2. 钟摆的秘密优质课一等奖教案

钟摆的秘密

【课型】实验课

【学习内容】义务教育课程标准实验教课书大象版《科学》五年级上册第二单元《时间的脚步》第二课《钟摆的秘密》。

【内容分析】

《钟摆的秘密》是《时间的脚步》单元的第二部分内容。本节课的认知目标是探索科学,二级目标是能对收集到的众多资料和数据进行分析和整理;教材安排了观察与分析摆钟是怎样工作的?摆在摆钟里起什么作用?本节课旨在通过学生反复实验探究去发现和掌握钟摆的运动规律,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。然后实验探究摆速与摆线和摆锤的关系,总结实验结论;并能用已学过的知识解决实际问题。整个教材的安排凸显了让学生亲身经历科学探究的过程,探索出科学的奥秘,并运用知识进行设计与制作。因此,探究摆的快慢与哪些因素有关,并亲历科学探究的过程确定为重点。

【学情分析】

在之前的科学学习过程中,同学们已经学习过《精确时间的步伐》、通过收集资料了解了各种各样的计时器,并会按照一定的标准对钟表进行分类;还通过钟表展示会的形式进行了交流。在科学课上,学生已经具备进行简单的实验的能力,并会对实验的合理性做出解释。本节课的实验属于对比实验,实验的条件要求比较严格,要做好这个实验来探究影响摆的快慢的因素有一定的困难。因此,本节课的难点是学会在探究过程中通过控制变量来进行对比实验。

【学习目标】

1.借助课件和老师的演示,会说出摆的各部分名称;通过师生共同合作、观察、交流,发现并总结出摆的等时性,体会摆在摆钟中的重要作用。

2.通过观察数据和摆,能对影响摆快慢的因素提出猜想,能根据猜想,运用“控制变量”的方法设计对比试验,搜集影响摆快慢的证据,通过选择、分析有效的数据作为证据,进行验证并得出结论;体会反复实验获取可靠测试结果的重要性,体验在摆的实验中对变量的精确控制可以提高实验的准确性。提高实验能力和归纳概括能力。

3.能运用所学知识的相关解决生活中的问题,体会科学就在我们身边。

【教具准备】直尺、自制的摆、秒表、实验报告单、钩码、线、支架等。

【评价任务】

1.通过观察、交流,会说出摆的各部分名称,发现并总结出摆的等时性。

2.会对实验提出猜想,能运用“控制变量”的方法设计对比试验,通过选择、分析有效数据,得到正确的实验结论结论。

3.会改变摆的快慢。

【学习过程】

一、故事激趣、引入新课

师:在上一节课,我们认识了各种各样的钟表,这两个是什么?(摆钟)你想不想知道摆钟是怎么发明的?

其实很简单,它是伟大的科学家伽利略,(大屏幕出示伽利略图片)根据吊灯的摆动,利用一根绳子和一个重物,通过观察、研究,发明了摆,并且发现了摆的许多秘密。后来,科学家惠更斯,在摆的基础上发明了摆钟。从此人们有了较为精确的计时工具。同学们,伽利略到底发现了摆的哪些秘密呢?想不想知道?今天我们就来做一个小小的科学家,一起走进摆的世界去研究《钟摆的秘密》。

板书课题:钟摆的秘密

二、观察认识、介绍单摆

1.师:要想知道它的秘密,首先我们要来认识一下这个神秘的朋友---摆。请同学们观察:摆钟的内部构造(图片展示)摆是摆钟中重要的部件之一,由摆臂、摆锤组成。摆钟正是靠摆的摆动行走的。

2.出示老师手中的摆:指出摆臂和摆锤,这条摆线相当于摆臂,下面这个圆球相当于摆锤。

3.老师组装一个摆:演示如何数摆动次数。

师:怎样让摆自由摆动起来呢?我们将它固定在支架上(演示),我们要手拿摆锤,摆线拉直,轻轻一松,不要用力推,这样摆就能自由的摆动。如果碰到支架,还能继续吗?必须重新开始。摆摆动的幅度叫做“摆幅”(演示摆幅)。那怎样算摆动一次呢?摆出去,再回来,往返一次,回到起始位置叫摆动一次。下面我们数一数10秒钟这个摆能摆动多少次。

师:听清楚要求:开始时就数,听到停,就要立刻停下来,最后一次摆如果没回到起始位置,这一次还算不算?(师计时,生数数)

三、提出假设设计方案

(一)发现问题

1.让学生也来制作一个摆的装置。

师:猜一猜:如果再摆10秒,摆动的次数是否还是11次呢?如果多做几次,同一个摆在相同的时间内摆动的次数是否相同呢?(出示)到底相同还是不同呢?下面就让我们通过实验验证吧!

以小组为单位,运用手中的材料,任选其中一个砝码做摆锤,模仿摆的样子先动手制作一个摆,一会儿老师和大家一块儿实验,比一比哪一组最先做好。

师:每一组要合理分工,一人记录数据,一人操作,每组成员共同数数,我来计时,连做三次,每次20秒钟,我们研究的既然是同一个摆,那么三次实验中摆线的长短和摆锤等这些条件能变吗?操作的同学注意,你的动作要和我的口令一致。

2.各小组汇报结果,师随时板书。

3.师:根据你们记录的数据,现在能回答这个问题吗?其他组同意吗?

