教科版-科学-五年级下册-五下《摆的研究》教学设计

教科版《科学》五年级下册第三单元第6课
《摆的研究》教学设计
教材分析
《摆的研究》是教科版科学教材五年级下册《时间的测量》单元的第六课。

自人类具有“时间”这一概念以来，世世代代的人们就不断地寻求着准确测量时间的方法。

古人经过长时间的观测和经验积累，发现太阳在天空规则地改变着位置，月亮在天空的移动也有一定的周期。

从此，古代人类就将天文现象与自己的生活进行了密切的联系。

根据天文现象固有的周期性，形成了历法和时间的概念。

圭表、沙漏、水时钟等就是古人利用事物运动的规律性来判断时间的。

随着社会的发展，人们感觉到精确计算时间是必要的。

根据伽利略发现的单摆的等时性，惠更斯制造了第一个摆钟，大大减少了时钟的误差。

在寻求精确测量时间的道路上，人们一直在探索着。

《时间的测量》单元通过让学生使用一些测量时间的重要设备做实验，从太阳钟、水钟到机械擒纵器……在“创造”制作计时工具的实践过程中，了解人类计时仪器的发展史，认识技术对人类社会发展的作用。

教学内容大致分为三部分：第1课，“时间在流逝”主要让学生对某一个时间段进行估计和感受。

第2～5课，“太阳钟”“用水测量时间”“我的水钟”和“机械摆钟”，分别引导学生讨论和思考日晷、水钟和摆钟的构造和原理。

第6～8课，“摆的研究”“做一个钟摆”“制作一个一分钟计时器”指导学生对摆钟的制造原理和设计进行了更为深入的研究和探索。

《摆的研究》一课是基于上节课《机械摆钟》中“观察我们的摆”这个探究活动。

在学生对自制摆连续测量10秒内摆动次数后，学生会有很多发现，同时产生许多新的问题。

比如摆动幅度越来越小，但是摆动次数却没有变化，说明摆的摆动快慢与摆动幅度无关，这一点不但可以指导学生在本课问题情境中的有效猜测，还会规范学生的实验操作。

另外面对小组间数据的不同，学生会发现不同的摆摆动次数不一样，那么摆的摆动快慢与什么因素有关系呢？这也是本课的研究重点。

本课有两大探究活动：
1.用摆做实验。

面对上节课的实验数据，学生会很容易地提炼出研究问题。

面对问题学生有很多种猜测。

比如摆的摆动快慢可能与摆绳长度、摆锤重量、摆动幅度有关系。

引导学生对于我们发现的问题，设计实验方案、用对比实验的方法加以验证，并且通过分析数据得出对问题的推测。

这种方法比较符合学生的认识水平和操作技能水平。

2.摆的快慢与什么有关。

通过活动，学生得出两组数据，从中我们可以分析出什么呢？什么样的摆摆动的比较快？什么样的摆摆动的比较慢，梳理影响摆的摆动快慢的因素。

用两个摆绳长度一样，但摆锤重心相差很大的两个摆比较快慢，测量结果与刚刚实验的结果产生了矛盾冲突，为下节课提出研究问题。

学情分析
学生通过前五节课内容的学习与探究，对“时间”概念有了初步的感知，对人类历史上的计时工具 ：太阳钟、水钟等的演变和制造原理有了初浅的了解与认识。

而从《机械摆钟》一课开始，是对计时工具“摆钟”的制造原理和设计进行更为深入的研究和探索。

学生已经掌握了自主合作探究的操作技能和对“机械摆钟”的初步认识。

尤其是在前一课的学习中，学生已经认识了用摆计时的钟。

初步知道钟摆计时的原理，能动手制作简单的摆，排除了摆幅的大小影响摆摆动快慢的因素，为本节课的探究在思维和操作技能上进行了一定的铺垫。

另外学生在进入五年级的学习中，经常要开展一些控制变量的科学探究活动。

因此本课的研究方法对他们来说并不陌生。

但是五年级的学生在实验探究能力方面还不是很强。

所以在本课的探究学习中，引导学生控制变量和分析误差仍将是本课的难点。

基于以上分析，本课的整体设计从三个层面展开探究学习。

第一层面是要求学生对自己发现的问题进行预测并设计探究方案，第二层面是对自己的推测进行实验验证，并对探究所得到的数据进行分析处理，得出实验结论。

第三层面是利用所学的知识与技能解决相应的生活问题，从而让科学学习应用于实际生活，并为下节课学习《做一个钟摆》做好铺垫。

本节课的教学重点是：让学生充分经历“问题发现——方案设计——实验探究——数据分析——解决问题——新生问题——拓展研究”的完整的科学探究过程。

教学目标
情感、态度、价值观目标：
1.通过实验设计，让学生明白收集数据、分析数据对于解决问题的重要性。

初步意识到精确测量结果的得出是需要反复测量的。

2.在学生设计实验的过程中，培养学生严谨的态度。

在实验过程中体会认真实验、细致观察发现新问题的重要性。

3.培养对新问题有继续探究的兴趣。

