第三单元计量时间1.时间在流逝【教材简析】《时间在流逝》是《计量时间》的单元起始课，是学生研究计量时间的开始，在本单元中起到了奠定基础和铺垫的作用。本课以“在钟表发明之前，人们是怎样安排生活和劳作的呢？”提出了单元研究主题，接着通过对日晷等计时工具的介绍，引导学生简要了解一些古代的计时方法。再后研究燃香计活动，还为整个单元的后续研究提供了范例。本课的重点是带领学生了解古人的计时方法、计时工具及其发展史。通过阅读资料、观察燃香实验，使学生认识古人利用有规律变化的天体的运动和燃香变来计时。在研究中，让学生产生关注计时方法的意识和兴趣，并对计时工具的迭代更替过程充满好奇。【学情分析】五年级学生对时间及计时工具有一定的认识，也会使用一些计时工具计量时间。但“人类是怎样逐步发展起各种计时方法和工具的？”“现代钟表发明之前，古人如何计时？”这些问题学生可能有所思考，却认识不太清晰。本课通过对燃香钟这一工具的探究、研讨，引导学生由浅入深探索计时工具，激发研究兴趣，并初步获得研究的方法，为后面整个单元的学习做准备。【教学目标】[科学观念]通过阅读资料、观察燃香实验，知道古人利用天体的运动来计时，且在一定条件下，燃香变短的速度基本是均匀的，认识到有规律变化的事物可以用来计时。[科学思维]通过分析、比较数据等方法，发现有规律变化的事物是计时的本质。[探究实践]在实验中，观测并记录燃香时间的相关数据，并对“蜡烛可以计时吗”这一问题结合实验现象进行讨论，表达自己的观点。[态度责任]在研究中，产生关注计时方法的意识和兴趣，并对计时工具的迭代更替过程充满好奇。【教学重难点】[重点]了解古代人们的计时方法、计时工具及其发展史。[难点]实验研究燃香计时的科学原理。【教学准备】[教师]1.教学课件；2.有关古人用天体（如太阳、月亮）运动计时的图文或视频资料；3.时钟模型。[学生]1.每组提供秒表、香、火柴、记号笔；2.实验记录表。【教学过程】一、情境导入，揭示课题（预设4分钟）材料准备：课件、时钟模型1.现在是几点几分？请学生把时钟模型中的指针拨动到相应的时间位置。2.看关于时间的小视频后，提问：现在几点几分？现在的时间还是黑板上的时间吗？3.小结：原来时间在不知不觉中悄悄地流逝了。揭示课题：时间在流逝（板书）。[设计意图]学生通过拨动时钟模型的方式记录一开始的时间，观看一段视频后再来记录时间，对比发现时间在悄悄流逝，从而引出课题。二、探索活动：测量时间（预设30分钟）材料准备：秒表、香、火柴、记号笔、实验记录表、课件（一）根据自然现象来计时1.提问：时间在流逝，刚刚同学们利用钟表很快地确定时间。在钟表发明之前，人们怎样计时安排生活和劳作的呢？（预设：人们根据太阳的东升西落这一自然现象来确定时间，安排生活和劳作，这就出现了最早的计时单位——天。）2.追问：除了利用太阳计时，人们还会利用哪些自然现象来确定时间呢？143.小结：在没有任何计时工具的情况下，人们利用自然现象的规律运动来判断时间。（二）利用太阳来计时1.古代的人们利用最简单且最容易发现的自然现象来制作计时工具，比如日晷、圭表。2.阅读资料：学生仔细阅读资料，结合自己已有的知识经验来介绍日晷和圭表。3.研讨：日晷和圭表的结构、计时的原理。4.教师结合图片着重向学生介绍日晷晷面上的刻度和计时单位。古代的一个时辰相当于今天的两个小时，子时：晚上11点到凌晨1点，午时：中午11点到下午1点。5.提问：人们在使用日晷和圭表来计时会遇到什么困难吗？小结：为了解决这些问题，人们慢慢地改进计时工具，也出现了更多描述时间的词语，如“一炷香”的时间，“一盏茶”的时间等。（三）研究一炷香的时间1.教师出示燃香，古人又是如何利用燃香来计时的呢？引导学生探究燃香的长度变化是不是匀速的。2.小组讨论并提出实验设计要求：（1）研究香燃烧“速度是均匀的吗？”需要哪些材料？怎么研究？（2）讨论确定研究方法：给燃香等分四段，在四分之一、二分之一、四分之三处分别做标记，并记录每一段燃烧的时间，重复三次。3.学生分组实验。实测、统计、分析燃香时间数据，并记录。