省后面实验验证的时间，建议引导学生回忆上节课的实验（或者用准备好的视频），解释摆的幅度实际上对摆的快慢基本没有影响，引导学生集中研究摆锤质量和摆绳长短对摆的快慢的影响。

3.实验验证

（1）摆锤质量对摆的快慢的影响

教师提问引导：如何能让摆的摆动更快？改变摆锤质量对摆摆动的快慢有什么影响？如何进行实验验证，要改变什么条件？哪些条件需要保持不变？

学生思考并用实验数据验证摆锤的质量不影响摆的快慢。

（2）摆绳长短对摆的快慢的影响

教师提问引导：如果将摆绳的长短改变，摆的快慢会受到影响吗？又如何进行实验验证，要改变什么条件？哪些条件需要保持不变？

学生思考并用实验搜集数据，通过数据分析，摆绳的长短会影响摆摆动的快慢，摆绳越短摆动得越快，摆绳越长摆动得越慢。

设计意图：在作出假设的环节中引导学生生成有研究价值的问题，从摆锤质量对摆的快慢的影响分析，到摆绳长短对摆的快慢的影响分析，逐一击破，找到真正影响摆的快慢的因素。同时，学生在实验过程中不断提高对比实验的设计思维，这也是本环节的重要目的。

4.结果研讨

教师提问引发思考：摆的快慢与什么因素有关？我们是怎么知道的？实验结果有验证我们哪些推测呢？

学生思考：从实验数据进行深入的分析，以回答“我们是怎么知道（摆的快慢与哪些因素有关）的？”这一重要、更值得思考的问题。

教师接着提问引发思考：摆的快慢与摆绳长短有什么关系？

学生思考：从实验数据进行深入的分析，明确地知道摆绳越短摆动得越快，摆绳越长摆动得越慢。

设计意图：学生在研讨环节，可以进一步全面地掌握本节课的重难点，既是对课堂的总结又是智的提升。

【板书设计（生成）】

【板书说明】

板书内容为学生的即时课堂生成，中间是班级记录表，如果有条件的话粘贴在另外一块黑板会更好，需要展示所有组别的实验结果。

【学生记录单设计】

【班级记录表设计】

5.摆的快慢

【教材简析】

本课是《计量时间》单元的第5课。本课是在学习了 “同一个摆，相同时间内摆动次数相同，即摆具有等时性”之后，对摆进行进一步探究；同时也为学习“做一个钟摆”“制作一个1分钟计时器”打下基础。本课引导学生对影响摆的快慢的因素进行探究，着重探究摆锤质量、摆的长短对摆的快慢的影响。

【学生分析】

学生在测量摆的摆动次数时已经发现，摆钟的摆与自制的摆在10秒钟内摆动的次数可能不一样。有的摆摆得快，有的摆则摆得慢。学生的头脑中会出现疑问：为什么在相同时间内不同的摆摆动的次数不一样呢？之前学生已经观察过摆钟的摆与自己制作的摆，他们会联想到摆的快慢可能会与摆锤质量、摆绳长度、摆幅等因素有关系。

这节课中，学生将就摆的快慢与什么因素有关进行讨论与思考，并且去验证他们的猜测，修正自己的想法。学生将测量摆锤质量不同、摆绳长度和摆幅相同的摆，在15秒钟内摆动的次数；还将测量摆绳长度不同、摆锤质量和摆幅相同的摆，在15秒钟内摆动的次数。他们在对测量数据进行分析后得出结论，找出影响摆的快慢的因素。

【教学目标】

科学概念目标

改变摆锤质量不能改变摆的快慢；摆绳长度影响摆的快慢：摆绳越短摆动速度越快，反之越慢。

科学探究目标

1.能根据已有的实验现象推测摆的摆动快慢与什么因素有关。

2.能有效开展改变摆锤质量、摆绳长度对摆的快慢是否产生影响的实验研究。

3.能对实验的结果进行分析，并能根据分析进行预测。

科学态度目标

1.初步意识到获得精确的测量结果是需要反复测量的。

2.意识到在实验中细心观察并发现新的问题是很重要的。

科学、技术、社会与环境目标

了解人类的好奇是科学技术发展的动力。

【教学重难点】

经历设计实验方案——展开实验研究——得到实验结果的过程，探究摆的快慢与哪些因素有关。

【教学准备】

为每组学生准备：一根摆绳(棉线)、3~5个大小相同的螺母（或钩码）、铁架台一个（自备）、秒表(或手表)一只、记录表一份（自备）。

为教师准备：学生用材料一套、教学课件。

【教学过程】

一、导入

教师引导：通过上节课学习，我们知道了摆具有等时性的特点。

 教师引入：回顾上节课我们知道不同小组摆的快慢会不同，那么你觉得摆的快慢与什么有关呢？这节课，我们就继续来研究影响摆的快慢的因素。

设计意图：在上节课中，学生已经发现不同的摆摆动速度不一样，他们对这个问题已经产生了探究的欲望。教师在这一环节中要给予学生充分的讨论时间，让学生充分调动原有的认知，开展头脑思维风暴，从而引出本课研究内容。

