《摆的研究》教学设计

成都市青龙小学  王小华

 【教材分析】本节课是教科版五年级下册“时间的测量”单元的第六课，是在《机械摆钟》这节课的基础上进行教学的，在上一课时学生已经接触了摆，不同的摆，有的摆得快，有的摆得慢。在学生的头脑中已经形成一个问题：在相同的时间内，怎么不同的摆，摆动的次数会不一样呢？之前，学生观察过摆钟的摆和自制的摆，他们会联想到摆的摆动快慢可能与摆锤轻重、摆绳长短、摆幅大小等因素有关。

【学情分析】学生通过前面五课内容的学习与探究，对“时间”概念有了初步的感知，对人类历史上的计时工具（太阳钟、水钟、沙漏等）的演变和制造原理有了初浅的了解与认识，从《机械摆钟》这课开始，让学生对计时工具“摆钟”的制造原理和设计进行了深入的研究和探索。他们已经掌握了自主合作探究的操作技能和对“机械摆钟”的初步认识，尤其是前一课的学习中，学生已经认识了用摆计时的钟，初步知道钟摆计时的原理，能动手制作简单的摆，排除了摆幅的大小影响摆摆动快慢的因素，为本节课的探究在思维和操作技能上进行了一定的铺垫。另外，学生在进入五年级的学习中，经常要开展一些控制变量的科学探究活动。因此，本课的研究方法对他们来说并不陌生。但是，五年级的学生在实验探究能力方面还不是很强，所以，在本课的探究学习中，引导学生控制变量和分析误差仍将是本课的难点。

  基于以上分析，本课的整体设计从三个层面展开探究学习。第一是要求学生对自己发现的问题进行预测并设计探究方案；二是对自己的推测进行实验验证，并对探究所得到的数据进行分析处理，得出实验结论；三是利用所学的知识与技能解决相应的生活问题，从而让科学学习应用与实际生活，并为下节课学习做好铺垫。本节课的教学重点是：让学生充分经历“问题发现-----方案设计------实验探究-------数据分析-------解决问题------新生问题-----拓展问题”的完整的科学探究过程。

【教学目标】

科学概念：

摆的摆动快慢与摆绳的长短有关。同一个摆，摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。

过程与方法：

1.能够根据现象提出“摆的快慢与什么因素有关”的研究问题，并进行推测；

2.能够根据推测进行改变 “摆锤重量”、“摆绳长短”对摆的次数是否产生影响的实验研究。 

3.能够通过测量、搜集、记录的数据分析实验结果。

情感、态度、价值观：

      1.初步意识到感觉是会出错的，精确测量结果的得到是需要反复测量的。

      2.认识到在实验中通过细心观察，发现新的问题是很重要的。

      3 .感受合作探究的快乐，对新问题有继续研究的欲望。

【教学重点】

 进行改变摆的摆锤重量、摆绳长短对一定时间内摆的摆动次数是否产生影响的实验研究。

【教学难点】

        控制实验中的无关因素，经过反复的测量收集到比较真实可信的数据，保证研究结果的精确性。

【教学准备】　　

    学生实验的材料：“摆的研究”学具（铁架台、带度数的纸盘、带回形针的线、夹子、大小相同镙帽各三个、秒表、实验记录单）。

    教师实验的材料：“摆的研究”教具（支架、带度数的纸盘、线、镙帽、钩码各一个），“摆的研究”学具两个（摆绳同长，摆锤形状、重量相同，长短不一），课件，实验记录单，秒表。　

【教学过程】

一、问题引入：　　

    1、白板介绍摆各部分的名称。

    2、白板出示两口摆长不一的机械摆钟摆动的情景视频，师：同学们，仔细观察屏幕上机械摆钟的摆，你发现摆的摆动情况有什么不同？课前，老师根据摆钟摆的制作原理做了两个摆。请仔细观察这里的1、2号摆，它们有什么相同点和不同点？如果规定15秒时间，你们觉得哪个摆摆动的速度会快些?

