教科版小学科学五年级下册科学《制作一个一分钟计时器》教学设计

教科版科学五年级下册第三单元《时间的测量》

第8课《制作一个一分钟计时器》教学设计【教学目标】

科学概念：

了解机械摆钟的工作原理：即摆锤摆动带动齿轮操纵器，齿轮操纵器控制齿轮，同时垂体又在为齿轮产生动力。

过程与方法：

通过制作一分钟摆锤计时器，了解机械摆钟的工作原理。

情感、态度与价值观：

1.通过了解机械钟表的原理，感受工程设计的魅力。

2.认识人类研究和发展计时器的伟大历程，感受人类在计时技术上坚持不懈的追求和进步。

3.在体验研究计时器带来的乐趣和收获的同时，认识到科学知识必须与工程技术结合才能更好地发挥作用。

【教学重难点】

重点：制作一个一分钟计时器，探究摆锤计时器的原理。

难点：制作一个一分钟计时器。

【教学准备】

小组材料：硬鞋盒一个、塑料笔盖两个、锥子一个、铁钉两个、榔头、强力双面胶若干、502一瓶、木条两根、棉线若干、螺母两个等。

【教学过程】

一、复习引入

师：上节课，我们制作了一个一分钟摆动60次的钟摆。复习提问：怎样调节钟摆的摆动快慢？

生（预测）：将易拉罐底部薄片在木杆上上下移动，调节摆长的长短。

师：要把这个钟摆做成摆钟，你们觉得还需要什么？

生（预测）：我觉得还需要钟面，装上时针和分针。

师：钟摆的摆动怎样转化成指针的转动呢？

生（预测）：装齿轮。

师：你能具体说说嘛？

生（预测）：我觉得至少需要两个齿轮，一个齿轮和另外一个齿轮契合，装上时分

针，钟摆的摆动带动另外一个齿轮的转动，另外一个齿轮再带动这个齿轮的转动。

师：你回答得很不错。这节课，我们用摆制作一个一分钟计时器，一起来解开摆钟内部的秘密。板书课题：制作一个一分钟的计时器。

二、探究活动一：观察摆钟齿轮操纵器

1.结构

师出示垂体时钟的简易模型（图片）：

垂体时钟是利用下垂物的重力转动齿轮，当垂体所受的重力转动齿轮时，摆锤与齿轮操纵器会联合工作，控制转动的规律。

师生结合书本资料，一起认识模型的结构：

2.工作原理：

①摆锤在最右边时，长针部分的操纵器倒钩会卡住齿轮。

②摆锤摆到最左边时，长针部分的操纵器倒钩会松开，垂体的拉力会让齿轮往前

滑动一齿，短针部分的操纵器倒钩随即卡住，不让它继续转动。

③当摆锤又摆回最右边时，齿轮又前进一齿，同时操纵器长针部分的倒钩又卡住

齿轮。

（齿与齿之间是一格，长、短针能使齿轮每次只能前进一格。部分学生可能会混淆格数和齿数，教师可以适当引导。）

2.练习

摆锤

短针

垂体

齿轮

长针

齿轮操纵器

下图中的器械是垂体时钟的简易模型，请按要求回答下列问题。

（1）请在图中写出各部分的名称。

（2）倒钩可以控制齿轮上的齿，一次转动（一）个齿。

（3）齿轮由（垂体）控制，钟表内的齿轮与指针可以被连带牵动。

三、探究活动二：制作一个一分钟计时器

师：我们已经知道了垂体时钟的简易结构和基本的工作原理，我们利用这个原理来制作一个自己的一分钟计时器。

师出示材料1：硬鞋盒。提出问题：硬鞋盒制作成什么？

生观察讨论。（预设：硬鞋盒制作成齿轮和齿轮操纵器。）

师引导学生制作齿轮：

①用圆规画一个圆（直径自己定）；②用圆规在第一个圆内再画一个圆；③分齿数；（举例：分30个齿，每个齿对应的度数是12°。格数也是

30个。）④剪下齿轮。

师引导学生制作齿轮操纵器：根据齿轮的大小裁剪合适大小的齿轮操纵器倒钩。

师出示材料：塑料笔盖两个、锥子一个、铁钉两个、榔头、强力双面胶若干、502一瓶、木条两根。

师引导学生制作齿轮轴：

①用锥子把塑料笔盖打孔；②用胶水把打孔的笔盖固定在齿轮的背面；③用铁钉将

短针

齿轮操纵器

垂体

摆锤

齿轮安装在木条上。

师引导学生制作齿轮操纵器轴：

①用锥子把塑料笔盖打孔；②用胶水把打孔的笔盖固定在齿轮操纵器的背面；③用铁钉将一根木条与齿轮操纵器的轴相连，并将它们固定在木条上，使操纵器和齿轮相契合。（引导：木条制作什么？——摆锤的的摆杆）

师出示材料：易拉罐底部一个、棉线若干、螺母两个。

师引导学生制作摆锤和垂体。

（垂体放置的位置：取一定长度的棉线，一端系住两个螺母，一端系住齿轮的轴）。

生调试自己制作的计时器雏形，让其能够自由转动；调节摆锤的位置，让它在一分钟内摆动30次。

四、课后挑战

在齿轮中间安装一个指针和钟面，标出时间刻度。（课堂中没有完成制作的小组，教师引导其在课后完成）

五、拓展

生阅读资料：1583 年，意大利物理学家和天文学家伽利略发现了摆的等时性。1656 年，荷兰物理学家和天文学家惠更斯利用摆的等时性原理发明了摆钟，后经不断改进，沿用至今。根据用途和要求，可将摆钟制成座钟、挂钟、落地钟、子母钟的母钟、天文钟等。摆钟的报时方式通常为机械打点报时，也有用电子扩音报时的。20 世纪 50 年代初，精确度更高的石英钟取代了摆钟。

师提出问题：如今：报时最精确的是什么钟？（预设：原子钟）

六、板书设计

制作一分钟计时器

一分钟计时器：齿轮、齿轮操纵器（长针和短针）、摆锤、垂体

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