二、探究活动

学生讨论：摆的快慢与什么因素有关？（摆绳长度、摆锤大小等；如出现摆的幅度这个因素，可引导学生回忆上节课的实验）

对摆绳长度、摆锤质量两个因素，分别展开讨论：

改变摆锤质量的实验：改变摆锤质量的实验怎么做？要改变哪些条件？哪些条件需要保持不变？

改变摆绳长度的实验：改变摆绳长度的实验怎么做？要改变哪些条件？哪些条件需要保持不变？

学生讨论结束后，教师提示：

（1）绳要与支架杆平行。（2）放开摆时不能用力推，要自然放手。（3）摆幅不要过大，防止摆撞到支架。（4）小组成员合理分工，抓紧时间边观察边记录。（5）为了防止偶然性，每组实验要做三次。

学生以小组为单位开展实验研究并搜集数据。

设计意图：让学生理解探究活动对开展实验是很重要的。在教学中组织学生开展讨论“如果要研究摆锤质量与摆动速度的关系，需要测量和记录哪些数据”，通过讨论使学生明白如何控制变量来开展研究。不论是改变摆锤质量实验还是改变摆绳长度实验，都建议学生做三次实验，这样才能保证测量数据的准确性。

三、研讨总结

集体汇报研讨：摆的快慢与摆锤质量有关吗？摆的快慢与摆绳长度有关吗？

教师小结：摆的快慢与摆绳长度有关，摆绳长则摆得慢，摆绳短则摆得快；摆的快慢与摆锤质量无关。

设计意图：这是一个分析实验数据的环节，各组学生展示实验数据，并自行开展分析。学生得出摆绳的长短是影响摆快慢的因素后，教师帮助学生总结本课的知识点。

【板书设计】

第5课　摆的快慢

(教材P50～51)

授课时间：______________　　　　　　　　累计    1    课时

5.摆的快慢

小学科学教学网资源建设团队   蒋敏 凌珍珍

【教材简析】

本单元前几课中介绍了燃香钟和水钟这两种计时工具的构造和原理，从《机械摆钟》一课开始，4-6课都是对计时工具——摆钟的研究和探索。上一课，学生经过测量自制摆1分钟摆动次数时已经发现各小组摆动次数是不一样的。沿着上节课的问题，本节课将直接聚焦到“摆的快慢与什么因素有关”。学生经历“讨论-猜测-验证”，以对比实验方式分别研究摆的快慢与摆锤质量和摆绳长短的关系来修正自己的猜测，最终得出摆动的快慢与摆绳长短有关，摆绳短，摆动快，摆绳长，摆动慢，而与摆锤质量无关。本课学习也为下一课《制作钟摆》奠定了认知基础。

本课的重点是研究摆的快慢与哪些因素有关，初步培养学生设计控制变量的实验方案的能力，以及培养学生能依据证据推理，找出规律的思维方式，进一步养成实事求是的科学态度。

【学情分析】

通过上一课的学习，学生了解了摆的构造，并能动手制作摆，学会了测量摆每分钟摆动的次数，初步建构了“摆的等时性”这一科学概念，同时通过研究还发现了不同的摆1分钟内摆动次数是不一样的。五年级学生没有正式学习过对比实验如何进行变量的控制，教师只是在平时的实验中进行了渗透，所以本课中教师可以尝试通过这两个实验让学生学会辨别和控制实验中的可变因素，以及不变因素。对于实验操作的严谨性、数据的整理分析、处理和科学结论的完整得出，学生都还存在一定的困难，因此需要教师课上进行引导。

