《鐘擺的秘密》教案
《鐘擺的秘密》教案
教學目標：
1、透過研究擺鐘的構造，瞭解擺鐘，發現擺是擺鐘的控制核心。
2、透過研究擺速與擺線、擺錘之間的關係，認識擺的運動規律——擺臂越短，擺的越快；擺臂越長，擺的越慢；擺的快慢與擺錘輕重無關。
3、能夠對影響擺速有哪些因素作出猜想；能夠根據猜想與假設設計實驗方案，進行驗證；能夠使用控制變數的方法收集資料；能夠透過測量蒐集、記錄資料，並選擇有效的資料作為證據。
4、懂得人只有認識自然規律，才能更好地利用自然規律。
教學重點：掌握鐘擺的運動規律。
教學難點：學習利用控制變數法進行探究。
實驗用品超市：
支架、鉤碼（3個）、線繩、秒錶、直尺、記號筆等。
實驗內容設計：
1.創設情境，匯入新課
講伽利略發現鐘擺的規律的故事引入新課；由課件展示擺鐘及其內部結構，引出鐘擺是擺鐘的運動控制核心。
2.玩自制擺，練習操作
老師展示自制的鐘擺，讓學生上臺啟動，教師介紹鐘擺的三要素（擺線、擺錘、擺角）和擺的實驗注意事項；全班一起數一數10秒鐘內擺動的次數。
學生分組自制鐘擺並測量10秒內擺動的次數，
3.發現問題，大膽猜想
教師板書不同小組三次實驗資料，發現同一個擺擺動的快慢一樣，不同小組的不同的擺擺動快慢卻不同，從而提出：“為什麼有的擺擺得快，有的擺擺得慢？”
引導學生分組討論並做出猜想:可能與鐘擺的擺線長短、擺錘輕重、擺角大小有關。
4.設計實驗，分組驗證
各小組設計實驗方案驗證自己的猜想，重點討論如何利用變數控制法進行對比實驗。
全班交流實驗方案，分組實驗，教師巡視指導。
5.分析歸納，得出結論
對分組實驗的資料進行分析歸納，得出實驗結論：擺擺動的快慢與擺線長短有關（擺線越長，擺動越慢；擺線越短，擺動越快。），與擺錘輕重和擺角大小無關。
6.鞏固練習，拓展延伸
（1）、探探家的擺鐘走得太快了，怎麼調一調？
（2）、公園裡，8歲的究究和爸爸分別坐在兩個完全相同的鞦韆上要比賽盪鞦韆，比一比相同時間內誰蕩的次數多。究究說：“我身體輕，肯定比你快！”爸爸說：“我力氣大，肯定贏你！”對他們父子的觀點你有什麼看法？怎麼能讓究究比爸爸蕩得快？
(3).課下自制一個1分鐘擺動60次的擺。
7．分享收穫，整理器材
讓學生談談各自的收穫，教師順便稱讚同學們經歷了一次偉大的科學探究過程，介紹400多年前伽利略發現鐘擺的規律的故事，介紹後來慧更斯利用伽利略的鐘擺的規律發明了擺鐘，讓學生明白偉大的科學發現總是來源於生活，然後又服務於生活，只要我們細心觀察，認真思考，勇敢探究，就會有科學的發現和偉大的創造。
教學方法：
教法：課件導情、實驗導疑、活動導練；學法：全班參與、分組討論，“提問——猜想——驗證——分析——總結”。
教學過程：
第一步，講述伽利略發現鐘擺的秘密的故事引入新課並板書課題。
第二步，揭開擺鐘的神秘面紗，讓學生髮現問題。我用課件出示擺鐘的內部結構圖，因為同學們四年級學過有關齒輪的相關知識，對齒輪的作用有一定的瞭解，透過仔細觀察，能夠發現因為有了擺的擺動擺鐘的指標才會走，可見擺是擺鐘的控制核心，同學們在頭腦中立刻就會產生“為什麼要用擺來作為時鐘的控制核心”或“為什麼要用擺來控制時鐘的快慢”這樣的問題。發現問題是學生想進一步解決問題，進一步深入探討的原動力，激發同學們探求新知的濃厚興趣。
第三步，認識擺，玩擺。教學中往往有這種情況，當學生已經產生了濃厚的學習興趣和強烈的探究慾望，若教師沒有抓住時機而是讓一些抽象的、枯燥的概念或問題佔具學生頭腦，就會抹殺學生的興趣，所以我在課堂上強調這個“玩”字。教師先來玩，在玩中介紹了擺的構造（擺線、擺錘、擺角），說明了怎樣計擺的次數，接下來讓學生自由玩，從桌上隨意選擇材料，動手組裝，製作成一個擺，小組內先來玩一玩。接下來在玩中學生分組測出10秒時間各自的.擺擺動多少次，老師把同學們的資料板書在黑板上。學生會發現不同小組的擺擺動的次數是不同的，從而提出“為什麼有的擺擺得快，有的擺擺得慢”這個本課要解決的重點問題。