4.研讨交流：每一段燃香的时间一致吗？能用来计时吗？学生比较每等份的燃烧时间，分析并讨论。5.小结：在一定的条件下（燃香粗细均匀，没有风吹等外在干扰因素），燃香的长度变化基本是匀速的。燃香可以用来计时，人们根据这一原理制造出了燃香钟这一计时工具。[设计意图]学生通过收集与阅读资料、动手实验等方法进行研究，发现当某事物在一段时间间隔内发生有规律的变化所需的时间一致时，可以利用这种事物来计时。随着时代的进步，我们的计时工具也在不断发展和变化。三、研讨（预设：4分钟）1.古人曾用过哪些方法计时？这些方法为什么能帮助人们计时？2.蜡烛可以用来计时吗？提问：燃香可以用来计时，那蜡烛也可以燃烧，可以用来计时吗？在不受外界因素干扰的情况下蜡烛变短的速度也是基本不变的，所以也能计时。[设计意图]先对古人计时方法和原理进行巩固。再运用燃香实验中的发现，探讨“蜡烛计时”的问题，启示学生学以致用。四、课堂小结（预设：2分钟）时间像流水一样，在我们身边悄悄流逝，人们探索更精准的计时工具的步伐永远不会停歇，课后请同学们继续探索人类计时工具的发展史。【疑难解答】日晷和圭表有什么异同点？答：日晷和圭表都是利用阳光下物体影子的变化规律来计时。日晷由晷面和晷针组成，是利用阳光下物体的影子方向来计时，圭表由圭和表组成，是利用阳光下物体影子的长度变化规律来计时。【教学后记】142.用水计量时间【教材简析】本课内容分为两部分，第一部分是学生通过实验发现影响水流速度变化的主要因素。第二部分是学生通过观察古人利用流水计时的装置，结合自己的实验探究，理解这些装置计时的方法。观察水流速度的实验是本课最重要的探究活动。教科书要求学生在教师指导下，先初步观察瓶中流出的水流速度，再进一步观察测量同一装置中200毫升水流出50毫升水的用时，并且推测和实测流出第二个、第三个50毫升的用时。在学生通过实验对水流流动速度的认识进一步完善后，再结合教科书提供的古代“受水型”水钟的图片，研讨“古人如何保持水钟里的水以固定速度往下滴”。本课在本单元中起承上启下作用。本单元的主题是认识计时工具的发展。第一课的学习中，学生了解燃香钟受外界因素大，进而开始关注、研究水钟，但水钟的准确性和方便性有待提高，从而引导学生进阶到摆钟的研究，不断向前推进学生的认知思维。【学情分析】通过前一课“燃香钟”的探究，学生已经初步认识到燃香能够被用作计时工具，是因为在一定情况下香燃烧变短的速度基本均匀。他们或许能从中得到启发，可以通过找寻自然界有规律运动的物体或事件来帮助记录时间推移的轨迹。从这课开始，学生要在教师指导下，观察流水、单摆等运动，探究影响其运动速度的因素。学生在之前的科学学习中，已经具备了一定的推理和合作实验的能力，本课需要学生在探究流水速度时进行有依据的推测以及实测并如实记录。【教学目标】[科学观念]通过滴漏实验，知道水位高低、孔径大小等因素会影响水流速度，认识到“同一装置中，控制水位不变，水流速度不变”这一特点可用于计时。[科学思维]通过数据的整理和分析，能判断水流速度与水位高低的关系。[探究实践]在实验过程中，能对收集的数据进行整理、分析，发现水流速度的主要影响因素。[态度责任]在观察古代水钟的过程中，能感受到古人的聪明才智，体会到社会的发展会带动计时工具的进步。【教学重难点】[重点]能通过实验发现影响水流速度变化的主要因素。[难点]能通过观察古人利用流水计时的装置，结合自己的实验探究，理解这些装置计时的方法。【教学准备】[教师]1.教学课件；2.课前搜集各种水钟的资料与图片。[学生]1.每组提供直筒矿泉水瓶、200毫升量筒、透明水杯、铁架台、计时器；2.观察记录单。【教学过程】一、激发兴趣、聚焦问题（预设3分钟）材料准备：课前搜集各种水钟的资料与图片、课件1.回顾古代计时工具。2.出示教科书中的古代水钟图。提问：水真的可以用来计时吗？古人的水钟又是怎么来计时的呢？3.板书课题：用水计量时间。[设计意图]简要回顾古人计时方法，快速聚焦到本课的核心问题——用水计时，引导学生自然进入了“水流速度”的探索活动。