5. 学生实验：用单摆测定重力加速度教学设计(第二课时)

《1.2单摆》教学设计

教学目标

1.学生通过生活事例学习了解单摆的结构特点，培养抽象物理模型的能力；

2.知道单摆摆动是简谐运动，通过证明过程让学生懂得对事物的认识应有理有据；

3.通过实验，知道单摆的周期和什么有关，掌握单摆振动的周期公式，培养处理实验数据的能力、由实验现象得出物理结论的能力和乐于运用物理知识解决生活现象的兴趣。

学习者特征

物理基础总体薄弱，对物理概念和现象的理解仍需要借助大量直观形象。

学习物理畏难情绪较重，班级物理优生较少，物理学困生较多，在小组学习中让优生带学困生，物理习题练习需要适当降低标高

教学重难点分析及解决措施

教学重点：通过分析单摆的回复力证明单摆的运动在偏角较小时是简谐运动。引导学生阅读课本，小组讨论，由学生到黑板讲演证明过程，教师追问在此过程的学习困难之处追问学生需要的帮助，点出分析过程中的两处近似处理。

教学难点：探究影响单摆周期的因素和探究单摆周期与摆长的关系。探究质量和振幅是借用动量守恒定律的“碰撞”装置中的双线摆，两个双线摆分别设置不同质量和振幅，释放后观察与中间不动的摆球的碰撞声音；探究重力加速度时借用生活事实案例找到重力加速度对周期的定性影响；探究单摆周期和摆长的关系时考虑到后面还有学生实验，所以安排的分组实验是固定了摆球质量和大小，不同小组不同摆长同小组内固定摆长，最后汇总八个小组的数据进行数据分析，为了简化计算和生成图像，借助于excel表格对数据运算和生成图表，引导学生着力与数据、图表的分析和实验结论的分析。

教学过程（黑体、小四）

教学环节

课堂引入

1.温故知新

2.生活事例抽象物理模型

教师行为

提问：在前面我们学习了弹簧振子的简谐运动，那么物体做简谐运动的条件是什么？

抽选学生回答

提问：生活有些物体会进行来回的摆动，请同学们回忆举些例子。

设置前置学习任务

课堂提问：1.单摆的结构

2.装置能被看作单摆的条件

设置练习

设疑：单摆在竖直平面内的摆动是什么运动？

追问：能否证明是简谐运动

引导出第一个方法

引导学生分组讨论第二种方法学生行为

集体回答和个别回答

集体回答

媒体作用

播放微课

图片形象化

新课教学一、单摆

二、单摆的运动

1.单摆的运动图像

课前阅读课本完成学案

提炼本节课研究的模型

学生完成习题

思考后回答

回顾旧知寻找解决问题的方法

了解图像证明法

学习课本解析，小组讨论，- 1 - 呈现单摆的flash动画和知识要点

播放视频

截选视频的某个画面

资源存入资源库以备下个课

2.单摆的回复力

三、单摆的周期

1.影响因素

2.实验探究单摆的周期与摆长的关系

--回复力

“对摆球进行受力分析，然后找到回复力与位移的关系式”

引导学生小结

设置练习

衔接与设疑“周期是描述简谐运动非常重要的物理量，那么单摆的周期与哪些因素有关呢？”

追问“4个因素，那我们应该用什么方法来探究某一个因素的影响？”

演示“质量、振幅、摆长”对单摆周期的影响

引用事实案例探讨“重力加速度对单摆周期的影响”

追问：具体调整多少？引出下一探究

导出学生的微课学习反馈

提问微课学习的情况

引导学生展开小组测量固定摆长的单摆摆动30次的时间

提供统计数据的excel表格（预设好计算公式）

根据8个小组的数据师生共同分析寻找周期与摆长的关系

引导学生根据数据分析生成实验结论

播放天宫课堂的单摆部分，提问“在天宫一号上单摆实验不成功的原因?”

设置练习

自我证明

学生代表到黑板给全体学生讲演证明过程

学生小结

学生完成习题

猜测影响周期的因素

判断探究方法

观察实验现象并做出判断

领悟解决问题时可以多角度思考

用已学知识解决生活中的问题

理解问题与知识的层层推进

对“实验微课”简单回忆

呈现微课学习的成果

小组协作完成测量并把数据汇总到老师提供的excel表格中

学习借助工具对数据进行处理，学习利用图像对数据进行分析

讨论实验结论

学习惠更斯的的研究结果

观看、思考、回答

学生完成习题

展示小结

程使用

呈现知识要点

利用课件打开摄像头，把演示实验过程播放给学生，便于全班学生观察

展示案例

利用Excel汇总和计算实验数据，即时生成图表，并跨平台在课件上展示和分析图表

呈现知识要点

播放视频

层层展示本节课知识要点

课堂小结

引导学生对本节课知识进行小

结

课后作业

见学案

教学反思

亮点：巧妙借用实验器材进行探究，演示实验借用摄像头以便于全班观察；灵活使用课件，- 2 -

善用多媒体满足教学需要，比如微课学习、视频画面截取、教学资源保存、实时播放现场活动、利用Excel汇总和计算实验数据，即时生成图表，并跨平台在课件上展示和分析图表。

不足：对课件软件的使用仍然不够熟练；课堂中的对学生的评价不够丰富和精准；回复力角度证明简谐运动部分，学生因为是公开课准备得过于充分，与平时表现不符，同时还导致学习困难暴露得不够充分；学生分组实验探究后获得的数据，在后期分析时没有讨论实验数据偏差背后的实验问题；周期公式的得出有些生硬。

教学能力和教学智慧的提升不像教学软件的熟练应用那样可以速成，需要教师大量实打实的实践和不断反思。多媒体对于教学而言应是辅助工具，一堂课的灵魂怎么样还是在于教师的教学设计，若没有教师对学习活动的精心设计，再好的软件也不能实现师生互动和学生为主的学习。可以说教学设计是内功，多媒体使用是招式，内功深厚让招式制敌有力。

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