    3、实验验证自己的预测。

    4、你们认为两个摆的摆动快慢与什么因素有关？摆绳和摆锤两个变量是哪个在起作用？还是都在起作用？出示课题《摆的研究》

（设计意图：根据观察，为什么不同的摆摆动有快有慢？创设的问题，成为了课堂探究导入的驱动性问题，激发学生的学习动机，从而让学生有欲望主动开展深层次的探究活动。）

二、设计实验方案：　　

    1、PPT出示实验方案设计表，解读要求

 “摆的摆动快慢与什么因素有关”的探究方案表

                                                                                  第_______小组

一、我们探究的问题：摆的摆动快慢与_____________有关吗？ 二、我们的预测：__________越_________ ，摆动的越快；                 __________越_________ ，摆动的越慢。 三、请分别在需要改变的条件和不改变的条件前打““√”：   A.改变的条件：1、摆锤的重量   2、摆绳的长短    B.不变的条件：1、摆锤的重量   2、摆绳的长短  3、摆幅的大小     4、每次摆动时间15秒   5、支架的高度  6、其他___________ 四、小组交流实验步骤(不记录)

    2、小组合作设计，完成实验方案。　　

      3、师巡视了解学生设计的情况。       

      4、学生汇报、交流、完善设计方案。

    交流预设：

    a、改变摆绳长短的实验　　

    改变摆绳长短的实验讨论：　　

为了证明摆绳长度与摆的快慢到底有没有关系，这个实验可以怎样来操作？（请一个小组上台汇报），学生回答后继续追问：（1）要改变什么条件？哪些条件需要保持不变？　（2）是不是做一次就可以了呢？　

    b、改变摆锤重量的实验　　

改变摆锤重量的实验讨论：　　

为了证明摆锤的轻重与摆的快慢到底有没有关系，这个实验可以怎样来操作？，学生回答后继续追问：（1）改变的是什么条件？哪些条件需要尽量保持不变？　　

       5、出示实验装置，简单的介绍装置各部分名称和使用注意事项。

   6、PPT出示温馨提示：　　

1.根据设计的实验方案选择材料；　　 2.每次实验只改变一个变量；　　 3.每次实验重复做三次；　　 4.小组内做好分工，一人计时、一人数数、一人记录、一人放摆锤； 5.完成后将数据汇报给老师。

                   摆动次数记录表A

摆绳长短	实验数据（时间：15秒）			摆动次数
	第一次	第二次	第三次
10厘米
20厘米
40厘米

                                摆动次数记录表B                                                 

摆锤重量	实验数据（时间：15秒）			摆动次数
	第一次	第二次	第三次
一个螺帽
两个螺帽
三个螺帽

     （设计意图：通过所以学生的小组合作交流，解决方案设计中的关键问题，为之后的小组合作方案形成思路，本环节是本课学生探究活动是否有效的其实步骤，老师为学生的探究活动设计提供有效的指导和引领，体现教师是学生合作探究学习的引导者。）

    三、实验探究，分析数据

      1.材料员领取材料，小组按设计方案合作探究。

      2.师巡视、指导。

      3.小组记录员汇报实验数据，教师白板输入学生实验数据，其他组员准备探究另一变量。

    4、整理实验器材，观察分析数据，交流实验结论。

              “摆的摆动快慢与什么因素有关的研究”实验数据汇总表

 

预测		摆的快慢与 摆锤重量有关			摆的快慢与 摆绳长短有关
实验记录 (15秒)		1个 螺帽	2个 螺帽	3个 螺帽	10 厘米	20 厘米	40 厘米
组别	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
实验结论		摆的快慢与摆锤轻重_______关。			摆的快慢与摆绳长短_______关。

 

      5、小结：摆的快慢与摆锤轻重无关，与摆绳长度有关。摆线短，摆得快，摆线长，摆得慢。　　

       师小结板书：  长——慢，短——快　　

    （设计意图：从实验中收集的数据，是真实的实验结果的呈现，从数据中寻找科学的真谛，是对试试的尊重，这样让我们的探究结果更加具有真实感，也是对结论的谨慎，同时可以激发学生主动去探究获得科学数据的欲望，这样才能让自己的科学分析有理有据。培养学生的数据处理和分析能力，形成严谨的科学态度。）

    四、问题拓展：

    1、师出示如课本61页图的两个摆，摆绳长短，摆锤形状都一样，摆锤长度不一样。推测：这两个摆摆动的快慢会一样吗？为什么？　　

    2、学生先预测，再演示。　　

    3、分析影响摆动快慢的原因。　

 

    4、师可根据学生实际情况进行引导：虽然这两个摆的摆绳一样长，但是他们的摆长却是不一样的。其实，摆长并不等同于摆绳的长度，摆的摆长是指从摆的支点到摆锤的重心之间的距离。　

    5、解决问题一：老师经过一段时间的观察，发现这口摆钟走快了2分钟，现在，你能想办法让它走慢些吗？　

    6、解决问题二：想办法让秋千荡得更快一些？

   （设计意图：用生活的现象来碰撞刚得出的实验结论，激发学生的思维，从发现的新问题中去认识“摆长”的实际距离。拓展问题是将学生课堂中获得的科学知识与技能转化为学生的实践应用能力，让科学与生活结合，同时为下一节课的研究活动打下伏笔。）