过程与方法目标：
1.能够联系已有认识合理推测摆的摆动快慢与什么有关。

2.能够设计对比实验，通过控制变量进行改变摆的摆锤、摆的摆长对摆的摆动次数是否产生影响的实验研究。

3.能够通过对实验结果进行分析，并且根据分析进行推测。

科学概念目标：
通过两组对比实验数据的分析得出：摆的摆动快慢与摆绳的长度有关。

同一个摆，摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。

教学重点
经历改变摆的摆锤轻重与摆绳长短对一定时间内摆的摆动次数是否产生影响的实验探究 侧重于引导学生控制探究变量和分析实验误差。

教学重点
能够通过合理控制变量 得出正确的实验结论并应用于解决生活问题。

教学思路
教学准备
1.材料准备
学生材料：三个大小相同轻重不同的摆锤、一根长的摆绳、铁架一个、秒表
提出问题
大胆质疑 可能与摆绳长度有关。

摆绳越长摆动越慢。

可能与摆锤重量有关。

摆锤
越重摆动越慢等。

设计实验
自主探究 摆的快慢与
摆绳长度的
关系
小组实验，记录实验数据。

整理实验数据，分析得出摆的快慢与
摆锤重量无关。

小组成员合作完成实验报告单。

学生实验，完成实验记录，并小组合
作完成数据分析。

在全班同学的关注下，展示部分小组的
实验报告单，共同分析，得出摆的快慢
与摆绳长度的关系。

承接旧知，延续探究
摆的快慢与
摆锤重量的
关系。

在教师的带领下分析实验中的改变条件和不变条件。

小组内讨论实验方法，分析注意事项，教师做补充。

发现新问题 单元接力 教师出示两个摆绳长度相同，但摆锤长度不同的摆，它们的快慢情况与本节课
研究的结论相冲突，自然地把研究延伸
到下一节课。

一只、实验记录单一份。

教师材料：上节课中学生关于摆的摆动次数的实验记录表、摆绳长度一样摆锤长度不一样的摆。

2.知识准备
知道摆是由摆绳和摆锤组成，知道摆的摆动快慢与摆动幅度没有关系，对比实验的知识。

课前活动：同学们，上课之前我们先来做一个小活动。

用你的身体模仿一下摆的运动，比一比看谁模仿的像！预备，开始。

你觉得摆是怎样运动的？（你这样模仿的原因是什么呢？）我发现同学们都非常的善于观察，关注到了摆的特点。

我想在这节课上你肯定会有更多的发现！上课。

教学过程
一、承接旧知，延续探究
师：同学们，老师带来了上节课大家实验的记录单，请同学们对比分析一下，你会有哪些发现或者问题？（不同小组的摆，摆动快慢不一样；可能与什么因素有关系）对啊，摆的快慢与什么因素有关系呢？这节课我们就来研究这个问题。

板书《摆的研究》
猜测：你觉得摆的快慢与什么因素有关系？有怎样的关系？大胆来猜一猜！
二、设计方案，展开探究
师：是不是跟我们想的那样呢？怎样去验证我们的想法?
扶的实验：我们首先来看摆的快慢是否与摆锤重量有关系，这个实验是我们以前讲到的哪种实验类型？
师：在这个实验中，改变的因素是什么？
不变的因素是什么？
师：怎样去做这个实验？小组内低声交流一下，开始吧！
学生交流
师：实验过程中我们还应该注意些什么呢？
学生谈谈
教师补充：除了同学们提到的这些，老师也为大家准备了一个温馨提示：
师：看清楚要求了吗？开始实验吧！
实验交流：哪个小组先来跟我们分享一下你们组的发现？
数据分析：看到这组数据，你发现了什么？（同一个组，改变摆锤重量，摆的摆动次数不变，摆的快慢与摆锤重量无关；我们班小组间摆的摆动次数还是不同，可能与摆绳长度有关系。

）
放的实验：通过刚才的实验我们不难发现摆的快慢与摆锤重量无关，刚才有同学还觉得与摆绳长度有关系，
是不是这样呢？请各小组内首先合作完成实验报告单
（二）然后实验，相信有了上个实验的基础，这次研究肯定很顺利！大家开始吧！
学生实验
学生交流数据
数据分析：分析大家得到的数据，我们发现了什么？
板书：摆的摆动快慢与摆绳长度有关，同一个摆，摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。

三.课题延伸
师：哦，通过我们的研究，我们知道了原来摆的快慢是与摆绳长度有关系的！你看，老师这里有俩个摆绳长度一样的摆，判断一下它们摆动的快慢会一样吗？
学生猜测
师：好，我们一起来见证一下（教师演示）
咦？这是怎么回事呢？你想知道些什么呢？
学生回答
结课：究竟是怎么回事呢？请同学们课后继续关注摆，我们下节课继续研究！下课！
板书设计:
摆的研究
摆锤重量无关
摆的快慢与摆绳越短摆动越快
摆绳长度同一个摆
摆绳越长摆动越慢。