二、探究水流速度的变化（预设30分钟）材料准备：矿泉水瓶、200毫升量筒、透明水杯、铁架台、计时器（一）观察水流的速度（预设5分钟）1.展示研究装置。（1）透明塑料瓶去底，倒过来盛水。14（2）在瓶盖上扎一个小孔，让水从小孔缓慢流出。（3）在瓶子里装200毫升水，下面用量筒接住流出的水。2.教师演示，学生观察。3.交流研讨：水流是否以均匀的速度往下流？（二）探究200毫升水中流出50毫升需要的时间（预设10分钟）1.提问：水流速度到底是不是均匀的呢？有什么方法可以测量？2.明确任务：测量从200毫升水中流出50毫升水需要多少时间。操作方法：①用手先堵住瓶孔，往瓶子倒入200毫升水。②准备好计时器，滴水的同时开始计时。③当水流出50毫升时，暂停时间并记录。④重新将水加满至200毫升，反复刚才的实验步骤。3.观察各组数据，探讨发现：如果孔的大小和初始水位高度不变，流出相同多的水，所需的时间是相同的。4.提问：如果继续流出第二个50毫升，第三个50毫升呢？5.学生推测并记录。（三）探究200毫升水中流出100毫升、150毫升需要的时间（预设15分钟）1.学生实验：测量并记录200毫升水中流出100毫升、150毫升需要的时间。2.汇总分析全班的数据，得出水流速度越来越慢。[设计意图]在教师的指导下，学生通过多次的观察、推测、实测水流时间，进一步完善对水流流动速度的认识。三、交流古代水钟（预设7分钟）材料准备：图片、学生记录单1.分析水流速度的影响因素。（预设：孔径大小、水位高低等。）2.思考怎样能让水以均匀的速度往下流？（预设：同一装置中，保持水位不变，水流的速度基本不变。）3.学生观察书本古代水钟结构，研讨两个问题：（1）古代水钟用水滴来计时有什么好处？（2）古人是如何控制水以固定速度往下滴？4.教师小结：水可用于计时，是因为水具有以下特点：初始水位高度和孔径不变，流出相同水量所需的时间一致；保持水位高度不变，水流的速度不变。[设计意图]引导学生研讨、总结本节课核心知识，为下一节的制作水钟进行铺垫。【疑难解答】1.古代的计时仪器——刻漏是如何计时的？刻漏是古代的一种计时工具。它由几个铜水壶组成。除了最低的那个，每个壶的底部都有一个小孔。水从最高的壶里，经过下面的各个壶滴到最低的壶里，滴得又细又均匀。最低的壶里有一个铜人，手里捧着一支能够浮动的木箭，壶里的水多了，木箭就浮起来，根据它上面的刻度，就可以知道时间了。【教学后记】143.我们的水钟【教材简析】前一课《用水计量时间》中发现的水流速度特点，为本课制作水钟激发学习兴趣和奠定理论基础。本课学习中，学生要运用已掌握的知识设计一个水钟，用图文的形式对自己设计的水钟进行描述，并要亲自动手制作一个水钟，还要在实践中检验自己的水钟是否能准确计时，以及对水钟的设计进行改进。这个过程也是一个促进学生思维发展的过程。本课鼓励学生在讨论与分享的过程中表达想法、阐明创意，在实践中培养研究科学的兴趣，在合作中体会团队和谐分工的重要性。本课主要是引导学生经历一个初级的、完整的科学工程活动。整个科学工程活动在良好的思考情境下开展，重点开发学生的设计与制作能力，并在改进中对自制水钟进行理论联系实际地系统分析，提出多种改进措施。【学情分析】通过前一课的教学，学生观察到“滴漏实验”中水流速度的特点，对水钟作为计时工具的原理具备了一定的理论基础，且激发了制作简易水钟的欲望。水钟的设计、制作、分析与改进指向学生高阶思维的发展。学生可能无法清晰表达设计的意图，需指导学生通过图文结合的方式阐明创意。在制作的过程中，小组成员可能因参与积极性、性格等原因配合不默契，教师需引导学生发挥各自的作用，和谐分工合作。自制水钟的计时准确性不一定能达到学生的预期效果，需根据实际情况进行多次迭代。【教学目标】[科学观念]设计与制作水钟时，应用控制水流速度的方法，使水钟计时更加准确。[科学思维]基于水流速度的规律设计方案，阐明自己的创意；通过有说服力的论证，认同或质疑设计方案，并初步判断可行性和合理性；在改进中，应用创造性思维的方法，提出多种改进措施。