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基于《摆的研究》的案例分析 一、教学目标 科学概念：摆的摆动快慢与摆绳的长度有关，同一个摆，摆绳越长摆 动越慢，摆强越短摆动越快。 过程与方法：推测摆的摆动快慢与什么有关；进行改变摆的摆锤、摆 的摆长对摆的次数是否产生影响的实验研究；对实验的结果进行分析， 并且根据分析进行预测。 情感态度价值观：初步意识到精确测量结果的得到是需要反复测量的； 认识到在实验中细心观察发现新的问题是很重要的，对新问题有继续 研究的欲望。 二、教学重、难点 教学重点：确定一个条件不变后，通过实验研究改变摆的摆锤重量、 摆绳的长度对摆动次数的影响。 教学难点：摆的摆动快慢与什么有关；摆绳的长度不等摆的长度。 三、教学准备 1、每个小组一根摆绳，三个大小相同轻重分别是 20 克、40 克、60 克的摆锤。 2、每个小组准备研究摆锤的记录表一份，研究摆绳的记录表一份。 3、每个小组准备铁架一个，秒表（或手表）一只。 教师活动 学生活动 复习导入（观察我们的摆） 1、（出示摆）你们还认识老师手上的这 个装置吗？关于单摆，你们知道什么？ 单摆。 单摆由摆锤、摆 2、出示不同的单摆，数出 15 秒内摆的摆 绳组成，摆的摆 次数，看看哪个组的摆摆得最快？ 动幅度叫做摆 幅。 3、小组汇报数据，提问：看到这些数字 你有什么问题？（板书：摆有快慢） 设计意图 发现问题 发现问题。 学生说有关摆的认 识，引出本课的教 学课题，由现象引 出问题，让学生进 行假设，激发他们 探究的兴趣和热情。 4、摆的摆动快慢与什么因素有关？今天 这节课我们就一起来继续研究摆（板书： 各组摆的摆动 摆的研究） 快慢不同。 猜想 猜测：大家觉得摆的摆动快慢与什么因素 有关？你有什么依据？ 启发思考。 科学猜测并非异想 板书：摆幅大小、摆锤的重量、摆绳的长 天开，而是建立在 度等。 科学的基础上，旨 猜想：摆幅大小、 在培养学生思维的 过渡语：同学们猜测出了这么多因素，但 摆锤的重量、摆 严密性。 是一节课时间有限，器材也有限。那么这 绳的长度等。 一节课我们先研究摆锤重量和摆绳长度 这两个因素，以后有时间再研究其他因素。 设计实验 1、讨论、设计实验方案： 你想怎样设计实验验证你的猜测呢？请 各组选择你们想研究的问题后，小组讨论 后，把设计实验方案填写在表格上。 2、交流、改进实验方案： 引导学生相互评价各组实验方案的可行 小组讨论、设计 小组）探究、协作 实验方案 交流 性，在质疑中达成共识。（如果学生回答 不全，师追问： ① 改变的是什么条件？哪些条件 需要保持不变？ ② 法？ ③ 小组汇报实验 方案 在方案中你运用了什么实验方 让学生自己设计和 点评实验方案，培 养他们考虑问题的 全面性和思维的严 密性。 是不是做一次实验就可以了？ 3、各小组都选择了自己想研究的问题， 也设计了实验方案，为了使我们的研究更 加科学、操作更加精确，在实验中我们还 需要注意些什么？ 补充（出示课件）： ① 摆线要拉直。 ② 松手时，手不能对摆施加力。 ③ 小组分工、合作完成。（操作员、 回答注意事项 观察计数员、计时员、记录员等） ④ 实验时读数、交流要轻声。 ⑤ 如果摆碰到其他物体，实验要重 根据实验方案，各 小组开展实验，学 生在探究中认真记 录，根据观察到的 现象和记录的结果 进行分析，小组成 员通过协作、交流， 共同完成实验探究。 来。 实验验证、分析数据得出结论 小组实验，师巡视指导。 投影展示记录 单，汇报实验过 小组汇报： 程、实验数据及 实验结果。 1、我们先来看摆的摆动快慢与摆锤 重量的关系，哪个小组先说？ 现在我们可以确定地说：摆的动快慢 与摆锤重量有关吗？（板书） 2、各组依次汇报摆绳的长度的数据。 提问：你又有什么新发现？（板书） 让学生明白，在有 限的时间重点研究 一个问题，研究会 更深入，发现也会 更多，同时明白进 行研究要善于合作， 允许学生出错，大 家一起来分析出错 的原因，是为了让 不家务事避免再次 出错。重过程、重 3、纠正错误实验结果。 体验。 认识摆长 师出示摆绳长度相等、摆锤重量相等，但 形状不同的两个摆。 观察实验 1、这两个摆有什么特点？你觉得它们的 摆动快慢会一样吗？为什么？ 2、师生演示（两个摆同时进行，安排记 录和计时的学生，师控制摆，一半学生数 学球形摆，一半学生数圆柱形摆） 球形摆快，圆柱 形摆慢。 形成认知冲突，引 导学生继续思考。 3、讨论：你有什么新发现？ 绳长相同，摆的摆动快慢怎么不同了？ 交流、分析 4、指导学生找到物体的重心—以牙签表 示，根据学生实际情况进行引导：虽然这 两个单摆的摆绳一样长，但是它们的摆长 却是不一样的。 其实，摆的摆长并不等同于实验用的摆绳， 真正的摆长是指支架到摆锤重心的距离。 5、小结：摆的摆动快慢与摆长有关。摆 长越长，摆得越慢；摆长越短，摆得越快。 