五年級(jí)上冊(cè)科學(xué)教案2鐘擺的秘密 大象版

1、.用科技的力量助力科學(xué)教學(xué) ?鐘擺的機(jī)密?實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課設(shè)計(jì)一、選用教材本課使用的教材為大象版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書?科學(xué)?2019年6月第一版，五年級(jí)上冊(cè)第二單元?時(shí)間的腳步?第二課?鐘擺的機(jī)密?。?時(shí)間的腳步?這一單元屬于“探究過程才能訓(xùn)練單元，由?準(zhǔn)確時(shí)間的步伐?鐘擺的秘密?小水鐘?小小鐘表設(shè)計(jì)師?四組互相聯(lián)絡(luò)、融會(huì)貫穿的主題探究活動(dòng)組成。二級(jí)目的是：“能對(duì)搜集到的眾多資料和數(shù)據(jù)進(jìn)展分析和整理。 ?鐘擺的機(jī)密?是一節(jié)通過測(cè)量探究活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的課。教材從發(fā)現(xiàn)問題出發(fā)，通過觀察分析“鐘擺是怎樣工作的和“擺在鐘表里的作用，進(jìn)展實(shí)驗(yàn)探究“擺速與擺線和擺錘的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)“擺的快慢與哪

2、些因素有關(guān)。 實(shí)際上，擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律包含了地球引力、重力勢(shì)能、動(dòng)能轉(zhuǎn)化、摩擦、阻力等大量知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于小學(xué)階段，不需要讓學(xué)生掌握這些比較深?yuàn)W的知識(shí)理論，只要學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)知道“擺的擺動(dòng)快慢和擺線長(zhǎng)度有關(guān)，與擺錘輕重?zé)o關(guān)，與擺幅大小無關(guān)。同一個(gè)擺，擺線越長(zhǎng)，擺動(dòng)越慢；擺線越短，擺動(dòng)越快即可。二、學(xué)情分析四、五年級(jí)的學(xué)生經(jīng)過兩年的科學(xué)學(xué)習(xí)，根本理解科學(xué)探究的過程：假設(shè)猜測(cè)實(shí)驗(yàn)探究數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以進(jìn)展小組分工合作，完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)展實(shí)驗(yàn)記錄，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出分析判斷?；诖?，本節(jié)課采用學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)習(xí)形式，通過動(dòng)手操作，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)“擺的快慢與哪些因素有關(guān)。三、

3、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的1.科學(xué)知識(shí)目的1通過研究擺鐘的構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)擺是擺鐘的“控制核心。 2通過比照實(shí)驗(yàn)探究擺速與擺線、擺錘、擺幅之間的關(guān)系，驗(yàn)證擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2.科學(xué)探究目的1能推測(cè)擺的擺動(dòng)快慢與什么有關(guān)。2能設(shè)計(jì)并做實(shí)驗(yàn)進(jìn)展研究。3能對(duì)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)展分析推理，并根據(jù)有效數(shù)據(jù)得出科學(xué)的結(jié)論。3.科學(xué)態(tài)度目的1初步意識(shí)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)是需要反復(fù)測(cè)量的。2認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)中團(tuán)隊(duì)合作、操作標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)現(xiàn)推理是很重要的。3對(duì)新問題有繼續(xù)研究的愿望。4.科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目的明白人類的好奇和社會(huì)的需求是科學(xué)技術(shù)開展的動(dòng)力。四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)1自主設(shè)計(jì)影響擺速因素的比照實(shí)驗(yàn)。2通過比照實(shí)驗(yàn)探究出擺速與擺線、擺錘之間

4、的關(guān)系。2.教學(xué)難點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)展邏輯推理，根據(jù)有效數(shù)據(jù)得出科學(xué)結(jié)論。五、實(shí)驗(yàn)器材和創(chuàng)新要點(diǎn)本課是一節(jié)非常經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課，通常在教學(xué)中是以鐵架臺(tái)作為實(shí)驗(yàn)器材如圖1，以單擺的形式進(jìn)展，測(cè)量同一個(gè)擺在一樣時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)的次數(shù)是否一樣，通過控制實(shí)驗(yàn)條件，改變擺線長(zhǎng)度和擺錘輕重進(jìn)展變量實(shí)驗(yàn)，從而找出影響擺速的因素。使用單擺進(jìn)展比照實(shí)驗(yàn)有一定的局限，易產(chǎn)生誤差。圖1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材因此，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)教具進(jìn)展了創(chuàng)新性設(shè)計(jì)如圖2，使比照實(shí)驗(yàn)可以在近似條件下同時(shí)進(jìn)展，盡量排除干擾因素，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性。這個(gè)教具的使用，可以降低學(xué)生動(dòng)手操作的難度，控制實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，便于學(xué)生自主進(jìn)展實(shí)驗(yàn)探究。圖2 自制教具：智能組