[探究实践]在实践中，有初步构思、设计、实施、验证与改进的能力；设计时，运用画图和文字描述的方法设计方案，并据图制作水钟；在测试与评估中判断水钟的准确程度，根据实际反馈改进水钟的设计与制作，并展示。[态度责任]在制作水钟的过程中，感受到科学制作带来的乐趣，体会分工合作与和谐地开展探究实践的重要性；体验到完成一个科学工程需要不断重复实验，在实验中逐步完善。【教学重难点】[重点]设计与制作水钟。[难点]通过图文结合的方式表达制作水钟的方案，并根据设计方案进行制作。【教学准备】[教师]教学课件。[学生]1.铁架台、剪刀、美工刀、塑料瓶、工字钉、直尺、胶带、记号笔、秒表；2.设计方案的记录单。【教学过程】一、回顾思考、聚焦问题（预设3分钟）材料准备：课件1.上节课我们观察了“滴漏实验”中的水流速度。水流的速度有什么特点呢？2.人们曾用一个底部钻有小孔的碗，放在水中，让碗慢慢下沉来计量时间。我们可以做一个类似的计时器。3.明确任务：让我们制作一个计时10分钟的水钟。揭示课题：我们的水钟（板书）。[设计意图]引导学生回顾水流的速度特点，并认识古人利用水流计时的应用，明确本节课的主要任务。二、设计方案（预设12分钟）材料准备：设计方案的记录单1.制作水钟，我们需要考虑哪些问题呢？我们一个一个来思考并解决问题。14（1）制作水钟需要哪些材料？打孔用什么好呢？切割用什么工具？……（2）怎样控制漏水的速度？请用画图的方式表示。（3）如何来划分10分钟的时间刻度？2.图文结合，设计方案。你将要怎样一步一步完成你的制作呢？用画图与文字结合的方式设计方案吧！3.学生设计方案，教师给予适当鼓励和指导。4.请学生说一说自己的设计方案，初步判断可行性和合理性。[设计意图]图文绘制设计方案是技术与工程的重要环节。学生担任工程设计师，用图文结合的方式表达设计，在讨论中培养科学思维。三、制作（预设：13分钟）材料准备：铁架台、剪刀、美工刀、塑料瓶、工字钉、直尺、胶带、记号笔、秒表1.教师讲述：接下来，请按照自己的设计加工并组装水钟。也可参考插图来确定制作的流程。做好每分钟水流量的记录，分别标出1～10分钟的时间刻度。2.学生制作水钟活动。[设计意图]学生担任工程技术人员，在产品制作过程中，需熟练读取设计方案并精准制作。教师指导学生合理安排制作步骤，学生之间分工合作、和谐探究。四、测试（预设：5分钟）1.提问：自己制作的水钟计时准确吗？怎么测？2.学生进行测试活动。考虑课堂时长，课堂上仅测试2-3分钟内计时是否准确。[设计意图]学生在相同的验收标准中测试，了解自身产品的精准性与不足之处，在观察等待中静心思考。可创设长时课堂，建议给予更多时间测试。五、评估与改进（预设：5分钟）1.提问：根据测试结果，你的水钟计时准确吗？如果不够准确请说一说为什么，怎么来改进呢？如果很准确，请向大家分享经验。2.提问：制作水钟简单吗？说一说你的体会。[设计意图]学生在产品测试结果中反思设计与制作的不足之处，并进行改进。教师引导学生要考虑减少材料消耗来节约资源与降低成本，通过缩短工期来提高工作效率。六、拓展（预设：2分钟）提问：除了水，还可以用哪些能流动的物体来制作计时工具？课后同学们也可以尝试用其他流动的物体制作水钟。[设计意图]学生掌握本节课的学习内容后，能迁移应用。通过举一反三、发散思维的方式，运用流动物体的流动规律制作更多的计时工具。【疑难解答】分析学生自制水钟计时不准的原因。自制水钟计时不准的主要原因有设计不够合理、制作不精细和使用不规范。设计时，控制水流速度的方法不够合理，如孔径过大或过小、水位过高或过低等。制作时不精细，划分时间刻度时太粗心大意了，没有平视去标刻度；容器形状不规则，标不好刻度；每隔一分钟，水位变化不明显；记号笔的笔头太粗，每个刻度线有粘连等。使用时，学生通过斜视来计时，读数错误。【教学后记】144.机械摆钟【教材简析】本单元前三节课探究的是太阳钟、水钟等一些简易的计时工具，本课是探索精确计时工具的第一课。