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机械秒表使用及测量原理教学设计

一、课程基本信息

*课程名称：机械秒表的使用及测量原理

*授课对象：中学物理/科学课程学生（或相关实验技能培训人员）

*授课时长：1课时（约45分钟）

*授课类型：实验技能操作课

*学情分析：学生对时间的概念已有初步认知，通常能接触到石英钟、电子表等常见计时工具，但对机械计时装置的内部构造和工作原理了解甚少。学生具备一定的观察能力和动手操作欲望，但在精细操作和逻辑推理方面可能需要引导。

二、教学目标

（一）知识与技能

1.认识机械秒表的基本构造，能说出主要部件（如表盘、指针、按钮）的名称及作用。

2.理解机械秒表的计时原理，初步了解其内部齿轮传动与发条储能的基本概念。

3.掌握机械秒表的正确操作方法，包括启动、暂停、归零。

4.能够准确读取机械秒表的示数，并能将其应用于简单的时间测量任务。

（二）过程与方法

1.通过观察实物、拆解模型（或观看拆解动画），培养学生的观察能力和空间想象能力。

2.通过小组讨论、合作探究，分析机械秒表的工作过程，提升学生的逻辑思维和合作交流能力。

3.通过实际操作练习和计时比赛，熟练掌握机械秒表的使用技巧，体验科学测量的严谨性。

（三）情感态度与价值观

1.激发学生对机械构造和物理原理的好奇心与探究欲望。

2.培养学生严谨细致的科学态度和规范操作的实验习惯。

3.体会物理学在日常生活和科学研究中的应用价值，增强学习兴趣。

4.在小组活动中培养学生的团队协作精神和竞争意识。

三、教学重难点

*教学重点：机械秒表的正确使用方法（启动、暂停、归零）和准确读数。

*教学难点：机械秒表的读数原理，特别是小盘（分针盘）与大盘（秒针盘）的刻度关系及进位；理解机械传动在计时中的作用。

四、教学方法与手段

*教学方法：讲授法、演示法、实验探究法、小组讨论法、任务驱动法。

*教学手段：多媒体课件（PPT）、实物机械秒表（每人或每组一个）、机械秒表结构模型或拆解动画、秒表使用操作视频、各种计时任务卡。

五、教学过程

（一）创设情境，导入新课(约5分钟)

1.情境设问：教师提问：“同学们，在我们的体育达标测试中，比如百米赛跑，裁判是用什么工具来精确测量运动员成绩的呢？”（引导学生说出“秒表”）

2.展示实物：教师出示机械秒表和电子秒表，提问：“大家看，这两种秒表有什么不同？今天我们先来深入学习这种带有指针和按钮的——机械秒表。它是如何精确计量时间的呢？”

3.揭示课题：引出本节课主题——《机械秒表的使用及测量原理》。

（二）新课讲授与探究(约20分钟)

1.认识机械秒表的构造(约5分钟)

*自主观察：学生分组观察手中的机械秒表，结合教材或课件图片，尝试说出其主要组成部分。

*结构解析：教师结合实物和课件，引导学生认识机械秒表的主要结构：

*表盘：通常有内外两个刻度盘。内盘（小盘）为分针盘，刻度单位为分钟，分度值通常为0.5分钟或0.25分钟；外盘（大盘）为秒针盘，刻度单位为秒，分度值通常为0.1秒或0.2秒。

*指针：分针（短针，指示小盘）和秒针（长针，指示大盘）。

*按钮：通常有1-2个按钮。主要功能包括：启动/暂停、归零（复位）。（教师强调不同型号按钮功能可能略有差异，以所用秒表为准）

*上弦旋钮（若有）：部分机械秒表需要手动上弦以提供动力。

2.探究机械秒表的测量原理(约7分钟)

*问题驱动：“大家有没有想过，我们按下按钮，指针为什么会走？松开又为什么会停呢？”

*动画演示与讲解：播放机械秒表内部结构及工作原理动画（或展示简化模型）。

*动力来源：简要介绍发条（弹簧）的储能作用，上弦时发条被拧紧储存弹性势能。

*传动系统：介绍齿轮传动机构，说明发条释放能量如何通过一系列齿轮的啮合与传动，带动指针转动以指示时间。强调齿轮的齿数比决定了指针的转速关系（为后续读数原理铺垫）。

*控制机构：简要介绍按钮如何通过内部的制动装置（如擒纵机构的简易原理，不必深究）控制指针的启动、停止和归零。

*小组讨论：“为什么机械秒表的秒针不是连续均匀转动的，而是‘跳动’的？”（引导学生思考擒纵机构的作用，体会其对计时精度的影响）

3.学习机械秒表的使用方法(约5分钟)

*教师示范：教师手持秒表，边讲解边规范演示：

*检查与上弦：使用前检查指针是否归零，若未归零需先归零；若为非自动上弦秒表，检查是否有足够动力，必要时进行上弦。

*启动（Start）：第一次按下按钮，秒表开始计时，指针开始转动。

*暂停（Stop）：第二次