小学科学-摆的研究教学设计学情分析教材分析课后反思

《摆的研究》课标分析本课的教学过程以探究活动为主，教师只是一个参与者和合作者，通过“测量”这种探究活动，让学生运用观察、记录、分析的方法探究学习，主动发现科学规律。新课标要求，小学科学课程要从学生的已有认知和生活经验入手，创设他们熟悉的生活情境。因此，本课的导入就直接从日常生活中与摆相关的事物入手，带领学生对摆的各部分名称及摆的操作进行回顾，并设置挑战任务，复习数摆的方法，提高学生兴趣的同时，也为后续的研究扫清了障碍。同时，数摆的数据也引发了学生的思考，直接导入本课的第一个活动。本课的第一个活动是设计实验、探究影响摆快慢的因素。这个活动分五步进行。首先是教师采集记录数据，使学生从中发现问题。鼓励学生对问题进行合理的猜测，并引导学生聚焦问题。第二步，各组选择问题并设计实验方案，进行交流，在这个环节中重点引导学生关注变量的控制，渗透控制变量的意义。教师在这里起到“扶、引”的作用。第三步，教师则完全放手让学生运用测量方法，进行实验验证，并对实验结果进行记录。课本上的记录表是用“一倍、二倍、三倍重”来表示摆锤的轻重变化，用“原来绳长和两倍绳长”来表示摆绳的变化。因为在这里只要摆锤轻重和摆绳的长短变化明显，就能说明问题，所以我把它改成较轻、较重和较短、较长。虽然没有课本上的记录表严谨，但对于五年级小学生来说操作更加简便。不会影响实验结论，但却大大提高了实验的效率。为了提高探究活动的有效性，在设计方案和实验验证的环节，让每个小组自由选择一个问题进行研究。给学生留下充足的时间进行讨论和实验，使学生真正经历探究的过程，防止任务过多，实验只是热热闹闹走过场。第四步各小组分析数据得出的结论进行交流。第五步对比各小组的结论，归纳小结。这是一个完整的实验探究过程，体现了新课标中“最大化的将探究活动呈现在课程内容中”的精神。第二个活动是讨论两个摆绳长短一样，但摆锤的长短不同的摆摆动快慢情况，通过实验观察，再次激发学生的内心矛盾，引发学生新的质疑和继续探究的兴趣，将探究活动延伸到课后，同时也是为下一课《做一个钟摆》作准备的。本课的最后，以学生交流收获的方式总结本课内容。联系生活，解决问题。并用名人的话激励学生，向学生渗透“学科学、用科学”的思想。《摆的研究》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。我们的研究报告（一）一、我们要研究的问题：摆的快慢与摆锤重量有关吗？二、我们的推测：三、实验要改变的条件是：摆锤重量四、实验中不改变的条件是：摆绳长度、摆幅大小五、摆的快慢与摆锤重量是否有关的实验记录：10秒内摆动次数记录原来重量两倍重量三倍重量第一次第二次第三次三次实验平均数六、我们的发现：我们的研究报告（二）一、我们要研究的问题：二、我们的推测：三、实验要改变的条件是：四、实验中不改变的条件是：五、摆的快慢与摆绳长度是否有关的实验记录：10秒内摆动次数记录原来绳长两倍绳长第一次第二次第三次三次实验平均数六、我们的发现：《摆的研究》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。《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。教学难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。出示上节课的实验记录单，学生分析，发现问题。教学思路出示上节课的实验记录单，学生分析，发现问题。承接旧知，延续探究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。承接旧知，延续探究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。在教师的带领下分析实验中的改变条件和不变条件。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。小组内讨论实验方法，分析注意事项，教师做补充。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。摆的快慢与摆锤重量的关系。设计实验自主探究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。摆的快慢与摆锤重量的关系。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。发现新问题发现新问题单元接力教学准备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（一个摆挂一个小球做摆锤，一个摆挂三个连接的小球做摆锤）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，横向比较，我们已经发现同一个摆在相同时间内摆的次数相同。请同学们纵向分析一下，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：1.通过改变钩码的数量来改变摆锤的重量。每个重量的摆要测量三次数据。1.通过改变钩码的数量来改变摆锤的重量。每个重量的摆要测量三次数据。2.分工合作。（一人报时，一人拉摆，两人计数，一人记录）报时人开始时要说“放”，时间到要说“停”。3.操作员要正对着摆，摆线要拉直，摆角不要太大；听到“放”时，手轻轻一松不要用力推。4.计数人要默数，摆来回算一次。不要干扰其他组，数完向记录员汇报。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，摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。三.课题延伸师：综合两个实验，你发现摆的快慢喝什么因素有关？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！你觉得上节课不同小组的摆摆的快慢不一样，原因可能是什么呢？你看，老师这样来挂摆锤，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:6.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有关摆绳越长摆动越慢《摆的研究》效果分析新课程教学中，对学生来说有两大难题，一是对比实验，二是定量实验。我们观摩的多节类似课中，经常会发现学生取得的数据与结论难以符合，导致学生得出错误的结论，甚至于教师强行得出与学生的数据相反的所谓正确结论。这节课是集对比与定量实验于一身，对五年级的学生来说，难度可想而知，但是整个过程我们可以看出来，师生上得轻松、愉快，结果符合预期的。我认为有些经验值得借鉴。首先是加强操作技能训练。教材上认识摆和制定计划是第一课时，具体测量是单独在第二课时，教师进行处理，把计划制定和实验都放在第二课时，那么第一课时学生在做什么呢？教师把大量的时间放在学生测摆速的操作技能上，这从学生回答“为了更科学的实验，你们认为在实验中还应该注意哪些问题？”上看出来，也从本课学生操作的娴熟上可以看出学生操作技能已经扎实。这是进行对比测量活动的基础。没有这个基础，欲速则不达。我们很多教师主要在学生操作技能上不重视，引起麻烦，比如学生还不怎么会使用温度计，就让学生连续测量一杯水的温度，结果可想而知。其次是教具准备上有意识地规避不必要的麻烦。比如，摆锤选用“物体沉浮实验盒”中的小吊桶和铁块木块。规避了用其它材料引起的摆长改变问题。把摆架做成门字型，解决了摆架不稳定和摆锤撞到摆架的问题。尤其有创新意识的材料是“控角器”，有效规避了摆角难以控制的问题。第三是整个教学环节从易到难，先扶后放。把摆长作为第一个研究内容，有两个好处：一是实验数据相差很大，学生不会有什么争议。这个结果还可以在分析摆锤、摆幅与摆速关系时作对比用。如果学生坚持认为、是有关的，可以把这些数据拿出来，学生一对比，就会明白了：不同摆长的摆速相差比较大，那叫有关系，倍幅和摆重数据相差不大，但又不可以说没有关系，那么关系不大这个结论就水到渠成了。二是三个实验方法是相同的，教师把摆长对比实验计划做重点研讨，特别关注变量控制，学生掌握了方法，为后面两个实验做了铺垫，可以放手让下上学生小组内研讨并操作，无须教师重复，为动手操作提供了