引出新课 真正影响摆的摆动快慢的是摆长，并不是 讨论、汇报：改 摆绳的长度。 变摆长等。 出示一个挂钟：老师的这个挂钟走慢了， 我们怎么样做才可以让它走准呢？如果 走快了，又该怎么办？ 板书设计 科学探究活动开始 于问题，因此让学 生在课上解决一些 实际问题，又带着 问题离开课堂，可 以使科学探究进一 步延伸，保持学生 科学探究的热情。 发现 摆 有 快 慢 猜想 验证 摆幅大小 有关 摆锤的重量 有关 控 制 变 量 法 摆绳的长度 有关 结论 无关 无关 摆长有关：长慢、短快 案例分析 在上节课学生测量摆的摆动次数的时候已经发现，摆钟的摆与自制的摆在 15 秒钟内摆动的次数可能不一样。有的摆摆得快，而有一些则摆得慢。学生的 头脑中已经形成了一个问题:在相同时间内怎么不同的摆摆动的次数不一样呢?之 前学生们已经观察过摆钟的摆与自己的摆，他们会联想到摆的快慢可能会与摆锤、 摆绳的长度、摆幅等因素有关系。 这节课中学生们将就摆的快慢与什么因素有关进行讨论与思考，并且去验 证他们自己的一些猜测。在探究的过程中逐步排除一些猜测，修正自己的想法。 这一节课，学生们将测量不同重量摆锤的摆在 15 秒钟内摆动的次数，不同长度 摆绳的摆在 15 秒钟内摆动的次数。他们在对测量数据的分析过程中会发现，影 响摆的快慢的因素只是摆绳的长短。 这是一节通过“测量”这种探究活动，发现科学规律的课。本次教学从三 个层面开展探究活动，第一层面，对我们发现的问题，怎么想办法去证实;第二 层面，运用测量的方法，对我们的发现进行验证;第三层面，对我们所得到的数 据进行分析。 在教学中我引导学生如果要来研究“摆锤的重量是否影响摆的次数”这个 问题，我们要改变原来我们制作的摆的哪个因素?使学生初步具有在实验中怎样 控制无关因素，从而保证所要研究问题结果的精确性的能力。在这个实验中，要 控制的因素就是摆长与摆幅不变，使摆锤的重量增加到原来的三倍，同样测量 15 秒，并且记录每次测量的结果。实验结束后，教师要引导学生对测量的数据进行 比较分析，让学生说说对这个结果进行分析后，有什么推测。在教学中，我采用 挂钩码的方式，结果学生出现了两种挂法，第一种是将所有钩码挂在同一地方， 第二种是将钩码依次挂起来。所以出现了两种不同的结论，第一种是摆摆动的快 慢与摆锤轻重无关。第二种挂法是摆锤越重摆摆动的速度越慢，此时课堂中出现 了一片争论声，这更加激发了学生的探究欲望 在进行“改变摆绳长度的”实验中，采用的是适当放手。只要做简单的提 示，比如:在上个实验中，我们为了研究摆锤的重量是否影响摆的次数，使摆绳 的长度、摆的幅度等其他因素保持不变。现在我们要进行“摆绳长度是否影响摆 的次数”的研究，我们应该使哪些因素不变?实验怎么进行?在学生实验结束后， 引导学生对实验所测的数据进行分析。比较两次实验，让学生谈谈有什么发现? 虽然实验结果在教师的心中是清楚的，但是这是个不完全归纳的实验，可以引导 学生对实验结果进行大胆的推测。 这两个实验，我在学生的探究过程中起到一个“扶、引、放”的作用。在 实验过程中，教师是参与者，和合作者，根据学生的实验情况，不断提出探究性 问题，引导学生探索对实验变量的控制，对实验结果做出分析，并能够利用实验 的结果进行推测。 教学第二部分:摆的快慢与什么有关系时设置了几个连续递进的问题，引 导学生在“用摆做实验”后，进行思考与讨论。把两张实验记录放在一起，你觉 得哪种摆的速度比较快?哪种摆的速度比较慢?摆的快慢与绳长有关吗?与摆锤有 关吗?对这些问题你是怎么思考的，这就是我想达到的一个结果，学生能根据自 己的原有知识、对实验结果进行分析与思考，并进行科学的推测。 课程的最后，是摆绳长度相同的两个摆，但摆锤的长短不一样，一个摆锤比 较长，另一个摆锤比较短。我先引导学生推测这个两个摆的摆动速度，大多数学 生肯定会认为这两个摆摆动速度是一样的，因为他们的摆绳是一样的。但是如果 学生们去测量会发现短摆锤的摆摆动的速度快。这样的测量结果与学生刚刚实验 的结果产生了矛盾冲突，之前的实验结果表明摆动次数是与摆锤没有关系的，而 这个实验表明又有关系。这使学生们百思不得其解。我想试图通过这样的活动让 学生真正理解摆绳的长度不等于摆的长度。 存在的问题： 在本次教学中，由于考虑不周课前准备材料欠缺，比如在控制摆角的问题上， 由于没有采取一定的方式将量角器固定住，实验中总是出现量角器滑落的现象。 在教学中由于学生课前预习了本课，所以出现了根据实验结果截然相反的结论， 比如第四组由于他们的挂法改变了摆长，所以导致根据他们的实验数据应当出现 了摆锤越重，摆摆动的速度越慢，摆锤越轻摆摆动的速度越快这种结论，可是由 于他们课前预习和日常生活经验，他们知道这个结论是错误的，此时教师应当引 导孩子科学探究应当以事实为依据，不能撇开事实，不尊重事实，这样违背了科 学探究的精神，引导孩子去思考，为什么会出现这种现象，是不是自己的操作方 法出了问题？该怎么办？不能一带而过。