2.2. 钟摆的秘密 教学设计

五年级大象版科学上册《钟摆的秘密》教学设计
目标确定的依据
1.课程标准的相关要求
（1）能运用已有知识作出自己对问题的假想答案。
（2）能根据假想答案，制定简单的科学探究活动计划。
（3）能通过观察、实验、制作等活动进行探究。
2.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。
3.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.通过教学，使学生认识摆动，知道摆摆动的规律。
2.培养学生的实验能力和归纳概括能力
3.使学生能积极参与探究活动。在研究摆的活动中能实事求是、尊重事实。
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：实物摆钟、自制的摆、秒表、实验报告单、课件等。
分组材料：秒表、钩码、线、支架等。
教学过程
一、导入新课（2分钟）
教师让学生交流课前观察的自然界中物体运动的例子？教师播放钟摆、灯摆、荡秋千的动画。引导学生学生交流并让学生做出动作表示出来。
教师小结：这种像灯摆、钟摆，秋千似的摆来摆去的运动，我们叫它摆动。摆动是我们生活中常见的一种运动。你们注意过各种物体的摆动有什么规律吗？讲述伽利略的故事激趣导入新课。（大约在400多年前，意大利有一位科学家，名叫伽利略。有一天他在一个大厅里看见一盏吊灯在风的吹动下不停地摆动。这件事引起了他的兴趣，于是他用右手按住自己左手的脉膊，计算吊灯摆动一个来回的时间，观察吊灯的摆动有什么规律。结果他发现了其中的秘密，而且是一个与当时的书上写的结论不同的秘密。那么吊灯的摆动有什么规律？伽利略到底发现了什么秘密？
好，就让我们也像伽利略那样，一起来研究摆的秘密。（板书：摆的秘密）
二、探究新知
1.?认识摆
在一根细线下面挂一个重物，把细线上端系在支架上的横梁上，这就构成了一个摆。我们把这根细线叫做摆线（板书：摆线），把下面的重物叫做摆锤，（板书：摆锤），摆在摆动的时候，有时摆的幅度大，有时摆的幅度小，我们把摆动的幅度大小叫摆幅。（板书：摆幅）。做实验时要正对着摆，拿起摆锤，摆线要直，摆幅不要太大；听到开始实验时，手轻轻一松，不要用力推。摆出去，再摆回来，往返一次，叫摆动一次，没摆回来，不计数。
每个组3个摆，各组任意选择一个摆，把它系在支架的横梁上，我们来练习数摆摆动的次数。
教师指导学生分组安装、练习。
2、指导学生认识同一个摆摆动的快慢是一定的
（1）下面我们来试一试，你们组的这个摆在10秒钟能摆动多少次？老师计时，到10秒后各组停止数数，请做实验的同学把摆动的次数记录试验记录表一里。（三次）
实验记录表（一）
实验次数
一
二
三
……
实验数据
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实验结论
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备注
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（2）各组汇报三次实验的次数，教师板书，然后引导学生比较本小组的摆，十秒钟摆动的次数有什么规律，如果实验没有误差，同一个摆十秒钟摆动的次数是一样的，从而发现其中的规律：同一个摆，摆动的快慢是一定的。（如果实验有误差，教师可选择误差较大的组进行演示实验，从而验证实验结论。）
3、指导学生研究摆摆动的快慢和什么因素有关
（1）教师引导学生比较各组的摆在同一时间内摆动的次数是否一样，学生就会发现各小组的摆摆动的次数是不一样的。激趣猜想：这又是一个秘密。它们的摆动为什么不一样？请你们互相观察各组的摆，找一找摆的快慢不一样，可能与什么因素有关系。
（2）教师引导学生小组讨论后，汇报交流。（可能与摆线的长短、摆锤的轻重和摆幅的大小有关）
（3）教师指导学生设计实验方案（引导学生明确当一个问题和多个变量有关系时，要想实验准确，必须排除其它因素，最好采用对比实验，实验最好做三次。）
a、设计摆摆动的快慢和摆线长短的实验。
教师要引导学生实验中的对比条件和如何控制其他变量。也就是实验中摆线的长短不同，摆幅的大小和摆锤的轻重是一样的。学生选择符合条件的两个摆系在铁架台的横梁上。了更好的控制摆幅，教师可引导学生用一本书挡住两个摆，听到实验时，把书一抽，让两个摆同时摆起来，这样就避免用手松的快慢，从而导致摆幅不一样了。
b、设计摆摆动的快慢和摆锤轻重的实验。
相同条件：摆线的长短和摆幅的大小相同。
不同条件：摆锤的轻重不同。
c、设计摆摆动的快慢和摆幅的实验。
相同条件：摆线的长短和摆锤的轻重相同。
不同条件：摆幅的大小不同。
（4）教师指导学生分组实验，填写实验报告。
研究内容
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对比条件
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实验数据
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实验结论
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备??注
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（5）汇报实验结论：
摆摆动的快慢与摆幅的大小、摆锤的轻重无关，与摆线的长短有关，摆线长，摆动慢；摆线短，摆动快。
（教师也可以引导学生先做摆的快慢和摆幅有没有关系，排除摆的快慢和摆幅的大小没有关系，然后再做摆的快慢和摆锤的轻重，摆线的长短有没有关系。这样就可以用同一个摆来研究摆的快慢与摆锤的轻重，摆线的长短有没有关系。）
（四）总结
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四、拓展延伸
摆的快慢由摆线的长短决定的，那么你能制作一个60秒钟摆60次的摆吗？说说你的想法。课下制作一个听话的摆。
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。