《钟摆的秘密》教案

时间：2021-08-31

《钟摆的秘密》教案

　　教学目标：

　　1、通过研究摆钟的构造，了解摆钟，发现摆是摆钟的控制核心。

　　2、通过研究摆速与摆线、摆锤之间的关系，认识摆的运动规律——摆臂越短，摆的越快；摆臂越长，摆的越慢；摆的快慢与摆锤轻重无关。

　　3、能够对影响摆速有哪些因素作出猜想；能够根据猜想与假设设计实验方案，进行验证；能够使用控制变量的方法收集数据；能够通过测量搜集、记录数据，并选择有效的数据作为证据。

　　4、懂得人只有认识自然规律，才能更好地利用自然规律。

　　教学重点：掌握钟摆的运动规律。

　　教学难点：学习利用控制变量法进行探究。

　　实验用品超市：

　　支架、钩码（3个）、线绳、秒表、直尺、记号笔等。

　　实验内容设计：

　　1.创设情境，导入新课

　　讲伽利略发现钟摆的规律的故事引入新课；由课件展示摆钟及其内部结构，引出钟摆是摆钟的运动控制核心。

　　2.玩自制摆，练习操作

　　老师展示自制的钟摆，让学生上台启动，教师介绍钟摆的三要素（摆线、摆锤、摆角）和摆的实验注意事项；全班一起数一数10秒钟内摆动的次数。

　　学生分组自制钟摆并测量10秒内摆动的次数，

　　3.发现问题，大胆猜想

　　教师板书不同小组三次实验数据，发现同一个摆摆动的快慢一样，不同小组的不同的摆摆动快慢却不同，从而提出：“为什么有的摆摆得快，有的摆摆得慢？”

　　引导学生分组讨论并做出猜想:可能与钟摆的摆线长短、摆锤轻重、摆角大小有关。

　　4.设计实验，分组验证

　　各小组设计实验方案验证自己的猜想，重点讨论如何利用变量控制法进行对比实验。

　　全班交流实验方案，分组实验，教师巡视指导。

　　5.分析归纳，得出结论

　　对分组实验的数据进行分析归纳，得出实验结论：摆摆动的快慢与摆线长短有关（摆线越长，摆动越慢；摆线越短，摆动越快。），与摆锤轻重和摆角大小无关。

　　6.巩固练习，拓展延伸

　　（1）、探探家的摆钟走得太快了，怎么调一调？

　　（2）、公园里，8岁的究究和爸爸分别坐在两个完全相同的秋千上要比赛荡秋千，比一比相同时间内谁荡的次数多。究究说：“我身体轻，肯定比你快！”爸爸说：“我力气大，肯定赢你！”对他们父子的观点你有什么看法？怎么能让究究比爸爸荡得快？

　　(3).课下自制一个1分钟摆动60次的摆。

　　7．分享收获，整理器材

　　让学生谈谈各自的收获，教师顺便称赞同学们经历了一次伟大的科学探究过程，介绍400多年前伽利略发现钟摆的规律的故事，介绍后来慧更斯利用伽利略的钟摆的规律发明了摆钟，让学生明白伟大的科学发现总是来源于生活，然后又服务于生活，只要我们细心观察，认真思考，勇敢探究，就会有科学的发现和伟大的创造。

　　教学方法：

　　教法：课件导情、实验导疑、活动导练；学法：全班参与、分组讨论，“提问——猜想——验证——分析——总结”。

　　教学过程：

　　第一步，讲述伽利略发现钟摆的秘密的故事引入新课并板书课题。

　　第二步，揭开摆钟的神秘面纱，让学生发现问题。我用课件出示摆钟的内部结构图，因为同学们四年级学过有关齿轮的相关知识，对齿轮的作用有一定的了解，通过仔细观察，能够发现因为有了摆的摆动摆钟的指针才会走，可见摆是摆钟的控制核心，同学们在头脑中立刻就会产生“为什么要用摆来作为时钟的控制核心”或“为什么要用摆来控制时钟的快慢”这样的问题。发现问题是学生想进一步解决问题，进一步深入探讨的原动力，激发同学们探求新知的浓厚兴趣。

　　第三步，认识摆，玩摆。教学中往往有这种情况，当学生已经产生了浓厚的学习兴趣和强烈的探究欲望，若教师没有抓住时机而是让一些抽象的、枯燥的概念或问题占具学生头脑，就会抹杀学生的兴趣，所以我在课堂上强调这个“玩”字。教师先来玩，在玩中介绍了摆的构造（摆线、摆锤、摆角），说明了怎样计摆的次数，接下来让学生自由玩，从桌上随意选择材料，动手组装，制作成一个摆，小组内先来玩一玩。接下来在玩中学生分组测出10秒时间各自的摆摆动多少次，老师把同学们的.数据板书在黑板上。学生会发现不同小组的摆摆动的次数是不同的，从而提出“为什么有的摆摆得快，有的摆摆得慢”这个本课要解决的重点问题。

