借助虚拟实验对原教材进行再创造性教学设计:《摆的快慢》虚拟实验教学设计
王京
【教材简析】
本课是《计量时间》单元的第5课。本课是在学习了 “同一个摆,相同时间内摆动次数相同,即摆具有等时性”之后,对摆进行进一步探究;同时也为学习“做一个钟摆”“制作一个1分钟计时器”打下基础。本课引导学生对影响摆的快慢的因素进行探究,着重探究摆锤质量、摆的长短对摆的快慢的影响。
【学生分析】
学生在测量摆的摆动次数时已经发现,摆钟的摆与自制的摆在10秒钟内摆动的次数可能不一样。有的摆摆得快,有的摆则摆得慢。学生的头脑中会出现疑问:为什么在相同时间内不同的摆摆动的次数不一样呢?之前学生已经观察过摆钟的摆与自己制作的摆,他们会联想到摆的快慢可能会与摆锤质量、摆绳长度、摆幅等因素有关系。
这节课中,学生将就摆的快慢与什么因素有关进行讨论与思考,并且去验证他们的猜测,修正自己的想法。学生将测量摆锤质量不同、摆绳长度和摆幅相同的摆,在30秒钟内摆动的次数;还将测量摆绳长度不同、摆锤质量和摆幅相同的摆,在30秒钟内摆动的次数。他们在对测量数据进行分析后得出结论,找出影响摆的快慢的因素。
【教学目标】
科学概念目标
借助虚拟实验,让学生理解改变摆锤质量不能改变摆的快慢;摆绳长度影响摆的快慢:摆绳越短摆动速度越快,反之越慢。
科学探究目标
1.能根据已有的实验现象推测摆的摆动快慢与什么因素有关。
2.能有效开展改变摆锤质量、摆绳长度对摆的快慢是否产生影响的实验研究。
3.能对实验的结果进行分析,并能根据分析进行预测。
科学态度目标
1.初步意识到获得精确的测量结果是需要反复测量的。
2.意识到在虚拟实验中细心观察并发现新的问题是很重要的。
科学、技术、社会与环境目标
了解人类的好奇是科学技术发展的动力。
【教学重难点】
经历设计实验方案——展开虚拟实验研究——得到虚拟实验结果的过程,探究摆的快慢与哪些因素有关。
【教学准备】
为每组学生准备:一根摆绳(棉绳等)、金属球、塑料球、棉质球若干、铁架台一个、秒表(或手表)一只、记录表两份、虚拟实验。
为教师准备:学生用材料一套、教学课件、虚拟实验。
【教学过程】
一、导入
教师引导:上课一开始,我们借助虚拟实验,回顾前面课的内容。
通过上节课学习,我们知道了摆具有怎样的特点。(等时性)
通过前面的实验,我们知道摆的快慢跟摆幅有关吗?(板书:摆幅 无关)
师:同一个摆在相同时间内摆动次数怎样?(相同)
师:为什么不同小组的摆,快慢会不同呢?这节课,我们就继续来研究影响摆的快慢的因素。
设计意图:在上节课中,学生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。教师在这一环节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,从而引出本课研究内容。
二、探究活动
学生讨论:你觉得摆的快慢可能与什么因素有关?小组讨论一下(板书:摆绳长度、摆锤大小等;)
对摆绳长度、摆锤质量两个因素,分别展开讨论:(教师根据学生的回答板书)
师:如果探究改变摆锤质量的实验,改变哪些条件?哪些条件需要保持不变?
生回答,师:你们也这样认为的吗?
学生讨论结束后,教师提示:
(1)绳要与支架杆平行。
(2)放开摆时不能用力推,要自然放手。(3)摆幅不要过大,防止摆撞到支架。(4)小组成员合理分工,抓紧时间边观察边记录。
(5)为了防止偶然性,每组实验要做三次。
师:老师这个有三种材料的摆锤,接下来,我们不妨请第1-4小组开展真实实验,5-7小组开展虚拟实验。比一比,或许有新的发现?
请1-4小组组长上来领取材料,开始你们的实验吧!
(实验约10分钟)
请第一小组上来汇报,其他小组注意听。
请第5小组上来汇报,其他小组注意听。
师:我们发现什么?(板书:打叉)
师:你们借助虚拟实验来探究,有什么想说的。
师:(是的,材料不用那样准备了,数据也十分精确)
师:如果探究改变摆绳长度的实验,改变哪些条件?哪些条件需要保持不变?
生回答,师:你们也这样认为的吗?
师:接下来,我们不妨请第5-7小组开展真实实验,1-4小组开展虚拟实验。比一比,或许有新的发现?
请1-4小组组长上来领取材料,开始你们的实验吧!
(实验约10分钟)
请第一小组上来汇报,其他小组注意听。
请第5小组上来汇报,其他小组注意听。
师:我们发现什么?(板书:打勾)
师:老师这里有两个摆,摆绳一样,摆锤不同,我们先来看看,我请两个助手帮我一下。
设计意图:让学生理解探究活动对开展实验是很重要的。在教学中组织学生开展讨论“如果要研究摆锤质量与摆动速度的关系,需要测量和记录哪些数据”,通过讨论使学生明白如何控制变量来开展研究。不论是改变摆锤质量实验还是改变摆绳长度实验,都建议学生做三次实验,这样才能保证测量数据的准确性。
三、研讨总结
集体汇报研讨:摆的快慢与摆锤质量有关吗?摆的快慢与摆绳长度有关吗?
教师小结:摆的快慢与摆绳长度有关,摆绳长则摆得慢,摆绳短则摆得快;摆的快慢与摆锤质量无关。
设计意图:这是一个分析实验数据的环节,小组学生展示虚拟实验数据,并自行开展分析。学生得出摆绳的长短是影响摆快慢的因素后,教师帮助学生总结本课的知识点。
【板书设计】
摆的快慢
预测 与什么有关?
实验验证
结论 与摆绳长度有关,摆绳长则摆得慢,摆绳短则摆得快。
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