《钟摆的秘密》教案

《钟摆的秘密》教案教材分析《钟摆的秘密》这节课以摆为切入点，让学生经历和体验自主探究摆的活动，通过反复实验探究去发现和掌握钟摆的运动规律，并能用已学过的知识解决实际问题。要求学生能够使用“控制变量”的方法搜集影响摆的快慢因素的证据，通过测量搜集、记录数据，并选择有效的数据作为证据，发展学生进行对比实验的能力和归纳、概括的能力，培养学生探究自然奥妙的兴趣和科学精神。学情分析生活中有很多类似摆的现象，学生都见过或玩过，有一定的生活经验。同学们生活中经常用到钟，钟表是学生熟知的东西，学生对钟的知识知道的也不少，但孰知并非真知，加上摆钟在现在的生活中不常见，市面上一些看似摆钟的钟其实是石英表，钟摆只是作为装饰品，学生对钟表的工作原理、对钟摆的运动规律知之甚少。学习目标1.通过研究摆钟的构造，让学生了解摆钟。发现摆是摆钟的“控制核心”。2.通过对比实验探究摆速与摆线、摆锤之间的关系，验证摆的运动规律。3.了解摆钟的发明与伽利略发现的摆的摆动具有规则性原理之间的关系。4.培养学生的观察能力、思考能力和动手实践能力。教学重难点重点：认识摆及摆的运动规律。难点：培养学生的实验能力（应用控制变量的方法研究摆的摆动规律）和归纳概括能力（从反复实验的数据中归纳概括摆的摆动规律）。评价任务1.通过观察，会说出摆的组成。2.小组内交流，通过交流会设计出简单的实验方案。3.通过实验会说出摆长是决定摆摆动的快慢的因素。教学准备演示材料：自制的摆、秒表、实验报告单、课件等。分组材料：秒表、线、萝卜、支架、棉线、笔等。教学过程一、情景导入1.讲述伽利略发现摆的科学小故事。2.观察生活中常见的钟摆的动态图片。【设计意图：从一些简单而常见的事件出发引发学生自己去思考，去发现生活中的科学，从而加深了学生的印象，更能引起学生探索的兴趣。】二、动手操作，发现问题1.观察摆钟内部结构，了解工作原理，体会摆是摆钟的工作核心。2.你们想了解钟摆的哪些秘密？（生1：钟摆摆动的快慢一样吗？生2：钟摆摆动的快慢与什么因素有关呢？）3.讨论摆的组成。4.那么你能利用桌子上的材料做一个摆吗？请大家用最快的速度做一个摆并让它摆动起来。学生活动，制作钟摆制作成后，让学生自行玩半分钟左右。6.怎么样才算是摆动一次？让学生站起来或到台前给大家展示同时解释。我们一块来数一下它的摆动次数。7.提问：你们的摆20秒钟可以摆动多少次？一起数。重复3次。你们发现了什么？学生畅谈。（生1：同一个摆，在相同时间内，摆动次数相同。生2：同样的时间，不同组的摆摆动的时间不一样。）【设计意图：发现问题，提出问题，是对学生创新意识培养的重要方法。选择问题进行科学探究是现代人必备的素质之一，在这一教学环节中则要作为重点，为学生的后续发展打下基础。】三、提出问题，设计实验1.那么对于这种现象，大家能提出一个可以研究的问题吗？（生：摆摆动的快慢与什么因素有关呢？）2.那么请大家大胆的猜想一下。（生1：与摆线的长度；生2：与摆锤的质量；生3：与摆动的幅度。）3.下面我们就来通过实验来解决我们提出的问题。那么做实验之前，我们要先设计出我们的实验方案：我们要怎么去做？下面组内进行交流，设计出自己组的实验方案。交流实验方案。（组1：我们组会先进行分工：一个人做实验、一个人记录时间、其他学生数次数，组长汇报；组2：在做的时候同样一种情况要多做几次；组3：我们会先研究与摆线长度的关系，然后再研究与摆锤质量的关系；组4：在研究时还要用到我们以前学过的对比的方法，研究与摆线长度关系时，除了摆线长度不一样以外，要保证其他的都要一样，这样才能进行对比。）摆的研究摆长长短20秒摆动次数长摆中摆短摆我的发现摆的研究摆锤轻重20秒摆动次数轻摆锤（1片）中摆锤（2片）重摆锤（3片）我的发现 【设计意图：通过活动，培养发现问题、提出问题、解决问题的能力。】四、分组实验，汇报交流1.分组实验。在此期间，老师报时间，询问和指导学生进行实验。2.汇报交流。（1）现在请各小组把刚才的实验情况汇报一下。（2）请同学们认真观察这些数字，你发现了什么？3.结论。（1）摆的快慢与摆锤轻重无关。（2）摆的快慢与摆线长度有关，摆长越短，摆动越快。【设计意图：科学教师有一个重要任务，就是要给足学生时间，让其亲历科学探究（实验）过程。】知识应用1.发现了摆的秘密之后，再看一看摆是如何工作的。2.用自己所学的知识设计一个60秒摆动60次的摆，看谁做得又快又好又准确。）（转化成20秒20次）【设计意图：提高学生的应用意识。】3.识图应用，做出判断。教学反思“科学学习要以探究为核心，并且学生是探究的主体”。对影响摆的快慢因素的研究就是一次探究。在探究中学生自己作出假设，自己制定研究的计划，在小组成员的共同努力下完成实验，收集数据，得出结论，而老师只起到了一个组织者、参与者、引导者的作用。对他们进行宏观调控，帮助他们最终完成探究任务。学生是主体，老师是主导，充分发挥学生的自主探究，有效提高学生识别和控制控制变量能力。在这一节课中得到很好的体现，学生自主探究的权利也得到了充分的行使，纵观本节课的教学，有以下三个特点：一、老师主导，降低运用控制变量对比实验设计的难度，有效促进学生的自主探究能力。对于学生来说“控制变量”是一种搜集证据的重要方法。理解比较抽象，运用控制变量来设计对比实验就更难，在教学中，我从材料的准备、实验计划和记录表的设计、介绍、材料这三个方面来引导学生设计对比实验，降低学生探究难度，有效地渗透识别和控制变量的能力。二、教师主导，培养学生有认真细致的科学态度。在实验中，引导学生认真仔细，正确操作，不管是计时、计数、记录都是一次严格的体验，无论哪一次稍有误差都会影响实验的准确。在每一次的实验过程中，都要让学生知道数据的准确是多么的重要。因为在科学研究中数据是说明最后结果的最有力的证据，而数据的每一次采集都需要高度的认真和细致，因为大科学家就是这样的，而这样体验对学生来说意义重大，因为科学来不得半点马虎。三、教师主导，学生主体，培养学生有对比数据的潜在意识。数据是依据，数据是实验的结果。有了数据，就有了比较，就有了发现，就有了结论。让学生在前后对比数据的过程中，发现摆的摆动秘密，得出了科学的结论。学生的每一次发现都是以数据为凭借为依据，在这样的科学探究过程中无意识的培养了学生有对比数据的潜在意识，认识到数据在实验中的重要性。