学生从钟摆的摆动开始观察研究，通过测量钟摆一分钟摆动的次数，发现它每分钟摆动的次数是相同的，初步感知摆的等时性。然后动手制作一个简易的摆，重复观测自制单摆一分钟内摆动次数，通过分析数据进一步明确摆的等时性：同一个单摆在相同时间内摆动次数相同。此外，通过对比各组间的数据，会发现不同小组的摆摆动次数是不同的，为下一课《摆的快慢》提出了待研究的问题。本课的重点是研究单摆的运动规律，即等时性原理。培养学生基于观测到的数据，运用分析、比较的方法阐明单摆运动规律的思维方式。同时在探究中保持严谨观测的态度、发展对计时工具研究的兴趣。【学情分析】前几节课中，学生已观察并制作过类似水钟这样的简易计时装置，这节课将对钟摆能精确计时的原理展开探究。在操作前，需要引导学生思考并解决操作中的一些问题，如怎样计时？怎样数摆动次数等。五年级的学生已经具备一定分析和处理数据的能力，但要想他们在研究单摆等时性时有更多的发现、提出更多的问题，研讨时需要我们引导他们对组内数据和组间数据进行有效分析。【教学目标】[科学观念]过对钟摆以及自制单摆一分钟内摆动次数的重复观测，知道同一个摆在相同时间内摆动次数相同，认识到人们基于摆的等时性原理制成了摆钟，使时间的计量误差更小。[科学思维]基于实验中观察到的现象及获取的数据，能运用分析、比较的方法，阐明单摆的运动规律。[探究实践]通过了解钟摆的构造，能制作一个简易单摆并探究摆的运动特点；在实验中能准确地重复观测摆在一分钟内摆动的次数。[态度责任]在研究单摆运动规律的过程中，能保持严谨观测的态度；通过制作、观测单摆，发展对计时工具研究的兴趣。【教学重难点】[重点]基于数据的整理分析，理解摆的等时性原理。[难点]准确地观测摆钟，探究自制单摆运动的特点。【教学准备】[教师]1.教学课件；2.机械摆钟一个、单摆一个。[学生]1.每组铁架台一个、棉线一根、筷子一根、小球（螺帽）一个、秒表一个；2.课堂作业本中的记录单。【教学过程】一、聚焦：摆钟是怎样计时的（预设4分钟）材料准备：课件1.提问：通过前几节课的学习，你知道了哪些计时器？2.讲述：借助日晷、水钟这些工具我们只能知道大概的时间，人们一直在探索更精确的计时器，摆钟的出现大大提高了计时的精确度。3.讲述：摆钟是通过怎样的方式计时的？为什么它能更精确地计时？揭示课题：机械摆钟。[设计意图]简要回顾日晷、燃香钟、水钟等计时器后，引导学生思考“精确度较高的摆钟是通过怎样的方式计时的”，激发学生探究摆钟计时原理的兴趣。二、探索：摆的等时性（预设30分钟）材料准备：课件，一个机械摆钟、每组铁架台一个、棉线一根、筷子一根、小球（螺帽）一个、秒表一个、作业本中的记录单（一）观察钟摆的运动141.组织讨论：你们见过机械摆钟吗？摆钟是怎样来计量时间的？教师出示机械摆钟，学生观察摆钟并组内交流。2.出示图片：摆钟的结构图，介绍摆锤、摆绳。3.提问：为什么摆钟能够更精确地计时？4.研讨：如何探究钟摆的摆动规律。（1）提问：怎么测量摆在一分钟内摆动的次数？（2）追问：怎样算摆动一次？（3）演示：教师演示数钟摆摆动的次数：从起点出发回到起点算摆动一次。（4）提问：为了实验的准确性，需要测几次？5.学生开展实验，完成记录单。6.组织交流：对比三次测量结果，说一说你的发现。（预设：钟摆每分钟摆动的次数是相同的。）7.提问：现在你能理解它为何能精确地计时了吗？（二）自制单摆，观察摆运动的特点1.过渡：除了摆钟里的摆，其他的摆在摆动时是否也有同样的规律呢？我们也动手做一个摆，研究它摆动时的特点。2.出示材料，演示单摆的制作。3.布置任务：请同学们利用上述材料做一个摆，让你的摆自由摆动起来。4.提问：你们的摆能自由摆动起来了吗？在摆动过程中你有什么发现？（预设：摆动的幅度越来越小了；摆动的方向会有点变化……）5.提问：它在相同时间内摆动的次数会相同吗？6.研讨：如何准确地测量摆在1分钟内摆钟的次数？（1）测量几次？（2）小组内如何分工？（3）小组上台演示：一个计时员、一个计数员、一个记录员，密切配合。7.开展实验：学生分组实验，完成记录单。教师巡视指导，汇总每组数据。