教科版六年级科学上册《制作钟摆》教学设计

教科版科学六年级上册教学设计

4.6制作钟摆

一、教材分析

本课是小学科学六年级上册运动和力单元第6课，承接前一课摆的快慢探

究内容，属于定量探究+工程制作融合课。教材分为聚焦、探索两大核心板块，

先引导学生猜测影响摆摆动快慢的变量（摆绳长度、摆锤质量），再设计两组对

比实验，采用控制变量法分别验证猜想，通过多次实验取平均值减小误差，最后

基于实验结论制作每分钟摆动60次的标准钟摆。

教材以学生分组探究实验为主线，渗透控制变量、重复实验、数据统计等科

学探究方法，将科学规律探究与工程实践结合，为后续机械计时工具学习铺垫基

础，突出“从发现规律到动手造物”的科学学习逻辑。

二、学情分析

六年级学生已具备基础对比实验操作能力，能初步区分变量与不变量；生活

中见过秋千、摆钟，直观感知摆有快慢，但普遍存在错误前概念：认为摆锤越重

摆得越快、摆动幅度大会改变摆动速度。

学生能独立完成计时、计数操作，但实验中易出现摆幅过大、摆绳松动、只

测一次数据的操作误差；同时动手制作标准化钟摆时，难以精准调整摆绳长度,

需要教师分步引导、小组互助。学生好奇心强，乐于分组动手实验、讨论猜想，

适合自主探究式课堂。

三、核心素养分析

科学观念

1.知道摆的摆动快慢只与摆绳长度有关，摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆

动越快；摆锤质量、摆动幅度不影响摆动快慢。

2.理解机械摆钟每分钟摆动60次的原理，明白可通过调整摆绳长度控制

摆的摆动次数。

科学思维

1.能针对摆的快慢提出可验证的猜想，区分实验中的自变量、控制变量，

建立控制变量实验思维。

2.能分析多次实验的平均值数据，归纳实验规律，纠正“摆锤越重摆动越

快”的错误前概念。

探究实践

1.能完整设计、操作两组对比实验，规范完成计时、计数、数据记录，学

会重复实验减小误差。

2.能依据实验规律调整摆绳长度，制作出每分钟摆动60次的标准钟摆，

完成工程实践任务。

态度责任

1.实验中严谨如实记录数据，多次重复实验，养成尊重证据、实事求是的

科学习惯。

2.小组合作分工完成探究与制作，体会计时工具对生活的价值，感受科学

规律服务生活。

四、教学重点

1.通过控制变量实验得出结论：摆的快慢只与摆绳长度有关，与摆锤质量

无关。

2.运用规律调整摆绳，制作每分钟摆动60次的钟摆。

五、教学难点

1.精准控制实验不变条件，规范操作减小实验误差，通过数据分析归纳规

律。

2.快速调试摆绳长度，精准做出每分钟摆动60次的标准摆。

六、教具准备

教师教具

多媒体课件、机械摆钟实物、铁架台、长短细绳、不同质量摆锤、秒表、实

验记录单、教学视频；

学生分组器材

铁架台、长短棉绳、金属摆锤（多颗）、秒表、方格记录单、剪刀、胶带；

七、教学过程

一、导入新课

教师活动：播放老式机械摆钟工作实拍视频，出示机械摆钟实物，提问学生：

观察摆钟的摆，它一分钟会摆动多少次？出示课本文字“机械摆钟里的钟摆每

分钟摆动60次“，抛出问题：我们能不能自己做一个一模一样的标准摆？摆摆

动的快慢到底由什么决定？顺势板书课题《制作钟摆》。

学生活动：观看视频，观察摆钟摆动，自由发言猜想影响摆快慢的因素，产

生动手探究、制作钟摆的兴趣。

设计意图：借助实物与直观视频创设生活情境，抛出核心驱动问题，激发学

生探究欲望，自然引出本课学习任务。

二、讲授新课

（一）聚焦板块

教师活动：展示课本聚焦对话框，梳理学生课前猜想，汇总两大猜想：摆的

快慢可能和摆锤质量有关、可能和摆绳长度有关。引导学生思考：要验证猜想,

不能同时改变两个条件，应该用什么实验方法？讲解控制变量实验的核心：每次

只改变一个条件，其余条件全部保持不变。

学生活动：齐读课本聚焦问题，交流自己的生活猜想，理解控制变量实验的

基本逻辑，区分实验中要改变、不能改变的条件。

设计意图：明确本课探究方向，扫清对比实验的思维障碍，为后续分组实验

做好理论铺垫。

（二）探索板块

1.探究一：摆的快慢与摆绳长度的关系

教师活动：播放实验示范视频，出示课本完整实验方案，分步讲解操作要求：

不变条件为摆锤质量、摆幅；改变条件为摆绳长短；统一计时30秒，每组实验

重复3次，计算平均值减少误差。巡视各组，纠正操作错误（如摆幅过大、摆

绳打结松动、计时提前启动），指导学生填写记录单。实验结束后组织各组展示

数据，引导横向对比长、中、短摆绳的30秒摆动次数。

学生活动：小组分工（操作员、计时员、记录员），依次更换长、中、短摆

绳完成三次实验，如实填写记录单，计算每组平均值；小组汇报实验数据，对比

数据发现：摆绳越短，30秒摆动次数越多，摆动速度越快。

设计意图：标准化示范降低实验操作难度，分组实操落实探究实践素养，通

过真实数据直观得出摆绳长度对摆动快慢的影响。