5、合擺教具創(chuàng)新設(shè)計(jì)如下：1采用光電感應(yīng)門。通過教具上的光電感應(yīng)門實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)時(shí)自動(dòng)計(jì)數(shù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上同步顯示，有效地降低了人工計(jì)數(shù)的誤差。光電門還可以測(cè)量擺動(dòng)一次所用的時(shí)間，更準(zhǔn)確地比較擺動(dòng)快慢。2 單擺使用時(shí)，還可以電腦同步計(jì)時(shí)，省去了秒表手工計(jì)時(shí)的環(huán)節(jié)，進(jìn)一步降低了誤差。3實(shí)驗(yàn)教具以多擺并列的架構(gòu)呈現(xiàn)，減少了實(shí)驗(yàn)的次數(shù)，進(jìn)步了實(shí)驗(yàn)的效率，三個(gè)不同變量的實(shí)驗(yàn)一次完成，比照實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度大大進(jìn)步，也讓學(xué)生更加直觀地對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)展觀察比照。4實(shí)驗(yàn)教具采用統(tǒng)一釋放裝置，減少手工操作帶來的誤差。5實(shí)驗(yàn)教具整合了量角器、擺繩長(zhǎng)度測(cè)量裝置，便于使用，進(jìn)一步減少誤差。通過這個(gè)創(chuàng)新教具的使用，不同擺的比照實(shí)驗(yàn)

6、同步完成，可以防止實(shí)驗(yàn)過程中人為因素的干擾造成的實(shí)驗(yàn)誤差，學(xué)生可以借助實(shí)驗(yàn)教具，通過實(shí)驗(yàn)探究，進(jìn)展數(shù)據(jù)分析，從而得出結(jié)論。這樣的科學(xué)探究過程才能更具有科學(xué)性。六、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)用控制變量的方法進(jìn)展。通過三組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證擺速和擺長(zhǎng)有關(guān)，與擺錘輕重?zé)o關(guān)，與擺幅大小無關(guān)；同一個(gè)擺，擺線越長(zhǎng)，擺動(dòng)越慢，擺線越短，擺動(dòng)越快。七、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過程共分為五個(gè)環(huán)節(jié)。第一個(gè)環(huán)節(jié)為“創(chuàng)設(shè)情境，游戲?qū)?。首先老師進(jìn)展游戲介紹：“在上一課的學(xué)習(xí)后，同學(xué)們都選用不同的材料制作了自己的擺，今天我們就來一起玩一玩！我給你們計(jì)時(shí)，20秒的時(shí)間，數(shù)一數(shù)自己的擺擺動(dòng)了多少次？這樣的游戲形式，可以迅速調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣。游戲完畢后，詢

7、問學(xué)生：“你們的擺都擺動(dòng)了多少次？由于學(xué)生自制的擺長(zhǎng)短不一，20秒鐘的時(shí)間，擺動(dòng)的次數(shù)也不一樣，由此引出問題：“都是20秒，為什么大家的擺擺動(dòng)的次數(shù)不一樣？學(xué)生交流時(shí)猜測(cè)，大家的擺有差異，長(zhǎng)短不同，擺錘材質(zhì)、形狀不同，擺動(dòng)幅度大小也不一樣，這些因素可能導(dǎo)致了擺動(dòng)次數(shù)的差異。此時(shí)老師并不對(duì)學(xué)生的猜測(cè)做評(píng)價(jià)，將學(xué)生猜測(cè)的因素板書后，告訴學(xué)生：“我們通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。接下來進(jìn)入課堂的主要環(huán)節(jié)“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜測(cè)。首先老師給學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)器材：“這是智能組合擺，上面可以同時(shí)懸掛三個(gè)擺。側(cè)面的量角器可以測(cè)量擺動(dòng)的幅度；標(biāo)尺可以測(cè)量擺線的長(zhǎng)度；特別是下方的三個(gè)可調(diào)節(jié)高度的光電門，我們的擺從這里經(jīng)過一次就計(jì)一次

8、，同時(shí)還能在電腦屏幕上同步顯示。除了介紹功能，由于光電門計(jì)數(shù)與計(jì)算擺的次數(shù)方法不同，此時(shí)老師對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)展強(qiáng)調(diào)，防止學(xué)生在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中混淆。老師介紹：“需要我們注意的是，我們計(jì)算擺的擺動(dòng)次數(shù)是來回一次計(jì)作一次，光電門是通過一次計(jì)一次，所以電腦上顯示的數(shù)據(jù)實(shí)際上是擺的擺動(dòng)次數(shù)的兩倍。實(shí)驗(yàn)中為了準(zhǔn)確記錄，我們按電腦顯示數(shù)據(jù)來記錄。接下來進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)共分三組，每組實(shí)驗(yàn)都需要學(xué)生先制定實(shí)驗(yàn)方案，再進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)完成后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展分析，得出結(jié)論，并做好實(shí)驗(yàn)記錄。三組實(shí)驗(yàn)都采用比照實(shí)驗(yàn)的方法，實(shí)驗(yàn)過程相似，所以老師著重指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)展第一組實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)展第一組實(shí)驗(yàn)時(shí)，老師指導(dǎo)學(xué)生使用智能組合擺的各項(xiàng)功能，適時(shí)提醒學(xué)生