4.师:观察每一组数据,我们发现:同一个摆在相同时间内摆动的次数相同。这其实就是摆的等时性(板书)。人们正是运用了摆的等时性制作了摆钟。因此,摆在摆钟中起着控制核心的作用。

5.观察发现并提出问题:同是20秒,为什么有的组摆得次数多,有的组少呢?说明摆的速度不一样,有的快、有的慢。请大家结合这些数据和你们做的摆大胆猜想一下:摆的快慢到底与什么有关呢?

(二)提出猜想

1.学生讨论并提出猜想。

2.学生汇报,师即时板书,呈现学生的观点。

摆绳的长短有关?

摆锤的轻重有关?

摆幅的大小有关?……

看来,大家认为摆的快慢与这几个因素有关。

3.怎么知道我们的猜想是否正确呢?就来用实验证明吧!

(三)设计方案

1.师:为了保证实验结果的科学性,当场分实验任务,(每种猜想都有两个组验证)。在做实验之前,我们必须要作一个计划,要想真正找出影响摆快慢的因素,只能改变这其中的任意的一个条件,保证其它条件都相同。比如说:要验证摆的快慢是否与摆线的长短有关,需要改变条件的是:摆线的长短,不变的条件是:摆锤的轻重和摆幅的大小。同样,要验证摆的快慢是否与摆锤的轻重有关,需要改变条件的是?不变的条件是?(学生回答)

2.制定研究计划交流实验方案(出示三个问题)。

师:请每组按分配的实验任务,交流这三个问题,也就是你们的实验计划,一会儿请小组代表汇报。(强调不要动实验器材)

3.汇报实验方案:根据这三个问题汇报方案并强调注意事项:

(为了保证结论的正确性,如果验证的是猜想1:三次试验摆线的长短至少要相差5厘米,三次试验顺序:摆线要由短到长或由长到短。

如果验证的是猜想2:三次试验顺序:摆锤的重量要由轻到重或由重到轻。

验证猜想1和2时,要保证摆幅相同,每次拉的高度要基本相同。)

4.强调实验的注意事项:在实验时应该注意什么呢?(直接出示)

(1)控制好变量和不变量,变化的条件只有一个,其它条件都一样。

(2)按照分工,相互合作,认真数数及时记录,并填写我的发现。

(3)各组要小声交流,以免影响他人。

(4)完成试验后要有序整理实验器材。

5.利用控制变量法设计对比实验

钟摆的秘密

猜想:摆的快慢与什么有关?

有关

我们组的猜想是:摆的快慢与

猜想:摆的快慢与什么有关?

钟摆的秘密

猜想:摆的快慢与什么有关?

有关

我们组的猜想是:摆的快慢与

三、实验探究总结汇报

1.学生分组进行实验,教师巡回指导。

2.记录测量的数据。

3.整理数据并分析,在小组内得出初步结论。

4.小组汇报实验记录及结论,师板书:

摆的快慢与摆幅、摆锤重量无关,与摆线的长短有关。摆线越长,摆的速度越慢;摆线越短,摆的速度越快。

重点对摆的快慢与摆线长度有关详细说一说:指着数据正着说说,倒着说说。

5.小结:刚才大家的努力下,我们发现了:同一个摆在相同的时间内摆的的次数相同;摆的快慢与摆幅、摆锤重量无关,与摆线的长短有关。摆线越长,摆的速度越慢;摆线越短,摆的速度越快。

四、走进生活,拓展应用

1.用所学知识解释身边的常见现象:

同学们真了不起,通过刚才的实验,发现了摆的那么多秘密,其实在我们的生活中就有类似摆的现象:(出示)

壮壮和小小玩同一个秋千,他们规定:每人都玩1分钟,不许有人推,也不许蹬地,只能自己自由的荡。

壮壮说:“我重,我荡的快!”

小小说:“我轻,我荡的快!”

你认为他们谁荡得快?为什么?

要想让小小荡的快,你会怎么做?

2.课后设计比赛:每个小组设计一个1分钟摆动60次的摆。

五、全课总结,体验收获

通过这节课的学习,你都发现了摆的哪些秘密呢?这节课同学们能够大胆猜想、用于探究,不但发现了摆的秘密,还能学以致用。在今后的生活中,只要大家善于发现问题、提出问题、善于合作,就能让科学走进我们的生活,真正为我们的生活服务!

【板书设计】

钟摆的秘密

同一个摆在相同时间内摆动的次数相同——-摆的等时性与摆幅的大小无关

摆摆动的快慢与摆锤的轻重无关

(控制变量法)与摆线的长短有关——摆线越短,摆速越快

【设计意图】

本节课遵循“问题------猜测------验证------结论”的思路进行教学设计。既要充分运用学生已有的知识和经验,又要让事实说话,不惟经验,让学生形成尊重事实的观念。在研究过程中,要注意培养学生认真,细致的合作研究态度,指导他们根据自己的假设,控制好变量与保持不变的量,收集好每一次实验的有效数据,并分析数据获得科学结论。