《鐘擺的秘密》教案
教學(xué)目標：
1、通過(guò)研究擺鐘的構造，了解擺鐘，發(fā)現擺是擺鐘的控制核心。
2、通過(guò)研究擺速與擺線(xiàn)、擺錘之間的關(guān)系，認識擺的運動(dòng)規律——擺臂越短，擺的越快；擺臂越長(cháng)，擺的越慢；擺的快慢與擺錘輕重無(wú)關(guān)。
3、能夠對影響擺速有哪些因素作出猜想；能夠根據猜想與假設設計實(shí)驗方案，進(jìn)行驗證；能夠使用控制變量的方法收集數據；能夠通過(guò)測量搜集、記錄數據，并選擇有效的數據作為證據。
4、懂得人只有認識自然規律，才能更好地利用自然規律。
教學(xué)重點(diǎn)：掌握鐘擺的運動(dòng)規律。
教學(xué)難點(diǎn)：學(xué)習利用控制變量法進(jìn)行探究。
實(shí)驗用品超市：
支架、鉤碼（3個(gè)）、線(xiàn)繩、秒表、直尺、記號筆等。
實(shí)驗內容設計：
1.創(chuàng )設情境，導入新課
講伽利略發(fā)現鐘擺的規律的故事引入新課；由課件展示擺鐘及其內部結構，引出鐘擺是擺鐘的運動(dòng)控制核心。
2.玩自制擺，練習操作
老師展示自制的鐘擺，讓學(xué)生上臺啟動(dòng)，教師介紹鐘擺的三要素（擺線(xiàn)、擺錘、擺角）和擺的實(shí)驗注意事項；全班一起數一數10秒鐘內擺動(dòng)的次數。
學(xué)生分組自制鐘擺并測量10秒內擺動(dòng)的次數，
3.發(fā)現問(wèn)題，大膽猜想
教師板書(shū)不同小組三次實(shí)驗數據，發(fā)現同一個(gè)擺擺動(dòng)的快慢一樣，不同小組的不同的擺擺動(dòng)快慢卻不同，從而提出：“為什么有的擺擺得快，有的擺擺得慢？”
引導學(xué)生分組討論并做出猜想:可能與鐘擺的擺線(xiàn)長(cháng)短、擺錘輕重、擺角大小有關(guān)。
4.設計實(shí)驗，分組驗證
各小組設計實(shí)驗方案驗證自己的猜想，重點(diǎn)討論如何利用變量控制法進(jìn)行對比實(shí)驗。
全班交流實(shí)驗方案，分組實(shí)驗，教師巡視指導。
5.分析歸納，得出結論
對分組實(shí)驗的數據進(jìn)行分析歸納，得出實(shí)驗結論：擺擺動(dòng)的快慢與擺線(xiàn)長(cháng)短有關(guān)（擺線(xiàn)越長(cháng)，擺動(dòng)越慢；擺線(xiàn)越短，擺動(dòng)越快。），與擺錘輕重和擺角大小無(wú)關(guān)。
6.鞏固練習，拓展延伸
�。�1）、探探家的擺鐘走得太快了，怎么調一調？
�。�2）、公園里，8歲的究究和爸爸分別坐在兩個(gè)完全相同的秋千上要比賽蕩秋千，比一比相同時(shí)間內誰(shuí)蕩的次數多。究究說(shuō)：“我身體輕，肯定比你快！”爸爸說(shuō)：“我力氣大，肯定贏(yíng)你！”對他們父子的觀(guān)點(diǎn)你有什么看法？怎么能讓究究比爸爸蕩得快？
(3).課下自制一個(gè)1分鐘擺動(dòng)60次的擺。
7．分享收獲，整理器材
讓學(xué)生談?wù)劯髯缘氖斋@，教師順便稱(chēng)贊同學(xué)們經(jīng)歷了一次偉大的科學(xué)探究過(guò)程，介紹400多年前伽利略發(fā)現鐘擺的規律的故事，介紹后來(lái)慧更斯利用伽利略的鐘擺的規律發(fā)明了擺鐘，讓學(xué)生明白偉大的科學(xué)發(fā)現總是來(lái)源于生活，然后又服務(wù)于生活，只要我們細心觀(guān)察，認真思考，勇敢探究，就會(huì )有科學(xué)的發(fā)現和偉大的創(chuàng )造。
教學(xué)方法：
教法：課件導情、實(shí)驗導疑、活動(dòng)導練；學(xué)法：全班參與、分組討論，“提問(wèn)——猜想——驗證——分析——總結”。
教學(xué)過(guò)程：
第一步，講述伽利略發(fā)現鐘擺的秘密的故事引入新課并板書(shū)課題。
