《用摆计时的钟》教学案例

经典教育学、心理学和教育实践证明，经历和体验是儿童获取知识、发展智力、提高能力和形成素养的重要基础。《小学科学课程标准》中明确指出，科学学习要以探究为核心，亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。如何激起学生的探究欲望，使学生最大程度地投入到探究活动中，是小学科学教师们一直都思索的问题。
爱因斯坦说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题仅仅是教学或实验上的一种技能，而提出问题却需要有创造性和想象力。”在小学科学教学中，教师不仅要善于引导学生提出问题、分析问题、解决问题，而且教师自身的问题设置也非常重要。问题设置得好，就能激发学生的探究欲望，就能让学生以极大地热情投入到探究活动中。本文以《用摆计时的钟》教学过程为例，谈谈巧妙地设置问题，来激发学生的探究欲望。
教学过程
一、导入新课
（课件展示日晷、沙漏、蜡烛钟、水钟等计时工具的图片。）
师：同学们，这是前面我们学习的古人用过的计时工具，还认识它们吗？
生：日晷、沙漏、蜡烛钟、水钟。
师：在使用它们计时的时候，有一些什么样的不方便？
生：携带不方便。
生：记录时间不是很准确。
师：同学们都说得很好。对，这些简易的时钟只能让人们知道大概的时间。
但随着社会的发展，人们的要求越来越高，于是出现了摆钟。
（课件展示一摆钟的图片。）
师：摆钟为什么比其它的计时工具要精确？它是怎样计时的？大家想不想知
道？
生：想！
师：那今天我们就一起来学习《用摆计时的钟》。
评析：钟是生活中常见的物品。对于摆钟，学生也都知道它能计时，但“它
为什么计时精确？它是怎样计时的？”学生确实很少了解。这一富有挑战性的问题的设置使学生心理上产生了探究学习的冲动，激起了学生的探究欲望，引出了本节课学习的主题。
二、探求新知
1、认识摆钟的构造并了解其工作的原理。
师：请同学们仔细观察一下，摆钟是由哪些部分组成的？
生：由时针、分针、秒针，还有1到12这些阿拉伯数字组成。
生：还有一个摆来摆去的东西。
生：那叫钟摆。
师：大家看看这面摆钟，你们最感兴趣的是哪一部分？
生：摆来摆去的钟摆。
师：钟摆的摆动与指针的走动有关系吗？钟摆有什么作用？
生：钟摆每摆一下，就响一下，同时指针就走动一下。
生：好像是钟摆的摆动控制着指针的走动。
师：这些都是我们看到的表面现象，想看看它内部究竟是怎样工作的吗？
生：想！
（播放视频，学生观看摆钟内部的运动情况。）
（课件展示摆钟运动的内部结构图。）
师：看着这个运动的结构图，谁能说一下摆钟究竟是怎样计时的？
生：摆的摆动带动齿轮操纵器的摆动，齿轮操纵器的摆动又带动齿轮的转动。
生：齿轮的转动带动钟面上指针的走动。
师：说得太棒了！那指针的走动，实质上是受谁控制的？
生：摆的摆动！
评析：教师通过一个个问题，循序渐进，一步步深入地引导学生思考，让学
生自己探讨出摆钟的工作原理，并得出摆钟能精确的计时是钟摆的缘故，为下一步的继续探讨做好了铺垫。
2、探究活动（一）：钟摆摆动的规律
师：钟摆的摆动有什么规律吗？它每摆一下需要多长时间？让我们一起来测
试一下，它一分钟能摆动的次数。
（教师引导学生数摆动的次数，同时强调要点。然后，让一学生计时，其他
同学和老师一起数数。）
生：一分钟摆动了60次哦！
师：为了准确，我们再测试一次，好吗？
生：好！
（老师和学生再一次测试。）
生：还是60次。
师：对比两次测量结果，你有什么发现？
生：这个摆钟在任何一分钟内都是摆动60次。
生：同一个摆，每分钟摆动的次数是相同的。
