擺的研究教學設計教學內容：科版小學科學教材五年級下冊第三單元時間的測量第六課時擺的研究教材分析：1.單元知識背景分析自人類具有“時間”這一概念以來，世世代代的人們經年累月不斷地尋求著準確測量時間的方法。最初，古人利用太陽和月亮計時，到后來用日晷、沙漏、水鐘計時。隨著社會的發展，社會分工越來越細，慢慢地人們感到精確計算時間是必要的。17世紀以后，鐘表工藝史發生了劃時代的進步。根據伽利略發現的單擺的等時性，惠更斯制造了第一個擺鐘，使時鐘的誤差從每天15分鐘減少到5分鐘，后來他又第一個制造出了靠發條驅動的機械表。回顧科學發展史，我們可以清楚地看到，時鐘的改進歷史是與整個人類文明史同步的。 本單元要讓學生使用一些測量時間的設備做實驗，從太陽鐘、水鐘到機械擒縱器在“創造”、制作計時工具的實踐過程中，了解人類計時儀器的發展史，認識技術對人類社會發展的作用。2.課時背景分析對于擺的概念，它有一個進階路線。從生活中擺動的現象（如蕩秋千）到課堂中機械擺鐘中的鐘擺，再到擺的擺動快慢跟哪些因素有關的研究，再到高中階段單擺的周期研究等。這個概念進階的過程就是一個不斷豐富、不斷完善的過程，特別是高中擺的研究是在大量的定量研究的基礎上才得出擺的周期與振幅無關這么一重要的近似性質，請注意是一個重要的近似性質。我想這一重要的近似性質對于我們小學階段關于擺的研究及其研究結果的表述也有重要的參考價值。學情分析：在上節課孩子們就發現：擺鐘的擺與自制的擺在10秒鐘內擺動的次數可能不一樣。他們的頭腦中已經基本形成了一個問題:在相同時間內為什么不同的擺擺動的次數不一樣呢?之前孩子們已經觀察過擺鐘的擺與自己的擺，他們會從擺的構造這個角度聯想到擺的快慢可能會與擺錘重量、擺繩長度、擺幅大小等因素有關系。教學目標：通過上述分析，我們期待孩子們能根據自己已有的一些經驗預測影響擺擺動快慢的因素，并能通過控制變量的方法進行大量的對比重復實驗來驗證自己的預測，在驗證過程中能增強用數據來支持自己觀點的意識，注重收集數據，注重分析數據。并且能通過對數據的分析逐步建立擺的快慢跟擺的長度有關這樣的科學概念。在整個研究過程中，要讓孩子們意識到精確測量結果的得到是需要反復測量的。教學準備：教具：數字化傳感器、課件、擺的研究套件、西沃大屏學具：數字化傳感器、擺的研究套件教學過程：一、談話引入師：今天我們繼續學習、了解時間的測量。自人類具有“時間”這一概念以來，世世代代的人們經年累月不斷地尋求著準確測量時間的方法。你知道哪些測量時間的方法？學生回答后觀看PPT，了解計時工具。師：隨著社會的發展，人類對時間精確度的要求也提高了。日晷、水鐘、沙漏等一些簡易的計時工具，已不適應社會發展的需要。這時機械擺鐘就應運而生了。擺鐘的發明大大地提高了時鐘的精確度。我們一起看段關于擺鐘的視頻。播放視頻。師：擺鐘之所以被稱為擺鐘就是因為它里面有個擺，。師：老師手里拿的就是擺，簡單吧！師：這個擺，偉大的意大利科學伽利略層研究過，他發現了擺在一定時間內擺動的次數是不變的，也就是說擺具有等時性。荷蘭科學惠更斯也對擺的也就做出過很大貢獻。后來的鐘表匠們根據他們的研究制作出了各式各樣的鐘表。（PPT）師：別小看了這個看似簡單的擺，就是它決定了鐘表的快慢，不放看段視頻。師：看了這個視頻，你感覺這個看似簡簡單單的擺跟很復雜的鐘表之間有關系了吧。擺擺得快，鐘表的指針就走得快；擺擺得慢，鐘表的指針就走得慢。師：那擺的快慢跟什么因素有關呢？今天，我們繼續研究擺。出示課題：擺的研究（西沃）二、自主探究，發現新知。活動一：認識擺1.認識擺的組成。（出示實物擺）師：說說看，這個擺由哪些部分組成？擺線，擺錘，擺幅。結合PPT進行教學。2.感受擺的快慢，并能正確數擺。師展示自己做的擺，并感受擺的快慢。老師這里有幾個擺，一起來看看。學生發現有快慢之分，引發猜想。