【教学目标】

科学观念：通过实验研究，认识到摆的快慢与摆锤质量无关，与摆绳长短有关，摆绳越短，摆动越快，反之则越慢，并应用于摆钟快慢的调节。

科学思维：通过获得的数据，归纳概括摆的快慢与摆锤质量和摆绳长短的关系，依据证据推理，找出规律。

探究实践：针对问题，设计控制变量的实验方案，讨论改进方案，并实施方案。

态度责任：在探究过程中，能基于证据和逻辑发表自己的见解，养成实事求是的科学态度。

【教学重难点】

重点：研究摆的快慢与哪些因素有关。

难点：1.控制实验变量。

2.获得精确测量结果。

【教学准备】

教师：1.教学课件；2.两个摆（摆绳长短相同，摆锤质量也相同）。

学生：1.标有1倍、2倍、3倍长度记号的摆绳，3个大垫圈，三角形的回形针挂钩，夹子，秒表，铁架台上面固定好长木棒，长木棒上固定一定角度的铜导线；2.课堂作业本中的记录单。

【教学过程】

一、复习导入，揭示课题（预设3分钟）

材料准备：课件

1.出示“自制摆一分钟摆动次数的数据汇总表”。

提问：上节课我们分析这些数据总结出了“摆的等时性”，同时我们还有一个新发现，谁来说一说？

（预设：不同的摆1分钟摆动的次数不同。）    

这几个组的摆1分钟摆动的次数多，说明摆动得快。 而这几个组的摆1分钟摆动的次数少，说明摆动得慢。

2.这节课我们就来研究摆的快慢与什么因素有关。揭示课题：摆的快慢（板书）。

【设计意图】简要复习上一课内容，快速聚焦到本课研究的问题，引导学生就该问题进行思考、推测，也自然进入了第一项探索活动。

二、探究：摆的快慢与摆锤质量和摆绳长短的关系（预设27分钟）

材料准备：课件，摆绳上标有1倍、2倍、3倍长度记号的摆、垫圈、铁架台、挂钩、夹子、秒表、铜导线

1.推测：你觉得影响摆的摆动快慢的因素有哪些呢？请同学们先思考，小组讨论后回答。

（预设：摆绳长短、摆锤质量、摆幅大小。）

2.引导学生排除“摆幅大小”这个因素。

（1）提问：根据上一节课的观测我们可以排除哪种猜测呢？

（2）学生回忆，讨论并回答。

（3）师生共同演示，再次验证，排除摆幅的影响。

3.师生共同完成改变摆锤质量的实验设计。

（1）提问：要研究摆的快慢与摆锤质量的关系，我们要测量和记录哪些数据？打算怎么做？

（2）小组讨论后汇报。

学生汇报自己小组讨论的实验方案。

其他学生补充或者提出改进意见，逐步完善实验方案。

（3）教师课件出示完整的实验方案图。

4.学生自行设计改变摆绳长短的研究。

（1）提问：实验中改变的条件和不改变的条件又有哪些？

（2）教师补充改变摆绳长短的方法以及保持摆幅不变的方法。（通过夹子分别夹在摆绳上的一倍、两倍、三倍的标记处来改变摆绳长短以及把摆拉到与铜导线同一角度来保持摆幅大小不变的方法。）

5.温馨提示：实验注意事项。（PPT展示）

（1）按下秒表，同时轻轻松开摆锤。

（2）30秒为一次实验，做3次，及时记录。

（3）选一个合适的数据。

（4）组长上台，输入数据。

6.学生实验，教师巡视。

【设计意图】实验设计环节从“感知”对比实验，到 “扶”，再“放”，使学生不断提高设计对比实验的能力，使实验更有效地开展，更好地突破本节课的重难点。

三、交流实验发现（预设10分钟）

材料准备：课件

1.分析摆的快慢与摆锤质量之间的关系。

学生上台分析全班的数据，得出摆的快慢与摆锤质量无关。

教师针对一些特殊数据，请学生解释原因。

2.分析摆的快慢与摆绳长短之间的关系。

学生分析本组的数据，初步得出结论。再分析其他组数据，进一步验证上面的结论。

3.教师小结：摆的快慢与摆锤质量无关，与摆绳长短有关，摆绳越短，摆动越快，反之则越慢。

4.应用：摆钟走时不准了，如果走慢了，怎么办？

【设计意图】这是一个对实验数据的分析环节，通过对数据分析回答“我们是怎么知道摆的快慢与哪些因素有关的？”这一更值得思考的问题。学生在通过组内分析，再到全班数据分析得出结论，并运用它解决日常生活遇到的问题，提高解决问题的能力。

四、板书设计

【疑难解答】

摆绳长度和摆长有什么区别？

摆绳长度指的是摆绳部分的长短（即右图摆绳长度部分），而摆长是指摆锤重心到摆的固定点的距离（即右图摆长部分）。真正影响摆的快慢的因素是摆长，摆长长，摆动慢，摆长短，摆动快。