摆的研究教学设计教学内容：科版小学科学教材五年级下册第三单元时间的测量第六课时摆的研究教材分析：1.单元知识背景分析自人类具有“时间”这一概念以来，世世代代的人们经年累月不断地寻求着准确测量时间的方法。最初，古人利用太阳和月亮计时，到后来用日晷、沙漏、水钟计时。随着社会的发展，社会分工越来越细，慢慢地人们感到精确计算时间是必要的。17世纪以后，钟表工艺史发生了划时代的进步。根据伽利略发现的单摆的等时性，惠更斯制造了第一个摆钟，使时钟的误差从每天15分钟减少到5分钟，后来他又第一个制造出了靠发条驱动的机械表。回顾科学发展史，我们可以清楚地看到，时钟的改进历史是与整个人类文明史同步的。 本单元要让学生使用一些测量时间的设备做实验，从太阳钟、水钟到机械擒纵器在“创造”、制作计时工具的实践过程中，了解人类计时仪器的发展史，认识技术对人类社会发展的作用。2.课时背景分析对于摆的概念，它有一个进阶路线。从生活中摆动的现象（如荡秋千）到课堂中机械摆钟中的钟摆，再到摆的摆动快慢跟哪些因素有关的研究，再到高中阶段单摆的周期研究等。这个概念进阶的过程就是一个不断丰富、不断完善的过程，特别是高中摆的研究是在大量的定量研究的基础上才得出摆的周期与振幅无关这么一重要的近似性质，请注意是一个重要的近似性质。我想这一重要的近似性质对于我们小学阶段关于摆的研究及其研究结果的表述也有重要的参考价值。学情分析：在上节课孩子们就发现：摆钟的摆与自制的摆在10秒钟内摆动的次数可能不一样。他们的头脑中已经基本形成了一个问题:在相同时间内为什么不同的摆摆动的次数不一样呢?之前孩子们已经观察过摆钟的摆与自己的摆，他们会从摆的构造这个角度联想到摆的快慢可能会与摆锤重量、摆绳长度、摆幅大小等因素有关系。教学目标：通过上述分析，我们期待孩子们能根据自己已有的一些经验预测影响摆摆动快慢的因素，并能通过控制变量的方法进行大量的对比重复实验来验证自己的预测，在验证过程中能增强用数据来支持自己观点的意识，注重收集数据，注重分析数据。并且能通过对数据的分析逐步建立摆的快慢跟摆的长度有关这样的科学概念。在整个研究过程中，要让孩子们意识到精确测量结果的得到是需要反复测量的。教学准备：教具：数字化传感器、课件、摆的研究套件、西沃大屏学具：数字化传感器、摆的研究套件教学过程：一、谈话引入师：今天我们继续学习、了解时间的测量。自人类具有“时间”这一概念以来，世世代代的人们经年累月不断地寻求着准确测量时间的方法。你知道哪些测量时间的方法？学生回答后观看PPT，了解计时工具。师：随着社会的发展，人类对时间精确度的要求也提高了。日晷、水钟、沙漏等一些简易的计时工具，已不适应社会发展的需要。这时机械摆钟就应运而生了。摆钟的发明大大地提高了时钟的精确度。我们一起看段关于摆钟的视频。播放视频。师：摆钟之所以被称为摆钟就是因为它里面有个摆，。师：老师手里拿的就是摆，简单吧！师：这个摆，伟大的意大利科学伽利略层研究过，他发现了摆在一定时间内摆动的次数是不变的，也就是说摆具有等时性。荷兰科学惠更斯也对摆的也就做出过很大贡献。后来的钟表匠们根据他们的研究制作出了各式各样的钟表。（PPT）师：别小看了这个看似简单的摆，就是它决定了钟表的快慢，不放看段视频。师：看了这个视频，你感觉这个看似简简单单的摆跟很复杂的钟表之间有关系了吧。摆摆得快，钟表的指针就走得快；摆摆得慢，钟表的指针就走得慢。师：那摆的快慢跟什么因素有关呢？今天，我们继续研究摆。出示课题：摆的研究（西沃）二、自主探究，发现新知。活动一：认识摆1.认识摆的组成。（出示实物摆）师：说说看，这个摆由哪些部分组成？摆线，摆锤，摆幅。结合PPT进行教学。2.感受摆的快慢，并能正确数摆。师展示自己做的摆，并感受摆的快慢。老师这里有几个摆，一起来看看。学生发现有快慢之分，引发猜想。