1、第6课摆的研究(一)背景和目标 在学生测量摆的摆动次数的时候已经发现，摆钟的摆与自制的摆在to秒钟内摆动的次数可能不一样。有的摆摆得快，而有一些则摆得慢。学生的头脑中已经形成了一个问题:在相同时间内怎么不同的摆摆动的次数不一样呢?之前学生们已经观察过摆钟的摆与自己的摆，他们会联想到摆的快慢可能会与摆锤、摆绳的长度、摆幅等因素有关系。 这节课中学生们将就摆的快慢与什么因素有关进行讨论与思考，并且去验证他们自己的一些猜测。在探究的过程中逐步排除一些猜测，修正自己的想法。这一节课，学生们将测量不同重量摆锤的摆在15秒钟内摆动的次数，不同长度摆绳的摆在15秒钟内摆动的次数。他们在对测量数据的分析过程中
2、会发现，影响摆的快慢的因素只是摆绳的长短。科学概念.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。过程与方法.推测摆的摆动快慢与什么有关。.进行改变摆的摆锤、摆的摆长对摆的次数是否产生影响的实验研究。.对实验的结果进行分析，并且根据分析进行预测。情感态度价值观.初步意识到精确测量结果的得到是需要反复测量的。.认识到在实验中细心观察发现新的问题是很重要的。.对新问题有继续研究的欲望。(二)教学准备1.每个小组一根摆绳(棉绳)，三个大小相同轻重分别是20克、40克、60克的摆每个小组准备研究摆锤的记录表一份，研究摆绳的记录表一份。每个小组准备铁架一个，秒表(或手表)一
3、只。(三)教科书说明内容共两页，分成两部分。 第一部分:用摆做实验 这是一节通过“测量”这种探究活动，发现科学规律的课。教科书从三个层面开展探究活动，第一层面，对我们发现的问题，怎么想办法去证实;第二层面，运用测量的方法，对我们的发现进行验证;第三层面，对我们所得到的数据进行分析。 教科书一开始就呈现了一幅插图，图中一群学生在讨论关于摆动速度与什么有关系的问题。这是呈现学生们对上一节课产生的问题进行讨论的场面。插图中一个小男孩说:好像跟摆绳的长度有关。这个小男孩提出这个观点，说明他是经过观察过的。因为学生自己制作的摆摆锤的重量相差不多，但是摆绳的长度是有差异的。插图中的一位小女孩说:可能与摆锤
4、的重量有关系吧。这个小女孩的话是反映大多数学生原有认知的。边上有一位男孩说:与摆的幅度也有关系的，这样的想法也代表了一些学生的想法。图中有学生提出了:根据以前的观测，摆幅大小对摆的速度影响不大。这位学生把上一节课观察到的现象与这节课联系起来了，是思维发展比较超前学生的代表。在“机械摆钟”一课中，学生观察了不同摆幅的摆在相同的时间内摆动次数是一样的，所以这位学生就提出了“与摆幅没有多大关系”的观点。教科书插图中一个小女孩说:我们还是做实验观察一下吧。这提示学生所有的科学争论最终都要靠实来验证。学生思考完这些后，测量摆的实验开始，教师要提醒学生对测量数据进行记录。 如果要来研究“摆锤的重量是否影响
5、摆的次数”这个问题，我们要改变原来我们制作的摆的哪个因素?使学生初步具有在实验中怎样控制无关因素，从而保证所要研究问题结果的精确性的能力。在这个实验中，要控制的因素就是摆长与摆幅不变，使摆锤的重量增加到原来的三倍，同样测量15秒，并且记录每次测量的结果。实验结束后，教师要引导学生对测量的数据进行比较分析，让学生说说对这个结果进行分析后，有什么推测。 在进行“改变摆绳长度的”实验中，教师可以适当放手。只要做简单的提示，比如:在上个实验中，我们为了研究摆锤的重量是否影响摆的次数，使摆绳的长度、摆的幅度等其他因素保持不变。现在我们要进行“摆绳长度是否影响摆的次数”的研究，我们应该使哪些因素不变?实验