[设计意图]在测量钟摆及自制单摆一分钟摆动次数前，引导学生探讨计数方法，充分思考并解决操作中的一些问题、注意事项。分组实验时，教师随时给予学生指导，方便数据的准确获取及后续交流汇报，更有助于本课重难点的突破。三、研讨：实验发现（预设：6分钟）材料准备：课件1.交流汇报：分析你们组的数据，说说你的发现？2.小结：同一个摆，在相同时间内摆动的次数相同。这就是摆的等时性。课件呈现资料介绍科学家伽利略和惠更斯的故事。3.引导思考：每个小组的数据都汇总在了这张表格中，分析表中数据，你还有什么发现？（预设：不同的摆在相同时间内摆动次数不同。）4.提问：不同的摆，为什么在相同时间内摆动次数会不同？带着你的猜测，课后设计实验继续探究，去检验一下！[设计意图]通过分析组内数据，引导学生进一步明确摆的等时性原理。同时鼓励学生对小组间的数据进行分析比较，激发学生继续探究的兴趣。【疑难解答】日常教学中，机械摆钟实物不容易找到，怎么办？机械摆钟的实物生活中不一定都有，网上买价格很贵。可以自己制作一个flash版本的机械摆钟，上课时可以用；或者通过下载小学科学网上本课的课件，里面有插入一个机械摆钟摆动的视频（时长3分钟多）；也可以购买一个简易版本的摆钟（主要包含钟摆这一结构），通过增加一根小铁丝可以调节摆在一分钟内摆动的次数，也能够达到教学效果。【教学后记】145.摆的快慢【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141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。【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。【教学后记】146.制作钟摆【教材简析】本课是五年级上册《计量时间》单元的第6课。在上一课的教学中，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。但是教科书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？在本课中，学生将用调节摆绳长度的方法来调节摆的快慢。经过本课的研究，学生将能够更好地理解钟摆，并学会用较短的时间、较少的次数来控制钟摆的快慢。根据前面的学习基础，学生也将制作一个1分钟摆动60次的摆，也就是机械摆钟的钟摆。【学情分析】在前面几课学习中，学生已经认识了摆的基本特点。本课需要学生设计制作一个1分钟正好摆动60次的摆，在制作的过程中，运用测量与比较的方法来研究摆的摆动快慢。学生在之前的科学学习中，已经具备了一定的分析与比较能力，并能进行简单预测，但如何用较短的时间、较少的次数成功制作钟摆，需要教师引导学生进行讨论，制订并完善小组的设计方案，然后实施制作与测试，学会控制钟摆的快慢。【教学目标】[科学观念]通过回顾对摆的认识，知道摆的摆动快慢与摆绳长度有关，理解摆绳长度越长，摆动越慢，反之则越快。[科学思维]在调整摆绳长度时，用比较的方法能预测摆的摆动快慢。[探究实践]在真实测量情境中，研究摆绳长度如何影响摆动快慢，能较快制作每分钟正好摆动60次的摆。[态度责任]在实践探究中，养成细心观察、准确测量的习惯，能对新问题的研究保持积极的探究欲望。【教学重难点】[重点]运用所学的知识设计与制作1分钟正好摆动60次的摆。[难点]能运用测量与比较的方法来研究摆的摆动快慢，学会制作钟摆。【教学准备】[教师]1.教学课件；2.机械摆钟。[学生]1.细长绳、铁架台、计时器（秒表或者手表）、摆锤（金属球）、尺子；2.课堂作业本。【教学过程】一、复习回顾、聚焦问题（预设5分钟）材料准备：细长绳、铁架台、金属球、秒表1.出示材料：细长绳、铁架台、金属球。2.学生制作摆，并测1分钟摆动次数。（学生汇报、汇总）3.出示机械摆钟：同学们做的摆1分钟摆动次数各不相同，钟摆1分钟摆动60次，现在你们能制作一个1分钟正好摆动60次的摆吗？4.出示课题：制作钟摆。