杭州市小学科学新课程“设计和技术”领域专题研训活动资料 [复制链接]

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    杭州市小学科学新课程“设计与技术”领域专题研训活动将于5月27日——28日在萧山区汇宇小学举行。本次活动仍将采用网上直播、QQ互动的形式，直播地址：http://www.xswyzx.cn/zb/互动群：萧山小学科学教师QQ群（57417665）、科学教师之家QQ群（47054499）、萧山小学科学直播群（72053760）欢迎大家参与！

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《摆的研究》教学设计

执教：杭州市萧山区汇宇小学  沈 洋

【整体设计】

1．教材分析。

《摆的研究》一课是教科版五下年级“时间的测量”单元的第六课。在学生测量规定时间内摆的摆动次数的时候发现，摆钟的摆与自制的摆在15秒钟内摆动的次数可能不一样。有的摆得快，而有一些则摆得慢。学生的头脑中已经形成一个问题：在相同时间内，怎么不同的摆，摆动的次数会不一样呢？之前，学生已经观察过摆钟的摆和自制的摆，他们会联想到摆的摆动快慢可能与摆锤轻重、摆绳长短、摆幅大小等因素有关。

2. 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】

科学概念：

摆的摆动快慢与摆绳的长短有关。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：

预测摆的摆动快慢与什么因素有关；经历改变摆的摆锤，摆的摆长对一定时间内摆的摆动次数是否产生影响的实验研究；对实验的结果进行数据与现象分析，并得出初步结论，发现新的问题。

情感、态度、价值观：

初步意识到精确测量的结果是需要经过反复测量的；认识到实验中细心观察并发现新的问题是很重要的；对新问题有继续研究的欲望。

【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。

【教学准备】

1、学生实验准备: 自制“摆的研究”学具（包括铁架台、带角度指针的量角器+绑55厘米细线的小塑料瓶摆锤20克、40克、60克各一、木头横档、束扣、票夹）、秒表、实验记录单。

2、教师实验准备：自制“摆的研究”教具（包括带角度指针的大量角器、80厘米摆长200克重的1号塑料瓶摆锤、160厘米摆长500克重的2号塑料瓶摆锤、120厘米摆长350克重的3号塑料瓶摆锤、电工梯、铁横档），自制“摆的研究”学具两个（摆绳同长，摆锤形状相、重量相同、长短不一），自制教具“模拟秋千”、课件、实验记录单、秒表。

【教学过程】

课前播放两口摆长不一的机械摆钟摆动的情景视频。

（一）问题导入

1. 同学们，仔细观察屏幕上机械摆钟的摆，你发现摆的摆动情况有什么不同？课前，老师根据摆钟摆的制作原理做了两个摆。请仔细观察这里的1、2号摆，它们有什么相同点和不同点？如果规定15秒时间，你们觉得哪个摆摆动的速度会快些？

2. 学生实验验证自己的预测。

3. 你认为两个摆的摆动快慢与什么因素有关？摆绳和摆锤两个变量是谁在起作用呢？还是一起在起作用？出示课题《摆的研究》

（设计意图：在学生的日常生活当中，由于电子钟的精巧与廉价，目前机械摆钟已逐步被电子钟代替进入我们的视野，因此，在研究摆之前有必要让生活中的元素重新回到课堂，走进学生的眼帘，“为什么它能计时？摆摆动的快慢和什么因素有关？”针对这些从生活元素的观察中产生的问题，如果老师能创设问题情景，它们可以成为课堂探究导入的驱动性问题，激发学生的学习动机，从而让学生有欲望的主动开展深层次的探究活动。）

（二）方案设计

1.PPT出示实验方案设计表，解读要求。

2. 小组合作设计，完成实验方案。

3. 教师下组了解设计情况。

4. 学生汇报、交流、完善设计方案。

5. 出示实验装置图片，介绍装置各部件名称和使用注意点。

6. 出示温馨提示。

（设计意图：通过全体学生的合作讨论，解决方案设计中的关键问题，为后续的小组合作设计方案形成思路；本环节是本课学生探究活动是否有效的起始步骤，教师为学生的探究活动设计提供了有效的辅助学具，并进行适度的引领，体现教师是学生合作探究学习的伙伴之理念。）

（三）实验探究

1. 材料员领取材料，小组按设计方案合作探究。

2. 教师下组了解学生探究情况。

3. 小组记录员汇报实验数据，教师PPT输入学生实验数据。

4. 其他小组继续探究另一个变量。

（设计意图：自主合作探究是锻炼学生科学学习能力的主要途径，这是本课教学活动的核心，分组统筹安排实验，能够在有限的课堂时间内完成既定的研究目标，根据小组合作能力的高低，也能兼顾能力强的小组进行全部内容的探究活动。这样既让课堂探究的活动充实，同时能兼顾小组间的组际差异。）

（四）数据分析

1. 整理实验器材，观察分析数据，交流实验结论。

       《摆的摆动快慢与什么因素有关的研究》实验数据汇总表         

2．出示实验结论：摆绳长，摆得慢；摆绳短，摆得快。

（设计意图：从实验的数据中去寻找科学的真谛，让我们探究的结果更加具有可信度和真实感，同时激发学生主动去探究获得科学数据的欲望，这样才能让自己的科学分析言之有理。培养数据处理和分析能力，形成严谨的科学态度。）