6、怎么进行?在学生实验结束后，引导学生对实验所测的数据进行分析。比较两次实验，让学生谈谈有什么发现?虽然实验结果在教师的心中是清楚的，但是这是个不完全归纳的实验，可以引导学生对实验结果进行大胆的推测。 这两个实验，教科书期望教师在学生的探究过程中起到一个“扶、引、放”的作用。在实验过程中，教师是参与者，和合作者，根据学生的实验情况，不断提出探究性问题，引导学生探索对实验变量的控制，对实验结果做出分析，并能够利用实验的结果进行推测。 第二部分:摆的快慢与什么有关系 教科书设置了几个连续递进的问题，引导学生在“用摆做实验”后，进行思考与讨论。把两张实验记录放在一起，你觉得哪种摆的速度比较快?哪种摆的
7、速度比较慢?摆的快慢与绳长有关吗?与摆锤有关吗?对这些问题你是怎么思考的，这就是教科书想达到的一个结果，学生能根据自己的原有知识、对实验结果进行分析与思考，并进行科学的推测。 教科书最后的一幅照片，是摆绳长度相同的两个摆，但摆锤的长短不一样，一个摆锤比较长，另一个摆锤比较短。教科书引导学生推测这个两个摆的摆动速度，大多数学生肯定会认为这两个摆摆动速度是一样的，因为他们的摆绳是一样的。但是如果学生们去测量会发现短摆锤的摆摆动的速度快。这样的测量结果与学生刚刚实验的结果产生了矛盾冲突，之前的实验结果表明摆动次数是与摆锤没有关系的，而这个实验表明又有关系。这使学生们百思不得其解。教科书试图通过这样的
8、活动让学生真正理解摆绳的长度不等于摆的长度。(四)教学建议1.讨论摆摆动次数与什么因素有关系。 在上一节课中学生们已经发现不同的摆摆动速度不一样，他们对这个问题已经产生了探究的欲望。这个活动学生们就这个问题开展讨论，教师在教学中要给予学生充分的讨论时间。让学生充分调动原有的认知，开展头脑思维风暴。通过讨论与辩论使学生达成共识，摆动速度与摆幅的关系不大。从而排除了学生在下面活动中对摆幅的研究。 2.关于摆锤重量是否影响摆动频率的变量控制实验。 让学生理解探究活动的日的对开展实验是很重要的。在教学中组织学生开展这样的讨论，如果要研究摆锤的轻重与摆动速度的关系，我们要测量和记录哪些数据?通过讨论使学
9、生明白如何控制变量来研究摆锤与摆长。也许五年级的学生他们能够说出，如果要研究摆长与摆动速度的关系，摆锤的轻重、大小要保持不变，而摆绳的长度是要变化的。但是在实际操作中学生们往往会忽视另外的变量，比如说“计时”，学生就很难把握。 教科书上建议学生开展三次实验，分别是摆锤原重摆动次数，摆锤两倍重量摆动次数，摆锤三倍重量摆动次数。教师要注意操作性问题:改变摆锤的轻重，但不能改变摆长。如果为了增加摆锤的重量而改变了摆锤的大小与长短，结果是改变了摆长，造成测量数据的不准确。 3.摆的快慢与什么有关系。 这是一个分析实验数据的环节。展示各组学生实验数据，并组织学生自行分析:摆的快慢与绳长有关吗?与摆锤的重量有关吗? 学生得出摆绳的长短是影响摆快慢的因素后，教师出示一个摆绳一样长，但是摆锤不一样长的摆，请学生推测他们的摆动快慢会怎样?教师可以进行演示测量，使学生理解摆长不等于摆绳的长度，真正的摆长是支架到摆锤重心的距离。