【核心素养目标】3.5《摆的快慢》教学设计

中小学教育资源及组卷应用平台
5.摆的快慢
【核心素养目标】
科学观念：通过实验研究，认识到摆的快慢与摆锤质量无关，与摆绳长短有关，摆绳越短，摆动越快，反之则越慢，并应用于摆钟快慢的调节。
科学思维：通过获得的数据，归纳概括摆的快慢与摆锤质量和摆绳长短的关系，依据证据推理，找出规律。
探究实践：针对问题，设计控制变量的实验方案，讨论改进方案，并实施方案。
态度责任：在探究过程中，能基于证据和逻辑发表自己的见解，养成实事求是的科学态度。
【教学重难点】
重点：研究摆的快慢与哪些因素有关。
难点：1.控制实验变量。
2.获得精确测量结果。
【教学准备】
教师：1.教学课件；2.两个摆（摆绳长短相同，摆锤质量也相同）。
学生：1.标有1倍、2倍、3倍长度记号的摆绳，3个大垫圈，三角形的回形针挂钩，夹子，秒表，铁架台上面固定好长木棒，长木棒上固定一定角度的铜导线；2.课堂作业本中的记录单。
【教学过程】
一、复习导入，揭示课题（预设3分钟）
材料准备：课件
1.出示“自制摆一分钟摆动次数的数据汇总表”。
提问：上节课我们分析这些数据总结出了“摆的等时性”，同时我们还有一个新发现，谁来说一说？
（预设：不同的摆1分钟摆动的次数不同。）
这几个组的摆1分钟摆动的次数多，说明摆动得快。 而这几个组的摆1分钟摆动的次数少，说明摆动得慢。
2.这节课我们就来研究摆的快慢与什么因素有关。揭示课题：摆的快慢（板书）。
【设计意图】简要复习上一课内容，快速聚焦到本课研究的问题，引导学生就该问题进行思考、推测，也自然进入了第一项探索活动。
二、探究：摆的快慢与摆锤质量和摆绳长短的关系（预设27分钟）
材料准备：课件，摆绳上标有1倍、2倍、3倍长度记号的摆、垫圈、铁架台、挂钩、夹子、秒表、铜导线
1.推测：你觉得影响摆的摆动快慢的因素有哪些呢？请同学们先思考，小组讨论后回答。
（预设：摆绳长短、摆锤质量、摆幅大小。）
2.引导学生排除“摆幅大小”这个因素。
（1）提问：根据上一节课的观测我们可以排除哪种猜测呢？
（2）学生回忆，讨论并回答。
（3）师生共同演示，再次验证，排除摆幅的影响。
3.师生共同完成改变摆锤质量的实验设计。
（1）提问：要研究摆的快慢与摆锤质量的关系，我们要测量和记录哪些数据？打算怎么做？
（2）小组讨论后汇报。
学生汇报自己小组讨论的实验方案。
其他学生补充或者提出改进意见，逐步完善实验方案。
（3）教师课件出示完整的实验方案图。
4.学生自行设计改变摆绳长短的研究。
（1）提问：实验中改变的条件和不改变的条件又有哪些？
（2）教师补充改变摆绳长短的方法以及保持摆幅不变的方法。（通过夹子分别夹在摆绳上的一倍、两倍、三倍的标记处来改变摆绳长短以及把摆拉到与铜导线同一角度来保持摆幅大小不变的方法。）
5.温馨提示：实验注意事项。（PPT展示）
（1）按下秒表，同时轻轻松开摆锤。
（2）30秒为一次实验，做3次，及时记录。
（3）选一个合适的数据。
（4）组长上台，输入数据。
6.学生实验，教师巡视。
【设计意图】实验设计环节从“感知”对比实验，到 “扶”，再“放”，使学生不断提高设计对比实验的能力，使实验更有效地开展，更好地突破本节课的重难点。
三、交流实验发现（预设10分钟）
材料准备：课件
1.分析摆的快慢与摆锤质量之间的关系。
学生上台分析全班的数据，得出摆的快慢与摆锤质量无关。
教师针对一些特殊数据，请学生解释原因。
2.分析摆的快慢与摆绳长短之间的关系。
学生分析本组的数据，初步得出结论。再分析其他组数据，进一步验证上面的结论。
3.教师小结：摆的快慢与摆锤质量无关，与摆绳长短有关，摆绳越短，摆动越快，反之则越慢。
4.应用：摆钟走时不准了，如果走慢了，怎么办？
【设计意图】这是一个对实验数据的分析环节，通过对数据分析回答“我们是怎么知道摆的快慢与哪些因素有关的？”这一更值得思考的问题。学生在通过组内分析，再到全班数据分析得出结论，并运用它解决日常生活遇到的问题，提高解决问题的能力。
四、板书设计
【疑难解答】
摆绳长度和摆长有什么区别？
摆绳长度指的是摆绳部分的长短（即右图摆绳长度部分），而摆长是指摆锤重心到摆的固定点的距离（即右图摆长部分）。真正影响摆的快慢的因素是摆长，摆长长，摆动慢，摆长短，摆动快。