[设计意图]通过制作摆，对前面所学的知识运用和巩固，也为下面预测摆绳长度做好铺垫，然后提出本节课需要完成的任务，引导学生去思考。二、探索和研讨（预设32分钟）材料准备：尺子、摆、秒表、夹子、课堂作业本（一）设计方案：1.初步确定摆绳长度（1）引导：每分钟摆动60次的摆，摆绳长度该怎么调？（2）追问：你觉得多少长度合适呢？（提示学生根据刚才做的摆预测摆绳长度）（3）初步确定长度：师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，学生测试1分钟摆动几次。142.确定调试摆绳长度方案（1）如何用较短的时间、较少的次数完成调试？（2）学生进行讨论。（3）学生汇报。教师引导学生思考第二次调试的摆绳长度应该怎样确定——是每次减少（或增加）5厘米进行调试，还是取上一次测量数值的一半（或两倍）进行调试？3.各小组讨论制定方案。（1）设计方案。（2）交流方案，不断完善方案，直至确定方案。（二）制作与测试1.教师提出实验要求：（1）制作20秒摆动20次的摆。（2）用最少的次数调试成功。（3）调试过程中，及时记录数据。20秒钟摆动次数记录表摆绳长度摆动次数第一次第二次第三次注：每次调整摆绳长度都要及时记录下来。2.学生进行制作与测试，测量过程中，教师引导学生结合他们的测量结果进行预测，不断修正自己的认识，制作出每秒钟摆动1次的摆。3.比一比：各小组上台展示作品，进行检验。（三）交流研讨1.1分钟摆动60次的摆，它的摆绳长短有什么特点？2.摆绳长度增长一倍，摆动次数减慢一半吗？[设计意图]在确定设计方案前，引导学生思考确定摆绳长度的方法，在讨论过程中确定自己小组的设计方案。在制作时，能运用测量与比较的方法来研究摆的摆动快慢，在真实情境中不断地调整摆，有效地突破本节课的重难点。三、课堂小结，课后延伸（预设3分钟）1.制作摆钟最重要是能准确为我们计时，本节课各小组积极思考、团结合作，出色的设计方案并制作出每分钟摆动60次的摆。2.请同学们课后继续研究，设计一个1分钟摆动30次或120次的摆，试着找一下摆的摆动次数跟摆绳长度之间有什么关系？[设计意图]学生认识到准确测量的重要性，激发学生保持探究的欲望，培养了学生解决问题的能力。【疑难解答】制作与测试时，学生如何更有效地利用已有数据准确地预测精确值？答：教师在选择摆绳的时候要考虑到一个合适的区间，让学生经历不断讨论、修正、缩小研究范围的过程，用自己小组的研究方案，找出1分钟摆动60次摆的摆绳长度。【教学后记】147.计量时间和我们的生活【教材简析】本课内容分为两个部分，第一部分是总结和比较计时工具的演变。学生回顾前面6课所学的计时工具的知识，然后以填写表格的形式，对四种计时工具进行比较、整理，让学生清晰地感受到人类计时工具演变的大致过程，继而得出“计时工具的设计运用了物体运动周期性变化规律的原理”的结论，这是基于整个单元的研究概括提炼出的大概念，在课堂内要花时间着重展开研讨。第二部分是调查和了解精确计时的重要性。教科书用了三张图片以及学生亲身经历的或社会上的事例，来说明精确计时的重要性，教科书在这里还穿插了利用石英晶体计时的资料，以丰富学生对计时原理的认识，也是对第一部分的补充。本课的重点是引导学生系统地整理、总结人类计时工具的演变，体会计时工具的精确度对人们的生活、出行等方面的影响，以及帮助人类更好地探索未知的领域，并通过设计作息时间表来体会合理安排时间、珍惜时间的重要意义。【学情分析】通过前面几课的学习，学生认识了几种不同材料制作的计时工具，这些计时工具虽然看起来各不相同，但都能准确计时，它们之间是否存在着某种联系呢？五年级学生有强烈的好奇心和求知欲，他们渴望揭露事物的本质，他们具备了一定的调查和比较的能力，本课将在此基础上，引导学生系统地整理、总结，从而揭示计时工具的计时原理以及精确计时与人们生产、生活的关系。【教学目标】[科学观念]在总结和比较人类计时工具的演变中，认识到计时工具的设计运用了物体运动周期性变化的规律。[科学思维]运用总结、比较、分析等方法，归纳出计时工具的计时原理。