活动二：探究影响摆快慢的因素（一）1.提出猜想。师：猜猜看摆的快慢可能会与哪些因素有关？生1：摆锤的重量。生2：摆幅的大小。生3：摆线的长短。生4：摆线的粗细。生5：摆锤的大小。师：同学们作出了这么多的猜想，了不起！但是今天由于时间的限制，我们先研究这三个内容。（指出摆锤轻重、摆幅大小及摆线长短）2.提出分组研究建议，分配研究主题师：这三个内容如果一个一个研究的话，估计时间不够。老师有个建议：关于摆锤和摆线，我们全班分成两部分，一部分同学研究摆锤，另一部分研究研究摆幅；关于摆线，我们全班一起研究，你们看好不好？学生选择本组的研究主题，适时调配一下，保证力量均衡。3.初步制定实验方案师：各小组针对本组的研究主题组内讨论一下你们打算怎样去做这项研究。生讨论，汇报。4.汇报交流、完善实验方案摆的快慢跟摆幅大小的关系（围绕研究主题、你们的假设、不变量、变量、注意点展开，根据同学回答相机出示板书）师：认为摆的快慢跟摆幅有关的同学举手。能具体说说摆的快慢跟摆幅有什么关系?(越越)师：你们打算如何去做这个实验？生：改变摆角的大小。师：其它条件呢？其它条件包含哪些方面？注意些什么？（）（2）摆的快慢跟摆锤的轻重的关系活动三、数字化设备分组研究摆锤和摆幅对摆快慢的影响师：以往我们都是采用人工计时数数的手段进行研究。今天，我们将采用数字化设备进行研究，就是大家桌上放着的设备，光电门传感器。简介光电门传感器的功能和使用。1.数字化设备的使用说明课件呈现使用方法。2.学生分组实验3.汇报实验现象，分析实验数据，归纳实验结论请小组长整理好器材，接下来我们一起来分析数据。分组汇报本组实验数据和实验结论。（多屏互动）老师分两次控制四个组，每次控制两个组，引导学生观察他们的数据，发现共性：摆的快慢跟摆的幅度和摆锤的重量基本无关。（板书）4.板书实验结论。活动四、借助数字化设备集中研究摆长对摆一定快慢的影响1.简要汇报方案。什么改变，什么不变？（10厘米、20厘米、40厘米）2.分组实验。3.分组汇报实验现象，分析数据。分组汇报本组实验数据和实验结论。（多屏互动）老师一次控制四个组，引导学生观察他们的数据，发现共性：摆的快慢跟摆线的长度有关，长则快，短则慢。（板书）4.板书实验结论。5.借助EXCEL插入数据，生成折线统计图，运用内插法和外推法推测30厘米和50两厘摆摆动的次数，再通过数字化探究设备进行验证。简要汇报，老师控制展示四组数据及结论。6.分组研究60、70、80、90厘米的情况分组汇报，集中控制展示，完成图表。7.老师研究100厘米的情况，完成图表。8.分析图表，研究趋势。在较短范围内，摆线的长度对摆的快慢影响较大；在较长的范围内，摆线的长度对摆的快慢影响较小。三、归纳总结，促进建构。1.（出示两个摆）师：两个摆，绳子的长度相同，摆动的快慢一样吗？先推测一下吧？生推测，摆绳一样长，摆的快慢也一样。师：结果是怎样的呢？让我们一起来做试试看。师演示，学生观察。师：让我们看实验结果，你有什么惊奇的发现。你是怎么想的？学生沉默。生：虽然绳子一样长，但2号摆摆锤更长，所以2号的更长，就会更慢。师：说得非常好。虽然这两个单摆的摆绳一样长，但是它们的摆的长度长却是不一样的。其实，真正影响摆的快慢的因素并不是摆绳的长度，而是摆的长度。真正的摆长是指支架到摆锤重心的距离。所以今天我们研究结论要进行适当的修改。（师板书： “摆绳”改“摆长”）此环节要用PPT配合进行教学2.小组交流汇报本节课的收获（知识、经历的探究过程等）。师：通过今天的学习，你有哪些收获？3.总结：今天，同学们通过自己的努力，探究出了摆摆动快慢的秘密，摆的快慢还可能跟哪些因素有关？摆的快慢又是怎样影响摆钟的快慢的，感兴趣的同学课后可以继续研究。附：板书设计摆的研究摆线 基本无关摆的快慢 摆幅 基本无关长慢 摆长短快6