第四步，針對要解決的重點問題“為什麼有的擺擺得快，有的擺得慢”，讓學生提出猜想，放手讓學生設計實驗方案，最後動手實驗來驗證猜想。這是本節課的核心，是突破重難點的教學關鍵。
我先是鼓勵學生大膽猜想，無論學生猜想的是否正確，只要敢於猜想就是一件可喜的事情，教師千萬不能用“你猜的對嗎？”這樣的置疑來限制學生的思維。這裡學生會猜擺的快慢與擺線長短、擺錘輕重、擺角大小、手對擺的推力等等因素有關，這些猜想都值得肯定，但根據擺的構造這節課就只研究擺的快慢跟擺線長短、擺錘輕重、擺角大小這三個因素的關係。
接下來放手讓學生自己設計實驗方案，在彙報交流中我有意引導學生明白自己設計的其實就是對比實驗，明白應控制哪一個變數，怎樣控制這個變數，明白哪些條件要保持不變，這樣才能探究出某個因素跟擺速之間的關係。同時讓學生自己設計實驗記錄表，會設計表格的小組，他們對控制變數的這個實驗掌握得會更牢固。這一環節會讓學生明確任何探究活動必須要有計劃，包括制定步驟，選擇方法和設想安全措施，從而逐漸形成在著手解決問題前先思考行動計劃的習慣，並且還要學會小組成員分工合作。
最後各小組按照自己設計的實驗方案動手實驗，教師強調各組要注意合理分工。我放手讓學生自己明確分工，因為五年級學生能夠根據學生各自的特點來進行合理分工，細心的同學來數數，會用秒錶的同學來計時，動作標準的同學來放擺，語言組織能力強的同學來記錄並彙報，充分給學生以信任。在彙報交流各組的實驗結果時，我強調請同學們仔細觀察你們的實驗資料，並給學生留有一定的分析歸納的時間，這是完成這一單元二級目標“能對蒐集到的眾多資料和資料進行分析和整理”的教學環節，所以從時間、空間上給了充分的重視。經過資料整理與分析，學生就會得出結論：擺的快慢與擺線長短有關（擺線越短，擺的越快；擺線越長，擺的越慢。），與擺錘輕重和擺角大小無關。在這一過程中，有的組會因實驗誤差導致無法得出正確的實驗結論，這時我適時地讓該組同學反思誤差產生的原因，建議他們重做一次。目的是強調實驗過程中要注意一些細節，如：計時與放擺的同學動作要一致，手要把擺錘輕輕鬆開等，這樣才能減小誤差，提前教會學生下一步的實驗時應掌握的操作要領和注意事項。
第五步，應用自己探究的規律，解決生活中的實際問題。學生在掌握了擺的運動規律後，我提出一個問題：小明家的擺鐘走得太慢了，怎麼調一調？學生很快就能說出解決辦法。第二個問題：公園裡，8歲的究究和爸爸分別坐在兩個完全相同的鞦韆上要比賽盪鞦韆，比一比相同時間內誰蕩的次數多。小明說：“我身體輕，肯定比你快！”爸爸說：“我力氣大，肯定贏你！”對他們父子的觀點你有什麼看法？怎麼能讓小明比爸爸蕩得快？然後我又提出一個更高的要求，讓學生挑戰自我，課下製作一個1分鐘擺動60次的擺。這一環節讓學生學會學以致用，明白科學來源於生活，科學最終還要服務於生活。
第六步，課堂結束時大力讚揚學生，激發科學探究慾望，培養科學精神。我讓學生談談各自的收穫，在同學們共同分享成就感的基礎上，動情地說同學們的發現其實就是科學家的發現，400多年前的伽利略也發現了擺的規律，另一個科學家惠更斯在伽利略理論的基礎上發明了擺鐘，用擺作控制核心，使擺走得快慢均勻，走得更精確，同學們其實都具有科學家的潛質。在激發情感的同時，照應開頭，讓學生明白為什麼用擺作為時鐘的控制核心，因為擺的運動有一定的規律(同一個擺的擺動有等時性)，它可以讓鍾走得快慢均勻。
第七步，整理實驗臺。送上老師衷心的祝福：祝同學們幸福快樂！
板書設計：
鐘擺的秘密
快慢
擺線長短的影響：有關（越長，越慢；越短，越快。）
擺錘輕重的影響：無關
擺角大小的影響：無關
教學反思：
本堂課我是遵照科學探究活動的步驟設計的：情景引題——猜想假設——設計實驗——合作探究——拓展延伸。讓學生在探究過程中既獲得知識，有鍛鍊多種能力，同時培養濃厚的學科興趣和情感。但是，教學是一門遺憾的藝術，好課永遠是下一節。力求完美，將是我永恆的追求。