《摆的研究》教学设计

市级教研课教案：本教案将于5月27、28日，在杭州市小学科学新课程“设计和技术”领域专题研训活动中实施。《摆的研究》教学设计执教：杭州市萧山区汇宇小学沈洋【整体设计】1．教材分析。《摆的研究》一课是教科版五下年级“时间的测量”单元的第六课。在学生测量规定时间内摆的摆动次数的时候发现，摆钟的摆与自制的摆在15秒钟内摆动的次数可能不一样。有的摆得快，而有一些则摆得慢。学生的头脑中已经形成一个问题：在相同时间内，怎么不同的摆，摆动的次数会不一样呢？之前，学生已经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。2.学情分析。学生通过前五节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、水钟等）的演变和制造原理有了初浅的了解与认识，而从《机械摆钟》一课开始，是对计时工具“摆钟”的制造原理和设计进行更为深入的研究和探索。学生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，尤其是在前一课的学习中，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。第一层面是要求学生对自己发现的问题进行预测并设计探究方案；第二层面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；第三层面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于实际生活，并为下节课学习《做一个钟摆》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——拓展研究”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：预测摆的摆动快慢与什么因素有关；经历改变摆的摆锤，摆的摆长对一定时间内摆的摆动次数是否产生影响的实验研究；对实验的结果进行数据与现象分析，并得出初步结论，发现新的问题。情感、态度、价值观：初步意识到精确测量的结果是需要经过反复测量的；认识到实验中细心观察并发现新的问题是很重要的；对新问题有继续研究的欲望。【教学重点】经历改变摆的摆锤轻重与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探究，侧重于引导学生控制探究变量和分析实验误差。【教学难点】能够通过合理控制变量，得出正确的实验结论并应用于解决生活问题。【教学准备】1、学生实验准备:自制“摆的研究”学具（包括铁架台、带角度指针的量角器+绑55厘米细线的小塑料瓶摆锤20克、40克、60克各一、木头横档、束扣、票夹）、秒表、实验记录单。2、教师实验准备：自制“摆的研究”教具（包括带角度指针的大量角器、80厘米摆长200克重的1号塑料瓶摆锤、160厘米摆长500克重的2号塑料瓶摆锤、120厘米摆长350克重的3号塑料瓶摆锤、电工梯、铁横档），自制“摆的研究”学具两个（摆绳同长，摆锤形状相、重量相同、长短不一），自制教具“模拟秋千”、课件、实验记录单、秒表。【教学过程】课前播放两口摆长不一的机械摆钟摆动的情景视频。（一）问题导入1.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？2.学生实验验证自己的预测。3.你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谁在起作用呢？还是一起在起作用？出示课题《摆的研究》（设计意图：在学生的日常生活当中，由于电子钟的精巧与廉价，目前机械摆钟已逐步被电子钟代替进入我们的视野，因此，在研究摆之前有必要让生活中的元素重新回到课堂，走进学生的眼帘，“为什么它能计时？摆摆动的快慢和什么因素有关？”针对这些从生活元素的观察中产生的问题，如果老师能创设问题情景，它们可以成为课堂探究导入的驱动性问题，激发学生的学习动机，从而让学生有欲望的主动开展深层次的探究活动。）（二）方案设计1.PPT出示实验方案设计表，解读要求。2.小组合作设计，完成实验方案。3.教师下组了解设计情况。4.学生汇报、交流、完善设计方案。5.出示实验装置图片，介绍装置各部件名称和使用注意点。6.出示温馨提示。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15厘米30厘米45厘米摆锤轻重实验数据（时间15秒）摆动次数第一次第二次第三次20克40克60克（设计意图：通过全体学生的合作讨论，解决方案设计中的关键问题，为后续的小组合作设计方案形成思路；本环节是本课学生探究活动是否有效的起始步骤，教师为学生的探究活动设计提供了有效的辅助学具，并进行适度的引领，体现教师是学生合作探究学习的伙伴之理念。）（三）实验探究1.材料员领取材料，小组按设计方案合作探究。2.教师下组了解学生探究情况。3.小组记录员汇报实验数据，教师PPT输入学生实验数据。4.其他小组继续探究另一个变量。（设计意图：自主合作探究是锻炼学生科学学习能力的主要途径，这是本课教学活动的核心，分组统筹安排实验，能够在有限的课堂时间内完成既定的研究目标，根据小组合作能力的高低，也能兼顾能力强的小组进行全部内容的探究活动。这样既让课堂探究的活动充实，同时能兼顾小组间的组际差异。）（四）数据分析1.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轻重有关摆的快慢与摆绳长短有关实验记录（时间15秒）20克40克60克15厘米30厘米45厘米组别12345678实验结论摆的快慢与摆锤的轻重无关。摆绳长，摆得慢；摆绳短，摆得快。2．出示实验结论：摆绳长，摆得慢；摆绳短，摆得快。（设计意图：从实验的数据中去寻找科学的真谛，让我们探究的结果更加具有可信度和真实感，同时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言之有理。培养数据处理和分析能力，形成严谨的科学态度。）（五）问题拓展1.出示两个摆绳长短，摆锤形状、轻重都一样的摆，安装在相同的学具支架上。它们摆动快慢会一样吗？2.学生预测并演示实验验证。3.分析影响摆动快慢的原因。4.小结：摆的摆长是指从摆的支点到摆锤的重心之间的距离。5.解决生活问题。6.问题一：老师经过一星期的观察，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？7.问题二：你们玩过“荡秋千”吗？你能想办法让这位大姐姐荡的更快些吗？8.模拟实验：洋娃娃荡秋千（改变摆绳长短）。今天的课，我们研究到这里！（设计意图：用典型现象来碰撞刚得出的实验结论，借以激发学生的思维，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，同时为下一节课的探究活动形成伏笔。）【个人简介】沈洋，1995年参加工作，中共党员，本科学历，小学高级教师；曾获萧山区第六届优秀教师，第六届少先队“十佳辅导员”，第十一届教坛新秀，杭州市第十二届教坛新秀；全国、省、市、区优秀科技辅导员；省、市、区优秀少先队辅导员；中国农函大萧山分校优秀教务工作者等荣誉。现任汇宇小学科学教研组长。个人多次承担各级公开课，撰写论文、案例及学科技能竞赛在全国、省、市、区各级评比中均有获奖；平时热衷教具研制，自制“摩擦力对比演示”教具获全国二等奖。