教科版五年级下册8、制作一个一分钟计时器教课ppt课件

8.制作一个一分钟计时器

【教材简析】

“时间的测量”这一学习主题让学生在认识和“创造”（制作）各种计时工具的原理和实践过程中，了解人类计时仪器的发展史，感受人类对“时间”的认知发展过程，从而加深对科学知识与工程技术关系的理解。

《制作一个一分钟计时器》是学习主题的最后一课，注重制作简易摆钟的同时，对整个学习主题有一个回顾和提升。教材教学内容分为两部分，第一部分：观察齿轮操纵器。学生通过观察齿轮操纵器，探究垂体摆钟的工作原理。第二部分：制作一个一分钟计时器。

教材的设计意在让学生感受机械工程设计制作的魅力。而现有的唯一教具（由“杭州新地科教器材有限公司”研发）在设计时存在一定缺陷：1、齿轮齿数是34个；2、线逆时针绕（指针逆时针转）计时器才能正常运行，不符合实际。

如果渗透工程设计的理念，研发出不同材料的新教具，使用时除了了解结构原理，还需注意：1、齿轮操纵器与齿轮的距离需要精密计算；2、长针与短针的距离需要精密计算；3、齿轮转动方向；4、摆锤与垂体的重量比；5、计时器放置角度是否水平等。五年级学生很难在一节课时间里突破这些难点，制作出一个精准的一分钟摆锤计时器。

【学情分析】

通过前几课的学习，学生已经知道了太阳东升西落有规律，可以利用日晷计时；水流有一定的速度，可以借助水钟计时；摆的摆动快慢与摆长有关，且能制作每分钟摆动60次的摆，事物有规律的变化可以帮助我们计时。但是时钟通常都是用指针计时，更直观地展示时间变化。一分钟摆动60次的摆如何转化成指针的转动呢？整节课就是围绕着这个问题展开，让学生在任务驱动下，亲身经历一个科学探究过程，通过制作一个一分钟摆锤计时器，体会到制作精准计时器的不易。

【教学目标】

科学概念目标

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。

科学探究目标

通过制作一分钟摆锤计时器，了解机械摆钟的工作原理

科学态度目标

通过了解机械钟表的原理，感受工程设计的魅力。

科学、技术、社会与环境目标

1、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。

2、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】

教师准备：配套课件、一分钟计时器套材零件、秒表、纸质钟面和指针

【教学过程】

一、聚焦：揭示课题

上节课，我们制作了一个一分钟摆动60次的钟摆。

提问：怎样调节钟摆的摆动快慢？（预设：通过调节摆长改变摆摆动的快慢）

要把这个钟摆做成摆钟，还需要设法将摆的摆动变成指针的转动。

钟摆的摆动怎样转化成指针的转动呢？你们好奇吗？

揭题：这节课，我们用摆制作一个一分钟计时器，解开摆钟内部的秘密。

二、探索

[材料准备：一分钟计时器套材零件、秒表、纸质的指针、纸质画好的钟面、双面胶]

1、了解垂体摆钟

出示垂体摆钟图片：垂体摆钟主要用垂体的重力带动齿轮转动。

把垂体摆钟的内部结构简化，可以看成这样（出示图片），主要由这四个部分组成：垂体、齿轮、摆锤、齿轮操纵器。齿轮操纵器有长针和短针。

观看动图

提问：它们是怎样联合工作的呢？

（预设：垂体带动齿轮转动，摆锤带动摆锤计时器控制齿轮的转动）

2、组装一个计时器

对应结构图片，逐一出示计时器零件

要求：垂体能带动齿轮转动，摆锤和摆锤操纵器能控制齿轮转动。

提示：垂体的线逆时针绕在齿轮轴上；垂体尽量重（2个以上钩码）

学生制作

3、探究计时器工作原理

提问：计时器的零部件是如何协同工作的？

教师引导学生交流，分别说一说每个部位的作用：

①垂体的重力带动齿轮绕轴转动

②摆固定在齿轮操纵器上，摆锤摆动牵动齿轮操纵器

③齿轮操纵器长短针绕支轴转动

④齿轮操纵器两端倒钩：可以卡住齿轮，调节好齿轮操纵器的位置，就可以控制齿轮一次一格转动

提问：齿轮什么时候转动？什么时候被卡住？

学生再次操作并观察

（当摆摆到最左边时，短针卡；摆到最右边时，长针卡；摆摆到中间时，齿轮放一格。）

4、制作一分钟计时器

（1）测一测

一分钟计时器的要诀在于让齿轮带动指针以一定的快慢转动。

提问：一定的快慢是指？（每秒转一小格，一分钟转60小格）

（出示秒表）测一测，计时器能不能一分钟刚好转60小格。

出示活动提示，学生分组测试后汇报。

（2）调一调

每分钟转动格数大于60，怎么调整？（太快了，摆锤下调）

每分钟转动格数小于60，怎么调整？（太慢了，摆锤上调）

要完成一个一分钟计时器，还需要给它加上指针和钟面。

提问：指针贴在哪里？（齿轮转动轴上）钟面贴在哪里？（摆的另一面）

出示活动提示，学生调试后，贴钟面和指针。

三、研讨

交流：一分钟计时器制作成功了吗？还存在哪些问题？可以如何改进？

（预设问题：不能长时间持续工作；手持太累；角度不对很容易停止；指针转一圈不是一分钟等）

小结：制作一个计时器不仅需要精心的设计，选择适当的材料，还需要先进的科学技术和工艺。

提问：如果技术和条件成熟，你还想要做一个怎样的计时器？

学生交流

四、拓展

随着社会的发展，做事效率的提高，人们越来越需要时间的准确计量，从而不断地发明创造出更精准的计时器，我们一起了解一下计时器的进化史。

播放视频了解计时器进化史

（视频网址：https://haokan.baidu.com/v?vid=12296991824703622627&pd=bjh&fr=bjhauthor&type=video）

师总结：现在，研究人员利用激光镊子操纵单个原子的技术，研发出了一种比普通原子钟更精准的光学原子钟。每一个计时器的诞生都不简单，越来越精准的计时器离不开日益发展的科学技术和制作工艺，在生活中我们不仅要善于观察和思考，还要利用所学的知识去创造。

【板书设计】

8. 制作一个一分钟计时器

一分钟计时器：齿轮操纵器 摆锤 齿轮 垂体

【活动记录单】

活动记录单

【作业设计】

1、在垂体摆钟的主要部件中，能起到限制齿轮转动作用的是（   C   ）。

 A.垂体            

 B.摆锤           

 C.齿轮操纵器

2、在垂体摆钟的主要部件中，能起到带动齿轮转动作用的是（  A    ）。

 A.垂体            

 B.摆锤           

 C.齿轮操纵器

3、下列计时工具中，精确度最高的是（   C     ）。

 A.机械摆钟            B.石英钟               C.原子钟