9、注意實(shí)驗(yàn)中控制好各項(xiàng)條件，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)才能更科學(xué)準(zhǔn)確。特別是對(duì)于數(shù)據(jù)的處理分析，引導(dǎo)學(xué)生借助其它學(xué)科學(xué)過的柱狀圖、折線圖的方法，使數(shù)據(jù)更加直觀，同時(shí)也增強(qiáng)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)的才能。通過第一組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生已經(jīng)根本可以純熟操作智能組合擺，第二、三組實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自主完成。第三個(gè)環(huán)節(jié)是“數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)記錄表明晰明了見表1。表頭記錄每次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，“不同條件一欄填寫每次實(shí)驗(yàn)的變量，如擺線的長(zhǎng)短、不同種類的擺錘。除了三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，還設(shè)計(jì)了“合計(jì)一欄。因?yàn)閷W(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，計(jì)時(shí)會(huì)存在一定的誤差，數(shù)據(jù)可能會(huì)出現(xiàn)一定的上下浮動(dòng)，增加了“合計(jì)欄，可以使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更明晰，便于學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展分析。 對(duì)擺

10、速的影響不同條件30秒鐘通過次數(shù)第一次第二次第三次合計(jì)擺1擺2擺3我的發(fā)現(xiàn)：表1 實(shí)驗(yàn)記錄表實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生小組討論，借助Excel表格中的“條件格式，利用數(shù)據(jù)條對(duì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)展處理見表2，便于分析。通過三組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析，學(xué)生可以探究發(fā)現(xiàn)：擺錘的輕重、擺幅的大小對(duì)擺速?zèng)]有影響；影響擺速的是擺線的長(zhǎng)度，在一樣時(shí)間里，擺線長(zhǎng)的擺動(dòng)得慢，擺線短的擺動(dòng)得快。老師適時(shí)告訴學(xué)生：這就是科學(xué)探究的過程，猜測(cè)假設(shè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析歸納整理。表2 填寫后的實(shí)驗(yàn)記錄表學(xué)生通過自主探究得出的結(jié)論讓他們感到興奮。而智能的實(shí)驗(yàn)教具不僅使他們實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度大大進(jìn)步，并且讓他們更真切地體會(huì)到科技的力量，更加深了對(duì)科學(xué)學(xué)科的熱

11、愛。學(xué)生在輕松愉快“玩的過程中解決了問題，學(xué)習(xí)了知識(shí)，掌握了規(guī)律。第四個(gè)環(huán)節(jié)是“拓展理論。拓展理論的任務(wù)是：“請(qǐng)你用自己所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)60秒鐘擺動(dòng)60次的擺，看哪個(gè)小組做得最快，并且準(zhǔn)確。這個(gè)環(huán)節(jié)是學(xué)以致用，回歸本單元教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用自己學(xué)習(xí)的知識(shí)來動(dòng)手制作一個(gè)像鐘擺一樣能計(jì)時(shí)的擺，知道知識(shí)來源于生活又效勞于生活。 第五個(gè)環(huán)節(jié)是“情感升華。讓學(xué)生談?wù)勛约哼@節(jié)課的收獲，從而到達(dá)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目的：“明白人類的好奇和社會(huì)的需求是科學(xué)技術(shù)開展的動(dòng)力。老師最后總結(jié)：“擅長(zhǎng)觀察、勇于嘗試是科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)的源泉，400多年前的伽利略在觀察教堂的吊燈發(fā)現(xiàn)了擺的規(guī)律，另一個(gè)科學(xué)家惠更斯在伽利

12、略理論的根底上創(chuàng)造了擺鐘。同學(xué)們其實(shí)都具有科學(xué)家的潛質(zhì)，只要你們也可以用科學(xué)的眼睛看世界，用科學(xué)的思維想問題，我們都是將來的科學(xué)家！通過情感的升華，學(xué)生對(duì)科學(xué)更加有熱情，對(duì)科學(xué)課也更加期盼、喜歡，這也是每個(gè)科學(xué)老師最期待的！八、板書設(shè)計(jì)本節(jié)課的板書設(shè)計(jì)如下：鐘擺的機(jī)密 擺重  沒有影響     擺速   擺長(zhǎng)   越長(zhǎng)越慢，越短越快     擺幅   沒有影響    九、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)這節(jié)課實(shí)驗(yàn)效果良好，這主要得益于實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)，