第二步，揭開(kāi)擺鐘的神秘面紗，讓學(xué)生發(fā)現問(wèn)題。我用課件出示擺鐘的內部結構圖，因為同學(xué)們四年級學(xué)過(guò)有關(guān)齒輪的相關(guān)知識，對齒輪的作用有一定的了解，通過(guò)仔細觀(guān)察，能夠發(fā)現因為有了擺的擺動(dòng)擺鐘的指針才會(huì )走，可見(jiàn)擺是擺鐘的控制核心，同學(xué)們在頭腦中立刻就會(huì )產(chǎn)生“為什么要用擺來(lái)作為時(shí)鐘的控制核心”或“為什么要用擺來(lái)控制時(shí)鐘的快慢”這樣的問(wèn)題。發(fā)現問(wèn)題是學(xué)生想進(jìn)一步解決問(wèn)題，進(jìn)一步深入探討的原動(dòng)力，激發(fā)同學(xué)們探求新知的濃厚興趣。
第三步，認識擺，玩擺。教學(xué)中往往有這種情況，當學(xué)生已經(jīng)產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習興趣和強烈的探究欲望，若教師沒(méi)有抓住時(shí)機而是讓一些抽象的、枯燥的概念或問(wèn)題占具學(xué)生頭腦，就會(huì )抹殺學(xué)生的興趣，所以我在課堂上強調這個(gè)“玩”字。教師先來(lái)玩，在玩中介紹了擺的構造（擺線(xiàn)、擺錘、擺角），說(shuō)明了怎樣計擺的次數，接下來(lái)讓學(xué)生自由玩，從桌上隨意選擇材料，動(dòng)手組裝，制作成一個(gè)擺，小組內先來(lái)玩一玩。接下來(lái)在玩中學(xué)生分組測出10秒時(shí)間各自的.擺擺動(dòng)多少次，老師把同學(xué)們的數據板書(shū)在黑板上。學(xué)生會(huì )發(fā)現不同小組的擺擺動(dòng)的次數是不同的，從而提出“為什么有的擺擺得快，有的擺擺得慢”這個(gè)本課要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。
第四步，針對要解決的重點(diǎn)問(wèn)題“為什么有的擺擺得快，有的擺得慢”，讓學(xué)生提出猜想，放手讓學(xué)生設計實(shí)驗方案，最后動(dòng)手實(shí)驗來(lái)驗證猜想。這是本節課的核心，是突破重難點(diǎn)的教學(xué)關(guān)鍵。
我先是鼓勵學(xué)生大膽猜想，無(wú)論學(xué)生猜想的是否正確，只要敢于猜想就是一件可喜的事情，教師千萬(wàn)不能用“你猜的對嗎？”這樣的置疑來(lái)限制學(xué)生的思維。這里學(xué)生會(huì )猜擺的快慢與擺線(xiàn)長(cháng)短、擺錘輕重、擺角大小、手對擺的推力等等因素有關(guān)，這些猜想都值得肯定，但根據擺的構造這節課就只研究擺的快慢跟擺線(xiàn)長(cháng)短、擺錘輕重、擺角大小這三個(gè)因素的關(guān)系。
接下來(lái)放手讓學(xué)生自己設計實(shí)驗方案，在匯報交流中我有意引導學(xué)生明白自己設計的其實(shí)就是對比實(shí)驗，明白應控制哪一個(gè)變量，怎樣控制這個(gè)變量，明白哪些條件要保持不變，這樣才能探究出某個(gè)因素跟擺速之間的關(guān)系。同時(shí)讓學(xué)生自己設計實(shí)驗記錄表，會(huì )設計表格的小組，他們對控制變量的這個(gè)實(shí)驗掌握得會(huì )更牢固。這一環(huán)節會(huì )讓學(xué)生明確任何探究活動(dòng)必須要有計劃，包括制定步驟，選擇方法和設想安全措施，從而逐漸形成在著(zhù)手解決問(wèn)題前先思考行動(dòng)計劃的習慣，并且還要學(xué)會(huì )小組成員分工合作。