活動二：探究影響擺快慢的因素（一）1.提出猜想。師：猜猜看擺的快慢可能會與哪些因素有關？生1：擺錘的重量。生2：擺幅的大小。生3：擺線的長短。生4：擺線的粗細。生5：擺錘的大小。師：同學們作出了這么多的猜想，了不起！但是今天由于時間的限制，我們先研究這三個內容。（指出擺錘輕重、擺幅大小及擺線長短）2.提出分組研究建議，分配研究主題師：這三個內容如果一個一個研究的話，估計時間不夠。老師有個建議：關于擺錘和擺線，我們全班分成兩部分，一部分同學研究擺錘，另一部分研究研究擺幅；關于擺線，我們全班一起研究，你們看好不好？學生選擇本組的研究主題，適時調配一下，保證力量均衡。3.初步制定實驗方案師：各小組針對本組的研究主題組內討論一下你們打算怎樣去做這項研究。生討論，匯報。4.匯報交流、完善實驗方案擺的快慢跟擺幅大小的關系（圍繞研究主題、你們的假設、不變量、變量、注意點展開，根據同學回答相機出示板書）師：認為擺的快慢跟擺幅有關的同學舉手。能具體說說擺的快慢跟擺幅有什么關系?(越越)師：你們打算如何去做這個實驗？生：改變擺角的大小。師：其它條件呢？其它條件包含哪些方面？注意些什么？（）（2）擺的快慢跟擺錘的輕重的關系活動三、數字化設備分組研究擺錘和擺幅對擺快慢的影響師：以往我們都是采用人工計時數數的手段進行研究。今天，我們將采用數字化設備進行研究，就是大家桌上放著的設備，光電門傳感器。簡介光電門傳感器的功能和使用。1.數字化設備的使用說明課件呈現使用方法。2.學生分組實驗3.匯報實驗現象，分析實驗數據，歸納實驗結論請小組長整理好器材，接下來我們一起來分析數據。分組匯報本組實驗數據和實驗結論。（多屏互動）老師分兩次控制四個組，每次控制兩個組，引導學生觀察他們的數據，發現共性：擺的快慢跟擺的幅度和擺錘的重量基本無關。（板書）4.板書實驗結論。活動四、借助數字化設備集中研究擺長對擺一定快慢的影響1.簡要匯報方案。什么改變，什么不變？（10厘米、20厘米、40厘米）2.分組實驗。3.分組匯報實驗現象，分析數據。分組匯報本組實驗數據和實驗結論。（多屏互動）老師一次控制四個組，引導學生觀察他們的數據，發現共性：擺的快慢跟擺線的長度有關，長則快，短則慢。（板書）4.板書實驗結論。5.借助EXCEL插入數據，生成折線統計圖，運用內插法和外推法推測30厘米和50兩厘擺擺動的次數，再通過數字化探究設備進行驗證。簡要匯報，老師控制展示四組數據及結論。6.分組研究60、70、80、90厘米的情況分組匯報，集中控制展示，完成圖表。7.老師研究100厘米的情況，完成圖表。8.分析圖表，研究趨勢。在較短范圍內，擺線的長度對擺的快慢影響較大；在較長的范圍內，擺線的長度對擺的快慢影響較小。三、歸納總結，促進建構。1.（出示兩個擺）師：兩個擺，繩子的長度相同，擺動的快慢一樣嗎？先推測一下吧？生推測，擺繩一樣長，擺的快慢也一樣。師：結果是怎樣的呢？讓我們一起來做試試看。師演示，學生觀察。師：讓我們看實驗結果，你有什么驚奇的發現。你是怎么想的？學生沉默。生：雖然繩子一樣長，但2號擺擺錘更長，所以2號的更長，就會更慢。師：說得非常好。雖然這兩個單擺的擺繩一樣長，但是它們的擺的長度長卻是不一樣的。其實，真正影響擺的快慢的因素并不是擺繩的長度，而是擺的長度。真正的擺長是指支架到擺錘重心的距離。所以今天我們研究結論要進行適當的修改。（師板書： “擺繩”改“擺長”）此環節要用PPT配合進行教學2.小組交流匯報本節課的收獲（知識、經歷的探究過程等）。師：通過今天的學習，你有哪些收獲？3.總結：今天，同學們通過自己的努力，探究出了擺擺動快慢的秘密，擺的快慢還可能跟哪些因素有關？擺的快慢又是怎樣影響擺鐘的快慢的，感興趣的同學課后可以繼續研究。附：板書設計擺的研究擺線 基本無關擺的快慢 擺幅 基本無關長慢 擺長短快6