师:同学们好,今天我们一起来学习教科版小学科学五年级上册第三单元第六课——制作钟摆。大家看,这是上节课认识的机械摆钟。机械摆钟里的钟摆每分钟摆动多少次呢?
生:它每分钟摆动60次,可以准确计时。
师:非常好。今天这节课,我们就来制作一个一分钟正好摆动60次的摆。该怎么制作呢?我们先来分析这个任务,请同学们思考以下三个问题。第一,上节课你制作的摆绳多长,一分钟摆动多少次?大家可以根据上节课的实验数据来明确。第二,你准备运用什么知识来调节绳长?重点思考摆的快慢与什么有关系。当你的摆动偏快的时候,怎样调节绳长?当摆动偏慢时,又该怎么调节?第三,怎样才能更快地调节好绳长,让摆一分钟正好摆动60次?
(同学们思考片刻)
师:想必同学们都有了自己的思考。接下来我们明确任务,请同学们根据上节课的实验数据,明确你现在摆的绳长以及1分钟摆动的次数。已经有同学将实验数据发给我了,大家一起来看看。
(展示一位同学的数据)
师:通过分析他的实验数据,我们可以确定,一分钟正好摆动60次的摆绳长度在20厘米到30厘米之间。那你准备运用什么知识来调节绳长呢?
生:上节课学过,摆的快慢与摆绳的长短有关,摆绳越长,摆动越慢;摆绳越短,摆动越快。所以当摆一分钟摆动超过60次时,就需要增加绳长;当摆一分钟摆动不足60次时,就需要减少绳长。
师:这位同学说得非常好,相信大家也都想到了。现在我们知道可以运用摆的快慢与摆绳长短的关系来调节绳长了。那怎样才能又快又准确地调节好绳长呢?是随机增加或减少绳长,还是按照一定的顺序和规律来调节呢?第一次选择的摆绳长度多少比较合适?请同学们暂停视频思考。
(同学们思考后)
师:想必同学们都有了自己的初步想法,我们来一起听一听。
生:通过前几节课的学习,我知道摆的摆动具有等时性,每完成一次摆动所需要的时间相同。为了节省时间,我们可以测量15秒钟摆是否摆动了15次,而不用去测量1分钟摆是否摆动60次,这样能更快调整好摆。确定好测量时间后,我根据上节课自己的摆动数据,知道摆绳长30厘米时,摆1分钟摆动53次,摆动偏慢,需要减少绳长。我用等差递减的方法,每次减少5厘米绳长去测1分钟摆动的次数。如果摆动仍然偏慢,就继续减少5厘米绳长;如果摆动偏快,就每次回调1厘米,依照这样的方法调整,直至1分钟正好摆动60次。
师:这个想法很不错,还有不同想法吗?我们再来听听另一位同学的思考。
生:我根据上节课自己摆的数据,知道摆绳长30厘米时,摆1分钟摆动53次,摆动偏慢,需要减少绳长。我用取中法来调节,先将绳长减至15厘米,然后测量1分钟摆的摆动次数。如果仍然偏慢,就继续将绳长减半;如果摆动偏快,就可以确定摆的绳长在15和30厘米之间,然后绳长再取中,直至确定准确的摆绳长度。
师:听完这两位同学的想法,他们的思考有没有值得大家学习借鉴的地方?接下来就是设计我们自己的实验方案了。实验材料可自选,比如可以用橡皮或小积木制作摆锤,用棉线制作摆绳。请同学们在设计的时候重点思考如何又快又准确地调节好绳长,可以用文字或者画图的方式在设计图中呈现出来。现在请同学们暂停视频设计实验方案。
(同学们设计好实验方案后)
师:请根据实验方案,利用实验材料组装一个简易的钟摆进行测试,并及时记录实验数据,将每一次调整的摆绳长度和对应的1分钟摆动的次数填写在表格相应位置。在制作和调试过程中,老师有几点温馨提示:第一,按照方案进行调试,每次调试均做三次实验;第二,摆的摆动幅度不宜过大,松手时不要推动摆,让摆自由摆动;第三,及时记录实验数据;第四,实验结束后要客观评价。现在请同学们暂停视频,开始实验。
(同学们完成实验后)
师:同学们,都完成实验了吗?已经有同学将成果发给老师了,大家一起来看看。虽然他们制作摆的材料各不相同,但都成功调试出了一分钟正好摆动60次的摆。我们一起来听听他们是如何调试的,同学们边听边对比自己调试的方法,看看有没有值得学习的地方。
