資源簡介

5.擺的快慢
【教材簡析】
本單元前幾課中介紹了燃香鐘和水鐘這兩種計時工具的構造和原理，從《機械擺鐘》一課開始，4-6課都是對計時工具——擺鐘的研究和探索。上一課，學生經過測量自制擺1分鐘擺動次數時已經發現各小組擺動次數是不一樣的。沿著上節課的問題，本節課將直接聚焦到“擺的快慢與什么因素有關”。學生經歷“討論-猜測-驗證”，以對比實驗方式分別研究擺的快慢與擺錘質量和擺繩長短的關系來修正自己的猜測，最終得出擺動的快慢與擺繩長短有關，擺繩短，擺動快，擺繩長，擺動慢，而與擺錘質量無關。本課學習也為下一課《制作鐘擺》奠定了認知基礎。
本課的重點是研究擺的快慢與哪些因素有關，初步培養學生設計控制變量的實驗方案的能力，以及培養學生能依據證據推理，找出規律的思維方式，進一步養成實事求是的科學態度。
【學情分析】
通過上一課的學習，學生了解了擺的構造，并能動手制作擺，學會了測量擺每分鐘擺動的次數，初步建構了“擺的等時性”這一科學概念，同時通過研究還發現了不同的擺1分鐘內擺動次數是不一樣的。五年級學生沒有正式學習過對比實驗如何進行變量的控制，教師只是在平時的實驗中進行了滲透，所以本課中教師可以嘗試通過這兩個實驗讓學生學會辨別和控制實驗中的可變因素，以及不變因素。對于實驗操作的嚴謹性、數據的整理分析、處理和科學結論的完整得出，學生都還存在一定的困難，因此需要教師課上進行引導。
【教學目標】
1.在思考、討論影響擺的擺動快慢的因素中，能夠有依據地表達自己的觀點，并對不同的觀點進行質疑。
2.通過探究“擺的快慢與擺錘質量和擺繩長短的關系”的實驗，分析、比較實驗數據，歸納出擺的快慢與擺錘質量無關；與擺繩長短有關，擺繩越短，擺動越快，反之則越慢的規律。
3.在探究擺的實驗過程中，初步意識到獲得精確的測量結果是需要反復測量的，在實驗中細心觀察并發現新的問題特別重要。
【教學重難點】
重點：研究擺的快慢與哪些因素有關。
難點：1.控制實驗變量。
2.獲得精確測量結果。
【教學準備】
教師：1.教學課件；2.兩個擺（擺繩長短相同，擺錘質量也相同）。
學生：1.標有1倍、2倍、3倍長度記號的擺繩，3個大墊圈，三角形的回形針掛鉤，夾子，秒表，鐵架臺上面固定好長木棒，長木棒上固定一定角度的銅導線；2.課堂作業本中的記錄單。
【教學過程】
一、復習導入，揭示課題（預設3分鐘）
1.出示“自制擺一分鐘擺動次數的數據匯總表”。
提問：上節課我們分析這些數據總結出了“擺的等時性”，同時我們還有一個新發現，誰來說一說？
（預設：不同的擺1分鐘擺動的次數不同。）
這幾個組的擺1分鐘擺動的次數多，說明擺動得快。 而這幾個組的擺1分鐘擺動的次數少，說明擺動得慢。
2.這節課我們就來研究擺的快慢與什么因素有關。揭示課題：擺的快慢（板書）。
【設計意圖】簡要復習上一課內容，快速聚焦到本課研究的問題，引導學生就該問題進行思考、推測，也自然進入了第一項探索活動。
二、探究：擺的快慢與擺錘質量和擺繩長短的關系（預設27分鐘）
材料準備：擺繩上標有1倍、2倍、3倍長度記號的擺、墊圈、鐵架臺、掛鉤、夾子、秒表、銅導線
1.推測：你覺得影響擺的擺動快慢的因素有哪些呢？請同學們先思考，小組討論后回答。
（預設：擺繩長短、擺錘質量、擺幅大小。）
2.引導學生排除“擺幅大小”這個因素。
（1）提問：根據上一節課的觀測我們可以排除哪種猜測呢？
（2）學生回憶，討論并回答。
（3）師生共同演示，再次驗證，排除擺幅的影響。
3.師生共同完成改變擺錘質量的實驗設計。
（1）提問：要研究擺的快慢與擺錘質量的關系，我們要測量和記錄哪些數據？打算怎么做？
（2）小組討論后匯報。
學生匯報自己小組討論的實驗方案。
其他學生補充或者提出改進意見，逐步完善實驗方案。
（3）教師出示完整的實驗方案圖。
4.學生自行設計改變擺繩長短的研究。
（1）提問：實驗中改變的條件和不改變的條件又有哪些？
（2）教師補充改變擺繩長短的方法以及保持擺幅不變的方法。（通過夾子分別夾在擺繩上的一倍、兩倍、三倍的標記處來改變擺繩長短以及把擺拉到與銅導線同一角度來保持擺幅大小不變的方法。）
5.溫馨提示：實驗注意事項。（PPT展示）
（1）按下秒表，同時輕輕松開擺錘。
（2）30秒為一次實驗，做3次，及時記錄。
（3）選一個合適的數據。
（4）組長上臺，輸入數據。
6.學生實驗，教師巡視。
【設計意圖】實驗設計環節從“感知”對比實驗，到 “扶”，再“放”，使學生不斷提高設計對比實驗的能力，使實驗更有效地開展，更好地突破本節課的重難點。
三、交流實驗發現（預設10分鐘）
1.分析擺的快慢與擺錘質量之間的關系。
學生上臺分析全班的數據，得出擺的快慢與擺錘質量無關。
教師針對一些特殊數據，請學生解釋原因。
2.分析擺的快慢與擺繩長短之間的關系。
學生分析本組的數據，初步得出結論。再分析其他組數據，進一步驗證上面的結論。
3.教師小結：擺的快慢與擺錘質量無關，與擺繩長短有關，擺繩越短，擺動越快，反之則越慢。
4.應用：擺鐘走時不準了，如果走慢了，怎么辦？
【設計意圖】這是一個對實驗數據的分析環節，通過對數據分析回答“我們是怎么知道擺的快慢與哪些因素有關的？”這一更值得思考的問題。學生在通過組內分析，再到全班數據分析得出結論，并運用它解決日常生活遇到的問題，提高解決問題的能力。

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