生：钟摆每摆动一次所需要的时间是相等的。
师：那现在大家明白了摆钟为什么计时精确吗？
生：正因为钟摆每摆动一次需要的时间相等，所以指针的走动才会很均匀，
计时才精确。
评析：教师巧妙地设置问题，强烈的好奇心促使学生一定要揭开其中的奥秘。在教师问题的引导下，使探究活动一步步向前开展，使学生自己弄明白摆钟计时精确的原因。
3、探究活动（二）：学生自制摆，并探究摆的摆动规律。
（1）、学生自制摆并探究可能出现的问题和解决的办法。
师：这面摆钟一分钟摆动60次，大家都毫无疑问了。那是不是所有的摆都
是一分钟摆动60次呢？
生：可能是。
生：也可能不是。
评析：通过问题引发争议，激发学生的认知冲突，从而激起学生强烈的探究
欲望，推进教学目标一步步去达成。
师：大家想不想自己制作一个摆，来测量它一分钟摆动的次数呢？
生：想！
师：老师这里有一个螺母、一根细绳、一个铁架台，你们将怎样利用老师提
供的材料制作一个摆？
生：用细绳的一端系紧螺母，另一端系在铁架台上，这样就制作好了一个摆。
师：说得很好！接下来大家就亲自动手制作一个能自由摆动、不容易停下来
的摆。制作好后，大家就玩一玩，摆一摆，看看我们制作的摆能像钟摆一样的摆动吗？会遇到一些什么问题？你将怎样去解决？
（学生分组活动，教师巡回了解小组活动情况。）
师：每个小组基本都把摆制作成功了，在玩的过程中，你们发现有什么问题？
生：摆一摆，就停下来了。
生：我们也是。
生：在摆动的过程中，方向在不断地改变。
生：摆在摆动的过程中，会撞击铁架台。
生：细绳还会缠绕在铁架台上。
生：我们开始用力放螺母时，摆的很快，后来就摆得越来越慢了。
（老师和学生一起分析产生这些现象和出现诸多问题的原因。）
师：我们应该怎样操作才能避免这些问题的发生？
生：摆动的时候顺着这个方向摆，就不会撞到铁架台了。（边说边比划）
生：我觉得把螺母移到一定高度后，轻轻地松开手，是不应该用力的。
生：而且最好不要把螺母移的太高。（教师解释就是摆幅不要太大）
生：最好把细绳拉直。
（学生和教师一起分析，最后老师用课件展示实验要注意的问题。）
评析：在该活动中，教师用问题启发学生去思考，让学生自己去分析出现的问题的原因，并探讨解决问题的办法。就是在教师问题的激发下，促使学生不断地开动脑筋，不断地动手操作，从而总结出在该实验中成功操作的秘诀。
（2）、学生探究自制的摆的摆动规律。
师：接下来，就请大家测量一下你们制作的摆一分钟摆动的次数。
（教师对学生的分工做了安排，学生分组实验，教师巡回了解小组活动情况。）
师：大家都做得非常的迅速，我们一起来看看大屏幕。看着这些数据，你们有什么发现？
生：除了第十一小组做得三个数据差别较大外，其它小组做得三组数据都差不多。
生：同一个摆每分钟摆动的次数大致相同。
师：对，这就是16世纪意大利物理学家伽利略的伟大发现——摆的等时性，今天也被我们发现了。
师：我们请第十一小组的同学说一下，你们的三个数据为什么差别较大？
生：可能是我们在做实验的时候，细绳碰到铁架台了。
师：总结的很好，我们做实验时一定要避免这些问题，得到的数据才会更精确。
师：再看看这些数据，大家还有什么发现？
生：我发现不同的小组得到的数据不一样哦。
生：不同的摆每分钟摆动的次数不同。
评析：在小学科学教学中，引导学生动手去探究很重要，而对于探究出来的结果加以分析，就更加的重要。在本课的教学中，教师就是巧妙的设置问题，引领学生去思考，一步步地发现规律。
4、探究活动（三）：探究影响不同摆每分钟摆动次数不同的因素。
师：大家猜测一下，造成不同的摆每分钟摆动次数不同的原因可能是什么呢?