　　第四步，针对要解决的重点问题“为什么有的摆摆得快，有的摆得慢”，让学生提出猜想，放手让学生设计实验方案，最后动手实验来验证猜想。这是本节课的核心，是突破重难点的教学关键。

　　我先是鼓励学生大胆猜想，无论学生猜想的是否正确，只要敢于猜想就是一件可喜的事情，教师千万不能用“你猜的对吗？”这样的置疑来限制学生的思维。这里学生会猜摆的快慢与摆线长短、摆锤轻重、摆角大小、手对摆的推力等等因素有关，这些猜想都值得肯定，但根据摆的构造这节课就只研究摆的快慢跟摆线长短、摆锤轻重、摆角大小这三个因素的关系。

　　接下来放手让学生自己设计实验方案，在汇报交流中我有意引导学生明白自己设计的其实就是对比实验，明白应控制哪一个变量，怎样控制这个变量，明白哪些条件要保持不变，这样才能探究出某个因素跟摆速之间的关系。同时让学生自己设计实验记录表，会设计表格的小组，他们对控制变量的这个实验掌握得会更牢固。这一环节会让学生明确任何探究活动必须要有计划，包括制定步骤，选择方法和设想安全措施，从而逐渐形成在着手解决问题前先思考行动计划的习惯，并且还要学会小组成员分工合作。

　　最后各小组按照自己设计的实验方案动手实验，教师强调各组要注意合理分工。我放手让学生自己明确分工，因为五年级学生能够根据学生各自的特点来进行合理分工，细心的同学来数数，会用秒表的同学来计时，动作标准的同学来放摆，语言组织能力强的同学来记录并汇报，充分给学生以信任。在汇报交流各组的实验结果时，我强调请同学们仔细观察你们的实验数据，并给学生留有一定的分析归纳的时间，这是完成这一单元二级目标“能对搜集到的众多资料和数据进行分析和整理”的教学环节，所以从时间、空间上给了充分的重视。经过数据整理与分析，学生就会得出结论：摆的快慢与摆线长短有关（摆线越短，摆的越快；摆线越长，摆的越慢。），与摆锤轻重和摆角大小无关。在这一过程中，有的组会因实验误差导致无法得出正确的实验结论，这时我适时地让该组同学反思误差产生的原因，建议他们重做一次。目的是强调实验过程中要注意一些细节，如：计时与放摆的同学动作要一致，手要把摆锤轻轻松开等，这样才能减小误差，提前教会学生下一步的实验时应掌握的操作要领和注意事项。

　　第五步，应用自己探究的规律，解决生活中的实际问题。学生在掌握了摆的运动规律后，我提出一个问题：小明家的摆钟走得太慢了，怎么调一调？学生很快就能说出解决办法。第二个问题：公园里，8岁的究究和爸爸分别坐在两个完全相同的秋千上要比赛荡秋千，比一比相同时间内谁荡的次数多。小明说：“我身体轻，肯定比你快！”爸爸说：“我力气大，肯定赢你！”对他们父子的观点你有什么看法？怎么能让小明比爸爸荡得快？然后我又提出一个更高的要求，让学生挑战自我，课下制作一个1分钟摆动60次的摆。这一环节让学生学会学以致用，明白科学来源于生活，科学最终还要服务于生活。

　　第六步，课堂结束时大力赞扬学生，激发科学探究欲望，培养科学精神。我让学生谈谈各自的收获，在同学们共同分享成就感的基础上，动情地说同学们的发现其实就是科学家的发现，400多年前的伽利略也发现了摆的规律，另一个科学家惠更斯在伽利略理论的基础上发明了摆钟，用摆作控制核心，使摆走得快慢均匀，走得更精确，同学们其实都具有科学家的潜质。在激发情感的同时，照应开头，让学生明白为什么用摆作为时钟的控制核心，因为摆的运动有一定的规律(同一个摆的摆动有等时性)，它可以让钟走得快慢均匀。

　　第七步，整理实验台。送上老师衷心的祝福：祝同学们幸福快乐！

　　板书设计：

　　钟摆的秘密

　　快慢

　　摆线长短的影响：有关（越长，越慢；越短，越快。）

　　摆锤轻重的影响：无关

　　摆角大小的影响：无关

　　教学反思：

　　本堂课我是遵照科学探究活动的步骤设计的：情景引题——猜想假设——设计实验——合作探究——拓展延伸。让学生在探究过程中既获得知识，有锻炼多种能力，同时培养浓厚的学科兴趣和情感。但是，教学是一门遗憾的艺术，好课永远是下一节。力求完美，将是我永恒的追求。

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