[探究实践]能通过表格的方式调查和比较人类计时工具的演变；能在调查和交流中，知道不精准计时会给人类生活造成麻烦。[态度责任]在调查中，认识到人类设计不同计时工具来满足不同的用途和需求，以及科技的进步能造福人类。【教学重难点】[重点]能通过表格的方式调查和比较人类计时工具的演变。[难点]初步认识到计时工具的设计运用了物体运动周期性变化的规律。【教学准备】[教师]1.教学课件；2.“精确计时的重要性”班级记录表[学生]1.“人类计时仪器的发展史”和“时间基准”资料；2.“计时工具的比较”记录表。【教学过程】一、聚焦：激发兴趣、揭示课题（预设3分钟）材料准备：课件“XX小学的作息时间表”1.课件出示XX小学的作息时间表提问：这是我们学校的作息时间表，根据这张表格，我们现在是在上第几节课，时间是北京时间几点几分？2.讲述：在忙碌的现代生活中，如果按一定的作息时间表来办事，可以让我们的生活和工作变得规律，大大提高工作和学习的效率。今天我们就来学习《计量时间和我们的生活》（板书）。[设计意图]利用作息时间表引出课题，同时让学生知道计量时间能为我们带来便利，认识到科技能够造福人类。二、探索（预设30分钟）材料准备：“计时工具的比较”记录单、“人类计时仪器的发展史”和“时间基准”资料、“精确计时的重要性”班级记录表1.总结和比较人类计时工具的演变。（1）教师讲述：我们每天都要通过钟表来掌握时间、安排工作或做出决定。在现代生活中，人们为精确计时做出了很多努力。14提问：人类在计量时间的过程中，发明了哪些计时工具呢？（2）回顾前6课所学内容，结合资料，思考人类计时工具的发展史，完成“计时工具的比较”记录单。（3）学生合作完成记录单。（4）学生展示交流。（5）教师小结：材料由自然事物到人造材料（由简单到复杂），计时精确度越来越高，缺陷越来越少，越来越方便人们使用。计时工具是向着越来越精密的方向发展的，科学技术推动着社会发展。（6）追问：为什么它们都能够用来计时呢？它们的工作原理一样吗？（预设：计时工具的设计运用了物体运动周期性变化的规律。）2.调查和了解精确计时的重要性。材料准备：“精确计时的重要性”班级记录表（1）了解精确计时的重要性。出示“神舟11号与天宫二号对接”图和“东京奥运会男子100米半决赛”图。教师讲解：请看这两则新闻，用上述的计时工具能够完成精确计时吗？为什么？（2）出示“精确计时重要性”班级记录表，调查身边有哪些地方需要精准计时。（3）汇报交流。（4）提问：如果时间不精确，会给我们带来哪些麻烦？（5）小结：在专业领域，人们认为现有计时工具还不够精准，要想办法研究更精确的计时工具来满足工作需要。[设计意图]培养学生自主获取信息、整理信息的能力，同时通过比较、归纳，发现计时工具的演变规律。在教学中穿插科技兴国和拼搏精神的教育，增强学生的民族自豪感和自信心。三、总结（预设2分钟）通过本课的学习，我们知道了计时工具的设计运用了物体运动周期性变化规律的原理，计时工具与我们的生活息息相关，精确计时在我们的工作、生活、学习中都发挥着重要作用。四、拓展：利用太阳与手表定方位（预设5分钟）在没有导航仪的年代，航行在茫茫大海上的船员，曾利用钟表来辨识方向，他们是怎样做到的呢？通过查阅资料，了解如何利用太阳和手表定方位，以及人们对时间的其他有效应用。[设计意图]让学生了解钟表的其他用途，拓宽他们的知识面，让他们意识到科学来源于生活，应用于生活。同时希望学生多掌握一些技能，培养他们应对突发情况的能力。【疑难解答】在野外如何利用太阳与手表定位方向。答：太阳在天上转1周，手表刚好转2周。把手表平放，将当前的时间除以2，在表盘上找出相应数字，然后将这个数字对准太阳，表盘上“12”点所指的方向就是北方。比如：上午10点，除以2，等于5，将表盘上的“5”对准太阳，“12”的方向即为北方。北方一旦确定，其他方向就能分辨。需要注意的是，如果是在下午则应按24小时计时法计算，比如下午4点，要按16时计算。用这种方法求方向可以和指南针相媲美。【教学后记】14