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| 《摆的研究》教学设计及教后谈
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| 象山县文峰学校 徐忠志
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一、教材分析
以单摆为话题，通过研究“摆的快慢与什么有关？”这个问题，让学生经历“问题------假设------验证------结论”这样一个完整的科学探究过程，培养他们解决实际问题的能力，并使他们深切感受到物体运动的神奇。本课的教学重点和难点是：在变量控制的条件下搜集证据，验证假设。
二、学生分析
在学习本课之前，学生只了解生活中有些物体的运动是摆动，如：钟摆、秋千、摇篮、吊床、拳击沙袋------“摆”给他们的生活带来了快乐，但他们不知道摆动这种现象背后所隐藏的科学道理。研究“摆的快慢与什么有关？”这一问题是具有挑战性的，能使学生的好奇心和求知欲被激发出来。但如何控制好变量与保持不变的量，如何收集有效的数据，对于学生来说是有些困难的。
三、教学目标：
1、探究过程与方法：
能够对影响摆的快慢有哪些因素作出假设；
能够根据假设设计实验进行研究；
能够使用“控制变量”的方法搜集证据；
能够测量在单位时间内摆动的次数；
能够通过测量、搜集、记录数据，并选择有效的数据分析实验结果。
2、情感、态度与价值观：
体会反复实验获取可靠测试结果的重要性；
体验到对待科学研究要持严谨的态度；
体验与人合作共同完成实验任务和探究摆的规律的乐趣。
3、科学知识：
知道摆的快慢与摆长有关系：摆长越长，摆得就越慢；摆长越短，摆得就越快。发现摆角和摆重对摆的快慢没有影响。
四、教学材料组织
本课的教学材料体现为常用、简洁、一物多用，力求材料的结构性。我选择的教学材料主要是学生常见的物体：秒表、铁架台、带钩子的摆线、钩码、量角器、软尺等。
五、教学策略
“问题------猜测------验证------结论”这是我教学的思路。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。在统计展示学生研究“摆长”获得的数据时，让学生寻找规律，并有意安排内插法与外推法，学习科学推测的方法。最后让学生设计一个15秒刚好摆动7.5次的摆，以拓展研究过程。
六、教学过程
（一）谈话引入，提出问题
1、荡秋千，同学们都很喜欢吧！老师也特喜欢。不过老师依照秋千想到了这样一个装置（出示材料并现场制作摆），并让它摆动。我们说，除了说它是像秋千一样的晃动，还可以怎么说？板书：摆
【设计意图】从学生感兴趣的活动入手引入教学，既让学生明确研究的内容，又激发了学习的兴趣。
2、让学生也来制作一个摆的装置。
3、指导数摆的次数。
4、看时间数数。（次/15秒）
【设计意图】直接让学生亲手制作单摆，并指导单位时间内数摆的次数，有利于教师自然的提出问题，为学生的后续活动，提出假设、设计实验作铺垫，特别是为实验的科学性提供了保障。
5、提出问题：同是15秒，有的组摆得次数多，有的组少，说明摆的速度不一样，那么摆的快慢与什么有关？（幻灯出示问题）
【设计意图】由于教师直接提出问题“摆的快慢与什么有关？”，既明确，又直奔主题，也是教师大胆处理教材的措施。把这堂课定位在提出假设，设计实验和实践研究上，为重难点的教学赢得了更多的活动时间。
（二）提出假设
摆的快慢到底与什么有关？
6、讨论并提出假设。
7、学生汇报，教师即时板书，呈现学生的观点。
摆长 （摆长越长，摆得越慢；摆长越短，摆得越快。）略
摆重 （摆重越重，摆得越快；摆重越轻，摆得越慢。）略
摆角 （摆角越大，摆得越快；摆角越小，摆得越慢。）略
【设计意图】充分利用学生已有的知识经验，调动学生参与学习的积极性，引导学生提出大胆、新颖且有一定“道理”的假设。在提出假设的过程中，很多学生受认知水平或表达能力的限制，常常只能说一些较笼统的话，如：摆的快慢与摆长有关。教师在指导时则要将假设具体化。这一个过程看似简单，其实是将学生的思维引向深入，引向规范的一个重要环节。
（三）验证假设
8、分组讨论，选择本组最感兴趣的一种假设，作为自己的研究对象。
【设计意图】选择自己感兴趣的假设进行研究，充分体现了以学生为本的教学理念。学生感兴趣，乐于探究，对40分钟的课堂教学来说无疑是高效的。
9、制定研究计划，并填写研究计划表。
问题：摆的快慢与什么有关？
假设：
保持不变的是：
需要改变的是：
实验记录：
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改变的条件 |
实验结果 |
最后结果
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第一次 |
第二次 |
第三次 |
第四次 |
第五次 |
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结论：
四人小组学生合作设计，并在互动中完善设计。
【设计意图】师生互动，生生互动是本堂课追求的教学形式之一。既培养学生善于倾听的习惯，又能完善实验设计。同时也给学生提供展示自己知识与技能的机会。如果剥夺它，就容易把学生的思维引进教材和权威的“套子”里，失去学生研究的主动性。
10、学生实验并记录。
11、整理数据并分析，在小组内得出初步结论。
12、小组汇报交流。
【设计意图】让教师成为活动的组织者、参与者、引领者，引导学生经历“选择研究对象---设计完善实验---合作实验验证---分析数据---汇报交流---得出结论”的探究过程，获得快乐，正是我们科学教学的实质所在。
（四）统计数据，研究摆长
13、通过研究，14、 我们已经知道摆重、摆角对摆的快慢没有影响。下面请研究摆长的小组把搜集的数据按要求填写：
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摆长
CM |
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次数
/15秒 |
5 |
6 |
7 |
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8 |
9 |
10 |
11 |
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14、请同学们仔细观察表内的数据，你有什么发现？
15、如果要让15秒刚好摆动7.5次，你估计摆长是多少？（用红笔填写）
适时引导学生在课后再做一次有意义的研究。
【设计意图】拓展研究是我们科学课“研究无限”的一种方式。通过研究摆长组的数据，让学生找到规律，再运用科学的推测方法(内插与外推)填补空白。
（五）小结
通过这节课的学习，你有什么感受，体会或问题？
七、教学反思
1、在单位时间内摆的次数，有时并不是整数次，学生难以记录。有的不到一次则也算摆一次，有的不到一次就忽略不计。这样就造成组与组之间的误差增大。因此，我认为在实验设计前，教师必须直接说明或引导学生明白误差的存在，确定一个能使误差减到最小的计数方法。如果时间允许也可以让学生上台再次操作，再现误差并让同学寻找原因。
2、让学生制作一个摆时，教师事先提供的材料，如钩码，线的长度，各组最好是不等的。这样制作出来的摆就各不一样，有利于学生的猜测。
3、适时实施“生成性”问题的教学是教学艺术的高超体现。如让学生设计一个15秒刚好摆7.5次的摆，最好是在内插的过程中渗透，而本人却失去良机，只能在课的最后很生硬的塞给学生这样一个课后任务。
4、我深受体会了“一英寸宽，一英里深”科学教学要求。本堂课没有让学生对三种假设进行一一研究，而是选择其一进行深入探究。这样学生在有限的时间内专心于一个目标获得了最大的收益。
5、在教学过程中，始终坚持以学生为主体，让学生在研究问题解决问题中具有充分的思考、设计和动手实践的机会。
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