最后各小組按照自己設計的實(shí)驗方案動(dòng)手實(shí)驗，教師強調各組要注意合理分工。我放手讓學(xué)生自己明確分工，因為五年級學(xué)生能夠根據學(xué)生各自的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行合理分工，細心的同學(xué)來(lái)數數，會(huì )用秒表的同學(xué)來(lái)計時(shí)，動(dòng)作標準的同學(xué)來(lái)放擺，語(yǔ)言組織能力強的同學(xué)來(lái)記錄并匯報，充分給學(xué)生以信任。在匯報交流各組的實(shí)驗結果時(shí)，我強調請同學(xué)們仔細觀(guān)察你們的實(shí)驗數據，并給學(xué)生留有一定的分析歸納的時(shí)間，這是完成這一單元二級目標“能對搜集到的眾多資料和數據進(jìn)行分析和整理”的教學(xué)環(huán)節，所以從時(shí)間、空間上給了充分的重視。經(jīng)過(guò)數據整理與分析，學(xué)生就會(huì )得出結論：擺的快慢與擺線(xiàn)長(cháng)短有關(guān)（擺線(xiàn)越短，擺的越快；擺線(xiàn)越長(cháng)，擺的越慢。），與擺錘輕重和擺角大小無(wú)關(guān)。在這一過(guò)程中，有的組會(huì )因實(shí)驗誤差導致無(wú)法得出正確的實(shí)驗結論，這時(shí)我適時(shí)地讓該組同學(xué)反思誤差產(chǎn)生的原因，建議他們重做一次。目的是強調實(shí)驗過(guò)程中要注意一些細節，如：計時(shí)與放擺的同學(xué)動(dòng)作要一致，手要把擺錘輕輕松開(kāi)等，這樣才能減小誤差，提前教會(huì )學(xué)生下一步的實(shí)驗時(shí)應掌握的操作要領(lǐng)和注意事項。
第五步，應用自己探究的規律，解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。學(xué)生在掌握了擺的運動(dòng)規律后，我提出一個(gè)問(wèn)題：小明家的擺鐘走得太慢了，怎么調一調？學(xué)生很快就能說(shuō)出解決辦法。第二個(gè)問(wèn)題：公園里，8歲的究究和爸爸分別坐在兩個(gè)完全相同的秋千上要比賽蕩秋千，比一比相同時(shí)間內誰(shuí)蕩的次數多。小明說(shuō)：“我身體輕，肯定比你快！”爸爸說(shuō)：“我力氣大，肯定贏(yíng)你！”對他們父子的觀(guān)點(diǎn)你有什么看法？怎么能讓小明比爸爸蕩得快？然后我又提出一個(gè)更高的要求，讓學(xué)生挑戰自我，課下制作一個(gè)1分鐘擺動(dòng)60次的擺。這一環(huán)節讓學(xué)生學(xué)會(huì )學(xué)以致用，明白科學(xué)來(lái)源于生活，科學(xué)最終還要服務(wù)于生活。
第六步，課堂結束時(shí)大力贊揚學(xué)生，激發(fā)科學(xué)探究欲望，培養科學(xué)精神。我讓學(xué)生談?wù)劯髯缘氖斋@，在同學(xué)們共同分享成就感的基礎上，動(dòng)情地說(shuō)同學(xué)們的發(fā)現其實(shí)就是科學(xué)家的發(fā)現，400多年前的伽利略也發(fā)現了擺的規律，另一個(gè)科學(xué)家惠更斯在伽利略理論的基礎上發(fā)明了擺鐘，用擺作控制核心，使擺走得快慢均勻，走得更精確，同學(xué)們其實(shí)都具有科學(xué)家的潛質(zhì)。在激發(fā)情感的同時(shí)，照應開(kāi)頭，讓學(xué)生明白為什么用擺作為時(shí)鐘的控制核心，因為擺的運動(dòng)有一定的規律(同一個(gè)擺的擺動(dòng)有等時(shí)性)，它可以讓鐘走得快慢均勻。
第七步，整理實(shí)驗臺。送上老師衷心的祝福：祝同學(xué)們幸�？鞓�(lè )！
板書(shū)設計：
鐘擺的秘密
快慢
擺線(xiàn)長(cháng)短的影響：有關(guān)（越長(cháng)，越慢；越短，越快。）
擺錘輕重的影響：無(wú)關(guān)
擺角大小的影響：無(wú)關(guān)
教學(xué)反思：
本堂課我是遵照科學(xué)探究活動(dòng)的步驟設計的：情景引題——猜想假設——設計實(shí)驗——合作探究——拓展延伸。讓學(xué)生在探究過(guò)程中既獲得知識，有鍛煉多種能力，同時(shí)培養濃厚的學(xué)科興趣和情感。但是，教學(xué)是一門(mén)遺憾的藝術(shù)，好課永遠是下一節。力求完美，將是我永恒的追求。
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