1.4 尝试科学探究
教学目标
【知识与能力】
1. 通过探究摆的奥秘,说出科学探究的全过程和一般步骤。
2. 通过探究摆的奥秘,掌握科学探究的一个基本方法——控制变量法。
【过程与方法】
经历科学探究,获得对科学探究过程的一般性认识,领悟科学探究的几个重要环节,在科学探究过程中挖掘学生的探究能力。
【情感态度价值观】
养成对科学的热爱,增强探究科学的欲望。
初步体验科学猜想与假设、简化研究对象、控制变量等方法在科学探究中的作用和意义。
教学重难点
【教学重点】
通过实验和体验来学习科学探究，了解科学探究的一般过程和要素。通过探究摆的奥秘，初步体验科学猜想与假设、简化研究对象、控制变量等科学方法。
【教学难点】
运用简化研究对象、控制变量等方法
课前准备
大摆钟、铁架台、细线、单摆球、计时器等
教学过程
一、创设情景来引入新课
展示摆钟实物,让学生观察摆钟的外部构造。
最近,小慧家的摆钟走快了,请邻居张师傅帮忙修理,只见张师傅将摆锤下面的螺母拧几下,摆钟走时就准了。对这个现象,你想知道些什么？
(生)观察摆钟的结构,讨论影响摆钟走时快慢的原因。
二、新课教学
（一）探究摆的奥秘
1．提出问题
钟表工作的道理：利用摆的摆动带动齿轮转动，齿轮转动带动指针转动，从而指示时间的变化。摆动越快，齿轮转动就快，指针运动就快。即：摆钟是靠钟摆摆动的快慢来计时的。
问题：钟摆摆动的快慢跟什么因素有关呢？
归纳概括：提出问题是进行科学探究的第一步,伟大的科学家爱因斯坦说过,提出问题有时比解决问题更重要。同学们要仔细观察平日周围的事物,善于思考,善于提出问题。
2．猜想与假设
（1）演示实验建立情景。
将自制几个快慢不同的摆，挂在一个大的支架上。这些摆有的长、有的短、有的重、有的轻、有的摆幅大、有的摆幅小。
使它们摆动起来，让学生观察，比较其快慢。
（2）组织学生进行讨论交流，提出猜想与假设。
猜想①：摆动的快慢，可能跟摆锤的有关？
依据是：
猜想②：摆动的快慢，可能跟偏离的有关？
依据是：
猜想③：摆动的快慢，可能跟摆的有关？
依据是：
归纳概括：牛顿说,没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现。在科学探究中,猜想不是胡猜乱想,这是以自己的经验和知识为基础作出的一种试探性的解释。
3．制定计划与设计实验
阅读课本，分析、领悟书上的设计。
思考：课本每个实验的目的是什么，为什么要这样设计吗？
通过讨论交流，明白简化法和控制变量法。
教师概括：设计实验应针对探究目的,选择探究的器材,用细线系住小球代替钟摆,用停表测量摆动的时间,对具体的实物进行了简化,是一个很好的设计。
4．进行实验与收集证据
看课本记录数据的表格，弄明白每个表格要研究的是什么问题，各个栏目的含义是什么，需要测量记录哪些数据等等。
教师组织学生进行实验,要求学生实验时要严格按照实验步骤操作,操作中要注意观察,把观察到的重要现象和数据记录下来,数据的记录要尊重事实,不可拼凑、不可杜撰。
5．分析论证
分析实验测得的数据，你能得出什么结论？
由学生分组讨论。
引导学生比较哪些条件相同、哪些条件不同，比较这些数据可以得出什么结论。
比较时仍然要渗透控制变量的思想方法，经过分析数据材料，找出其中蕴含的规律。
教师概括：实验数据只是一堆原始材料,必须通过分析、论证,才能形成结论。好比建造房子,一堆砖块、黄沙、水泥等材料要经过设计、施工、装饰,才能变成宏伟的建筑。
6．评估
对探究过程与结果进行推敲，审视实验方案是否有问题、有无需要进一步改进的地方，实验数据测量的是否准确，怎样做能够使误差更小；实验的结论与生活经验和事实是否符合；哪些实验前没有考虑到的因素可能对实验产生了影响；实验过程中遇到了哪些困难，是怎样解决的，有什么经验和教训，等等。
7．交流
（二）科学探究的过程
回顾探究过程，理清探究的程序，每一步有哪些要点，运用了哪些科学研究方法。
归纳全程科学探究的要素，组织学生阅读课本。
指出：科学探究的全过程包括：提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等.在实际科学探究的过程中，这7个要素是可以灵活运用的，而是根据实际研究课题的需要来选择和确定。
小结
1．科学探究七要素；
2．如何简化研究对象；
3．控制变量。
板书设计
第四节 尝试科学探究
1.探究摆的奥秘
（1）控制变量；
（2）悬线长度相等时，摆球的摆动快慢与摆球的轻重（材料）无关；摆球摆动一次的时间只跟悬线的长度有关；悬线越长，摆球的摆动越慢。
2. 科学探究的7个要素
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第一章第四节
尝试科学探究
小慧家的摆钟走快了，请邻居张师傅帮忙修理。只见张师傅将摆锤下面的螺母拧了几下，摆钟走时就准了。
你知道吗
怎么拧几下走时就准了
？
一、提出问题
这个摆来回摆动一次所需的时间由什么决定呢
提出问题有时比解决问题更重要。
二、猜想与假设
没有大胆的猜测，就不会有伟大的发现。
摆锤的轻重
偏离角度的大小
摆的长短
摆钟所处的地理位置
其他……
方法规律：
在实验探究过程中，要想探究一个变量，必须控制其他的变量不变，这种研究问题的方法，叫做控制变量法。
用一根细线悬挂一个小球来代替摆钟的摆，研究这个摆摆动的规律。
铁架台
细线
小球
刻度尺
三、设计实验与制订计划
方案一：
验证摆球的轻重是否与摆动快慢有关。使用两个摆装置，在其他条件相同的情况下（如细线长度、偏离角度），改变球的质量，验证两组摆摆动的快慢是否一致。
轻球
重球
方案二：
验证摆线的长短与摆动快慢的关系，同样保持其他条件相同。
摆线短
摆线长
方案三：
验证摆角的大小与摆动快慢的关系，同样保持其他条件相同。
摆角小
摆角大
四、进行实验与收集证据
实事求是
认真细心
塑料球
金属球
20
10
时间t/s
摆动次数
小球种类
1.探究摆球的轻重是否与摆动快慢有关
160
80
20
10
时间t/s
摆动次数
摆线长/c m
3.探究摆线的长短与摆动快慢的关系
60
30
20
10
时间t/s
摆动次数
摆动角度
2.探究摆角的大小与摆动快慢的关系
五、分析与论证
悬线长度相等时，摆球的摆动快慢与摆球的轻重（材料）无关；
摆球摆动一次的时间只跟悬线的长短有关；悬线越长，摆球的摆动越慢。
六、评估
探究过程进行评估是非常必要的。
评估一般包括以下方面：
（1）实验数据测量是否准确，怎样做能够使误差更小；
（2）实验的结论与生活经验和事实是否符合；
（3）哪些实验前没有考虑到的因素可能对实验产生影响；
（4）实验过程中遇到了哪些困难，是怎样解决的，有什么
经验和教训等等。
科学探究的过程
提出
问题
交流与合作
猜 想
与假设
评 估
分 析
与论证
设计实验与制订计划
进行实验
与收集证据
小结：
IT产业里进行编程的技术员中流行一句话：只怕想不到，不怕做不到，科学的方法都是从大胆假设开始的。
议一议
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