生：可能是每个小组螺母的重量不同导致的。
生：或许是细绳的长短不一样导致的。
生：可能是摆幅不一样而导致的。
师：大家都分析的非常棒！
（老师总结影响摆摆动次数不同的可能的原因，并板书。）
评析：教师通过一个问题，就把学生引入到思考的境界，让学生结合所做的实验，去观察，去发现，去开动脑筋总结本实验的微妙之处。
三、拓展延伸
师：同学们，你们今天学到了什么？
生：我明白了摆钟是怎样计时的。
生：我明白了摆钟计时精确地原因。
生：我知道了任何一个摆在每一分钟内摆动的次数是相同的。
生：我像伽利略一样也发现了摆的等时性。
生：我知道了怎样去数摆摆动的次数。
师：通过今天的研究，你还想探究什么问题？
生：我还想知道，在摆锤的重量、摆绳的长短、摆幅的大小等因素中，究竟哪些会影响摆摆动的快慢？
师：说得很好，下节课我们就一起来探究这个问题。
评析：通过问题的方式，了解本节课学生的学习效果，同时也是巧妙的设置问题，激起学生更深层次的探究欲望，引出下节课的探究内容。
教学反思
本节课的教学以问题贯穿始终。刚开始，教师巧妙地设置问题，激起学生的好奇心，引出本节课要探究的内容。在探究的过程中，教师又靠一个个问题，激起学生强烈的探究欲望，循序渐进，由浅入深地引导学生一步步分析问题，并且进行有效地探究活动。可以说，整堂课的教学中，学生始终处于一个积极思维的状态。最后，教学目标的达成水到渠成。
在本节课中，正是教师巧妙地设置问题，激起学生强烈的探究欲望，学生才得以把一个较难的教学内容轻松地吸收。由此可见，在课堂上，教师问题的设置，对于学生的探究学习是多么的重要。在小学科学教学中，教师要善于抓住学生的好奇心作为切入点，要循序渐进一步步突破中心点，并设置争论点，巧妙地设置问题，激起学生的探究欲望，就会取得比较好的效果。
一、 抓住学生好奇心作为切入点
科学课程理念坚持从生活走向科学，从学生的经验、经历出发，让学生从生活中发现感兴趣的问题。对于大家熟悉的摆钟，学生并没有太大的兴趣。于是教师利用古人的计时工具和摆钟进行对比，体现摆钟的优越性，然后用“摆钟为什么比其它的计时工具要精确？它是怎样计时的？”这样的问题来引起学生的思考。对于这个问题，学生确实知之甚少，甚至一无所知。面对这一挑战性的问题，学生的好奇心得到了激发。正是有了这个强烈的好奇心，引起学生极大地兴趣，促使学生去探究摆钟的奥秘。
二、 循序渐进一步步突破中心点
心理学告诉我们，强烈的好奇心不但能增强人们对外界信息的敏感性，还能激活思维，培养学生的有意注意力和他们的自主学习意识。如果教师找出学生最感兴趣而又与探究的内容有着紧密联系的问题，使课堂从始至终都充满挑战性、探究性和趣味性，往往能达到意想不到的效果。在本节课中，教师并不是直接让学生去探究摆的规律。首先，教师采用观看视频和动态的结构图的方式，利用一个个问题的引导，让学生明白摆钟的工作原理，知道钟摆的摆动控制着指针的走动。“钟摆的摆动有什么规律？”这一探究问题，很快激发了学生的思维，学生才知道探究摆的规律的必要性，才有动力去进行探究活动。在该环节中，教师就是巧妙地设置问题，引出中心点，并层层递进，激起学生进一步的探究欲望，然后又是在问题的驱使下，去发现并找出规律，突破中心点。
三、设置争论点，推进探究活动
新的课程体系要求教师必须改变“台上教师、台下学生”的课堂形式，创建一种开放的课堂结构，教师在课堂上要鼓励学生各抒己见、大胆探究。在本节课中，教师用“是不是所有的摆都是一分钟摆动60次呢？”这一问题引起学生激烈地争论，激起学生强烈的探究欲望，去自己动手制作摆，进行探究活动，收集数据并分析数据，研究摆的摆动规律。在该环节中，教师就是巧妙地设置问题，适时点拨，把学生带入一个探究的境界。在教师的启发、引导下，学生结合生活中的经验，运用科学的方法，经历“提出研究问题——对问题做出猜想——亲自试验——得出结论”的学习过程，探究的兴趣和能力得到了长足发展。
在小学科学教学过程中，教学目标的实现，学生能力的培养，都和教师问题设计的质量相关。在课堂教学中，适时适度的提问，能加快知识转化为科学素质能力的进程，是发展学生思维、提高教学质量的有效途径。在设置问题的时候，教师找好切入点，突破中心点，设置争论点，充分激发学生的探究欲望，让学生在探究活动中不断提高科学素养。

【参考文献】
《小学科学（3-6年级）课程标准》---北京师范大学出版社