青岛版五年级下册科学第11课《摆的秘密》教案教学设计

桂馥兰香

11.《摆的秘密》教学设计
杨艳萍  
【教材分析】
《摆的秘密》是青岛版小学科学（五四学制）五年级下册《无处不在的能量》单元的第一课时。本节课让学生通过实验探究影响摆摆动快慢的因素，经历改变摆锤的重量、摆动幅度、摆线的长短对摆动次数是否产生影响的实验活动过程，使学生初步意识到能量之间的相互转化。
本课内容由四部分组成：
第一部分是活动准备。教科书展现了一幅意大利科学家伽利略少年时站在教堂大厅里观察吊灯的情境图，意在通过这一情境图触及学生已有的生活经验，启发学生深入思考，进而提出问题。
第二部分是探究活动。活动一：让学生先找一找生活中类似摆的现象。教科书展示了3幅图:第1幅是学生荡秋千图，第2幅是荡船图，这两幅图展示的是学生经常见和经常玩的活动，尤其是在幼儿园、公园等场所，意在引导学生回忆生活中的游戏情境，链接学生的生活经验和游戏体验。第3幅图是教室班级牌子图，意在启发学生联想到班级牌子随风摆动的现象，再现生活情境。活动二:做一个摆，研究它的秘密。通过做一个摆，探究影响摆摆动快慢的因素，以“我们的记录与发现”引领学生对实验现象及过程进行整理和分析，从而得出实验结论:同一个摆，摆动的快慢是一定的:摆动的快慢与摆线长段有关，与摆锤的重量无关。这一环节还提示学生在实验结束后将自己或小组的实验数据及结论进行分析和交流，并在交流的过程中互相补充、相互借鉴、智慧共享。活动三:摆为什么能长时间不停地摆动?展示了一个正在摆动的摆，显示了一个摆的运动轨迹，意在提示学生观察摆摆动过程中的运动状态，描述观察到的现象，展开丰富的想象，进行大胆猜想，积极阐述自己的观点，从中发现摆摆动时遵循的规律，进而将研究重点放在摆在摆动过程中能量的转化上。然后以“我们的认识”为引领，提示学生进行表达与交流，将研究过程与成果进行梳理与分析，从而得出结论:静止的摆在外力作用下开始摆动，在摆动过程中能量不断转化:一段时间后，摆又在外力的作用下慢停下来。
第三部分是自由活动。提出了“做一个听话的摆”的自由活动指向，并提供了一幅学生活动情境图。活动的目的不在于学生的制作是否准确、成功，而在于让学生经历探究的过程。图中人物语言“怎么做呢”提示学生在做之前先提出制作的设想，阐述自己的想法，然后再动手制作，意在体现“先想后做，动手之前先动脑”的思想。
第四部分是拓展活动。让学生课后自己制作一个“傅科摆”，并将摆锤做成沙漏，观察沙迹的路线，记录发现。
【学生分析】
五年级学生通过几年的科学课学习，有了一定的操作能力和自主探究能力,并且对新鲜事物充满了强烈的好奇心。科学中的摆对学生来说是一个抽象的概念，学生对它感到很陌生，如果不结合学生的生活经验，认识它有很大的难度。生活中有很多类似摆的现象，学生都见过或玩过，有一定的生活经验。学生能够观察到日常生活中类似摆的现象，但影响摆的快慢的因素是学生没有思考过的，“摆为什么能长时间不停摆动”以及“摆为什么能停下来”也是学生极感兴趣但不了解的问题。本课以摆为切入点，通过对摆的探究活动，使学生知道影响摆摆动快慢的因素了解摆的运动规律，意识到能量之间可以相互转化，能从“是什么”、“为什么会这样”等角度提出摆的有关问题，学会使用简单仪器进行定量观察，能做检制变量的简单探究性实验，在探究的过程中发展学生设计对比实验的能力和归纳、概括的能力，培养学生探究科学奥妙的志趣和科学精神。
【教学目标】
科学概念目标：
1.知道什么是摆。
2.知道影响摆摆动快慢的因素。
科学探究目标：
1.能用已有的知识和经验对所观察的现象作假设性解释。
2.能做控制变量的简单探究性试验能设计简单表格，记录数据。
3.通过实践操作体验，感受影响摆的快慢的因素是可控的。
情感态度价值观：
1. 能反思自己的探究过程并将探究结果与假设相比较。
2.主动参与小组合作，积极交流和讨论，科学严谨的实验态度。
科学、技术、社会与环境目标：
1.体会到生活中处处存在着能量。
2.了解到人们在生活和生产如何对摆的特点加以利用。
【重 难 点】通过实践操作研究影响摆摆动的过程。
【器材准备】
学生准备： 小铁锁、螺丝帽、橡皮泥。
教师准备：摆线、钩码、铁架台、记录单、课件。
【教学过程】
一、了解摆的意义
1.[PPT 2 出示] 出示活动准备。
2.提问：各小组检查实验材料是否准备齐全？
3.[PPT 3 出示]
（1）观察过生活中常见的座钟吗？
（2) 这(指钟摆)叫什么？这种运动方式叫什么？(讲解并板书“摆动”)
[PPT 4出示]钟摆是由哪两部分组成的？ 什么是摆？解释摆是悬挂于定点，能够往复摆动的物体。讲述:这节课，我们就来研究关于摆的秘密。(板书课题。)
[PPT 5出示]结合生活经验，说一说你都见到过生活中哪些类似摆的现象？
[PPT 6出示]吊环、秋千、吊灯、海盗船等。
4.[PPT 7出示]