2.探究二：摆的快慢与摆锤质量的关系

教师活动：抛出课本思考问题“怎样改变摆锤质量而不会影响摆绳的长

短？”，引导学生想出叠加摆锤的方法。强调本次不变条件：摆绳长度、摆幅；

改变条件：摆锤质量（初始、2倍、3倍）。巡回指导，提醒学生保持摆绳顶端

固定点不变，避免摆绳长度变化干扰实验。收集各组数据后提问：三组不同质量

摆锤，30秒摆动平均值差距大吗？能得出什么结论？

学生活动：小组讨论解决摆绳长度不变的方法，叠加摆锤完成三组重复实验,

填写质量记录单；对比数据发现，摆锤质量改变后，30秒摆动次数几乎相同，

得出摆锤质量不影响摆动快慢。

设计意图：设置思维小难题锻炼学生科学思维，两组对照实验形成完整证据

链，纠正“重物摆得快”的错误前概念。

3.动手制作标准钟摆

教师活动：汇总两组实验结论，明确核心规律：只调整摆绳长度就能控制摆

动快慢。提出制作任务：制作每分钟恰好摆动60次的摆。讲解调试方法：先测

试30秒摆动次数，次数偏多就加长摆绳，次数偏少就缩短摆绳，多次微调。

学生活动：结合实验规律反复调试摆绳长度，用秒表计时校准，完成标准钟

摆制作，小组互相检验成品。

设计意图：实现科学规律到工程实践的转化，落实本课“制作钟摆”核心

任务，学以致用。

（三）研讨板块

教师活动：出示研讨核心问题：①摆的快慢与什么因素有关？与什么无关？

②制作每分钟摆动60次的摆，你是怎样调整摆绳的？组织小组交流后全班汇总

总结。

学生活动：小组内结合实验数据交流研讨问题，全班分享调试钟摆的实操经

验，完整梳理本课实验结论。

设计意图：梳理课堂探究收获，用证据支撑结论，内化本课科学观念。

(四)拓展板块

教师活动：播放伽利略研究摆的故事短片、摆钟发展史视频，拓展介绍：伽

利略最早发现摆的等时性，后人利用这个规律发明机械摆钟；生活中秋千、吊绳

都属于摆，都遵循相同规律。布置课后任务：回家观察家里类似“摆”的物品，

记录摆动特点。

学生活动：观看拓展视频，记录拓展知识点，课后观察生活中的摆。

设计意图：丰富科学史料，连接生活实际，拓宽学生科学视野，落实态度责

任素养。

三、课堂练习

选择题

1.下列会改变摆摆动快慢的是()

A,加重摆锤B.加长摆绳C.增大摆动幅度

答案：B

2.30秒内摆摆动次数太少，想要变快应该()

A.缩短摆绳B.减轻摆锤C.减小摆幅

答案：A

3.两个摆绳长度相同、摆锤重量不同的摆，相同时间摆动次数()

A.重的次数多B.轻的次数多C.基本相同

答案：C

判断题

1.摆锤越重，摆摆动速度越快。（X）

2.做实验时重复测3次数据取平均值，能减小实验误差。（J）

3.摆动幅度大小不会影响摆的快慢。（J）

情境题

1.小明做的摆30秒摆动28次，想要做成每分钟摆动60次的标准摆，30

秒需要摆动30次，小明应该加长还是缩短摆绳？说明理由。

答案：缩短摆绳；摆绳越短摆动越快，现在30秒只摆28次速度偏慢，缩

短摆绳可以加快摆动速度，达到30秒30次。

2.小红有两个摆，摆绳一样长，一个挂1个铁球，一个挂3个铁球，同

时摆动，1分钟内摆动次数会相差很大吗？为什么？

答案：不会相差很大；摆的快慢和摆锤质量无关，只和摆绳长度有关，二者

摆绳长度相同，摆动速度基本一致。

3.老式摆钟走时变快了，要让它计时准确，应该怎么调整钟摆？

答案：加长钟摆的摆绳，摆绳变长摆动变慢，计时就会恢复准确。

四、课堂小结

今天我们通过两组控制变量实验，揭开了摆摆动快慢的秘密：摆锤质量、摆

动幅度都不会改变摆的速度，只有摆绳长度能影响快慢，摆绳越长摆得越慢，摆

绳越短摆得越快。实验时我们重复测量三次、计算平均值，这样能减少操作误差，

让数据更准确。之后我们运用这个规律，不断调整摆绳长短，成功做出了每分钟

摆动60次的标准钟摆。如利略最早发现摆的等时性，这个规律被用来制造摆钟,

方便人们计时。生活里的秋千、吊钟都是摆，都遵循今天学到的科学原理，科学

规律能帮我们制造实用工具。

五、板书设计

6制作钟摆

一、猜想：摆锤质量、摆绳长度

二、对比实验（控制变量）

1.摆绳越长f摆动越慢

摆绳越短一摆动越快

2.摆锤质量一不影响摆动快慢

三、规律：摆的快慢只与摆绳长度有关

四、制作钟摆：每分钟摆动60次

调试：次数多一加长摆绳；次数少一缩短摆绳

六、教学反思

成功之处

1.采用视频示范十分组实操结合，清晰讲解控制变量实验，学生能自主通

过数据归纳规律，有效纠正了“摆锤越重越快”的前概念，科学观念落实到位。

2.课堂任务分层推进，先探究规律再动手制作，逻辑连贯，小组分工明确，

大部分学生能独立完成标准钟摆制作，探究实践能力得到锻炼。

3.配套练习贴合实验与生活情境，即时巩固知识点，拓展视频融入科学史，

提升课堂趣味性，学生参与积极性高。

不足之处

1.少数小组实验操作不规范，摆幅过大、摆绳固定松动，导致数据偏差较

大，课堂巡视时没能第一时间全部纠正。

2.钟摆调试