讲述了解伽利略的发现。播放伽利略对摆的研究微视频，解说词如下：在我们的生活中你有没有注意过这个？还有这个。在秋千上你一定能感觉到晃来晃去的快乐。可是，你知道秋千为什么能摆动吗？每个在地球上的物体都受到地球引力，你们看，当系在绳子一头的物体被拉起来时，地球引力就不断的分解成两个方向的力量。当你撤掉这个拉力时，与它相对的这个力就发生作用了。它带动物体向另一侧摆去，当相对应位置后又反向摆回来，直到停止。现在我们都使用钟表来掌握时间，这些制造非常精确的摆钟用到了摆的等时性，让我们回到400年前的意大利。在著名的比萨斜塔旁就是医学院，十七岁的就在这里上大学。比起医学来，他更喜欢研究数学和物理。在那里有许多精致的绘画和雕塑，还有一盏从高高的屋顶上悬下来的长明灯。教堂里的点灯人定时给它加油，剪灯芯。一天点灯人加完油顺手一放灯就来回晃起来。正在就着灯光看书的伽利略抬起头来，这灯要晃多久才能停啊？怎么每摆动一个来回的时间都差不多？我再试一下，难道真会这样吗？嗯，开始摆动幅度大，后来逐渐变小，但是时间都一样，我猜这里一定有某种规律，好了，来做个实验。用我的脉搏来测时间最准了。好，开始，再来一次。我的脉搏每分钟跳72下，如果把线弄短些，铁片也许会摆的快些，达到72下就是一分钟了。我一定能找到适宜的长度，不多也不少，对了就是它，一分钟摆动了72次。我可以做一架测量脉搏的仪器，这样会有助于医生的诊断。把细长线绕到仪器的顶端，把铁片固定在绳的下端，把它斜拉过来，然后放手让他摆动。在绳子上做好标记，把标记对准刻度牌上的数字就能知道绳子每分钟摆动多少次。这个小玩意儿只能测定脉搏。但伽利略发现的摆的等时性，这在科学史上是很有意义的。
    二、探索：尝试制作一个摆
1.[PPT 8出示] 你想自己制作一个摆吗？让我们小组合作一起来制作。
（1）出示分组实验材料，引导学生小组合作制作一个单摆。
（2）摆的制作要求:①用摆线把摆锤拴住、拴牢。②把制作好的摆，固定在铁架台的横杆上。
2.小组展示交流制作的摆。
3.[PPT 9出示]提问：什么叫摆动一次？讲解：摆在摆动时，摆出去，再回来，叫摆动一次。
三、探究：与摆摆动快慢的有关因素。
1.[PPT 10出示]教师计时一分钟，各小组数出摆摆动的次数。
2.[PPT 11出示] 各小组设计实验验证猜想：与摆绳长短有关？与摆锤重量有关？与摆幅大小有关？
3. [PPT 12出示] 实验设计提示：
①找准实验设计方向，根据猜测设计实验方案；
②可以选择一到两种实验方法来验证你们的猜想；
③要考虑外部因素的影响，如高度、重量、摩擦等；
④小组之间要团结合作，选定的方案请先经小组讨论通过后再提报。。
4.[PPT 13出示]各小组交流实验方案。方案一:摆绳长短不同，出示记录单。
[PPT 14出示]方案二: 摆锤重量不同，出示记录单。
[PPT 15出示]方案二: 摆动幅度不同，出示记录单。
[PPT 16出示]实验提示：
①轻拿轻放器材，爱护身边的仪器；
②注意实验中是否有不可以改变的量。
③认真填好记录单，与实验过程要一致；
④结合实验数据得出最终结论。
5.[PPT 17出示]各小组交流实验结论。
摆的快慢与摆绳长短有关；与摆锤重量和摆动幅度无关；摆线越短，摆得越快；摆线越长，摆得越慢。
四、探究：摆为什么能长时间不停摆动？摆为什么能停下来？
1.[PPT 18出示]播放摆摆动现象的微视频，解说词如下：摆首先在外力的作用下运动起来，并长时间不停地摆动，这样反复运动。     
2.[PPT 19出示]静止的摆在外力的作用下开始摆动，从最高点到最低点，然后再到另外一个最高点，在摆动过程中能量不断转化，一段时间后，摆又在外力的作用下慢慢停下来。
五、应用：制作一个听话的摆。
请学生自己确定摆动时间和摆动次数，先制订制作方案，小组阐述制作想法后再动手去做。
[PPT 20出示]实验提示：
1.做一个一分钟摆预设次数的摆。
2. 如果不符合预设实验次数，可以通过摆的特性来调整。
六、拓展：小实验
[PPT 21出示]请学生课外进行小实验探究：用一条一米左右的细绳悬吊一个沙漏，上端固定在葡萄架上(或天花板上、树上等)。拉动沙漏，在略低于上端悬吊点的位置放手，观察沙迹。你有什么发现?
【板书设计】
摆的秘密
摆的快慢与摆绳长短有关；
与摆锤重量和摆动幅度无关；
摆线越短，摆得越快；
摆线越长，摆得越慢。
【记录表】


摆绳长度        猜测摆动
快慢        实验现象
（次/分钟）        我们的结论
长                       
                       
短                       
                       
摆锤重量        猜测摆动
快慢        实验现象
（次/分钟）        我们的结论
大                       
                       
小                       
                       














摆动幅度        猜测摆动
快慢        实验现象
（次/分钟）        我们的结论
大                       
                       
小