   （五）问题拓展

1.出示两个摆绳长短，摆锤形状、轻重都一样的摆，安装在相同的学具支架上。它们摆动快慢会一样吗？

2. 学生预测并演示实验验证。

3. 分析影响摆动快慢的原因。

4. 小结：摆的摆长是指从摆的支点到摆锤的重心之间的距离。

5. 解决生活问题。

6. 问题一：老师经过一星期的观察，发现这口摆钟走快了2分钟，现在，你能想办法让它走慢些吗？

7. 问题二：你们玩过“荡秋千”吗？你能想办法让这位大姐姐荡的更快些吗？

8. 模拟实验：洋娃娃荡秋千（改变摆绳长短）。

今天的课，我们研究到这里！

（设计意图：用典型现象来碰撞刚得出的实验结论，借以激发学生的思维，从发现的新问题中去认识“摆长”的实际距离。拓展问题是将学生课堂中获得的科学知识与技能转化为学生的实践应用能力，让科学与生活结合，同时为下一节课的探究活动形成伏笔。）

【个人简介】

沈洋，1995年参加工作，中共党员，本科学历，小学高级教师；曾获萧山区第六届优秀教师，第六届少先队“十佳辅导员”，第十一届教坛新秀，杭州市第十二届教坛新秀；全国、省、市、区优秀科技辅导员；省、市、区优秀少先队辅导员；中国农函大萧山分校优秀教务工作者等荣誉。现任汇宇小学科学教研组长。个人多次承担各级公开课，撰写论文、案例及学科技能竞赛在全国、省、市、区各级评比中均有获奖；平时热衷教具研制，自制“摩擦力对比演示”教具获全国二等奖。

《做一个钟摆》教学设计

执教：临安市晨曦小学   张怡

【整体设计】

 “做一个钟摆”是教科版《科学》教材五年级下册第三单元“时间的测量”第7课。在第6课中学生通过研究摆，已经认识到摆锤重量与摆动快慢无关，摆绳长度与摆动快慢有关，摆绳越长，摆动越慢，摆绳越短，摆动越快。本节课将紧紧结合第6课的学习内容来探究摆长怎样影响摆动快慢。教材重点启发学生通过测量与比较的方法来认识摆的摆动快慢规律，发现摆长越长，摆动越慢，摆长越短，摆动越快的规律后能动手做出一个30秒摆动30次的钟摆。同时通过测量分析的活动，培养学生的小组合作能力、动手操作能力和整理信息、分析数据的能力，促进学生思维进一步的发展。

根据材料特点及学生的实际情况，本课的设计对教材作了处理。

1、本课的第一个环节是出示上节课中呈现过的摆绳相同，摆锤长度不同的两个摆，请学生谈一谈摆动有快慢的原因可能是什么？接着缩短两个摆的摆绳长度，直至几乎没有，再一次猜测两个摆的摆动快慢。这个同时缩短摆绳长度的环节目的是引发学生思考，潜意识里认识到摆绳几乎没有的前提下摆锤的长短不一样，摆动快慢也不一样。到底是什么在影响着摆动的快慢呢？

2、在比较30厘米长的摆末端加重物后与加重物前的摆动快慢这个活动中，将测量时间由15秒调整为20秒，调整的目的是尽可能的拉开两个摆的摆动次数，从而得出更可信的结论。

3、结合小组实验材料特点，将重物固定在10厘米，20厘米，30厘米处研究摆动的快慢调整为将重物固定在上端、中部、下端来研究，因为将重物间隔10厘米固定在金属条上摆动，发现相同时间内测出的次数相差不大，考虑到相近的数据会影响学生的分析，故而稍作调整。

4、教材的最后一个环节是制作一个每分钟摆动30次的钟摆，但实际操作起来却发现需要极大地调节摆绳长度才能制成教材要求的钟摆，考虑到调节绳长的繁琐，就改为制作一个30秒摆动30次的摆，调节的原理是一样的，现在只要通过简单的调节重物在金属条上的位置就可以完成任务，方便了学生的操作。

这节课的设计理念主要是想通过一次一次的实验来引导学生思考，猜测实验现象，分析形成原因，从而促进学生思维的发展，通过探究对摆有一个新的认识。

【教学目标】

科学概念

1．摆的摆动快慢与摆长有关。

2．同一个摆，摆长越长，摆动越慢，摆长越短，摆动越快。

    过程与方法

    1．通过研究认识到摆长影响摆动快慢。

2．用测量与比较的方法研究摆的摆动快慢规律。

3．对钟摆不断地调整，做个30秒摆动30次的摆。

情感、态度、价值观：

1．认识到仔细观察，善于思考，准确测量，积极动手的重要性。

2．小组分工明确，乐于合作、交流和讨论。

【教学重点】

摆长是固定点到摆的重心的距离。摆长越长摆动越慢，摆长越短摆动越快。

【教学难点】

一个摆重心的高低影响摆动快慢。

【教学准备】

学生实验准备: 每组一个带有可移动固定物的金属条、铁架台、实验记录单。

2、教师实验准备：摆锤长度不一样的摆各1个，钢尺、磁铁、挂钟、课件。

【教学过程】

课前小活动

一、导入

1.提问引入：上节课我们进行了摆的研究，摆的快慢与什么有关？与什么无关呢？

（板书：摆的快慢与摆绳长度有关，摆绳长，摆得慢，摆绳短，摆得快。摆的快慢与摆锤重量无关）

2.出示上节课最后研究的摆（摆绳长度相同，摆锤长度不同的摆），问：摆绳长度相等的这两个摆，摆动的快慢为什么不同？

二、探究摆长怎样影响摆动次数

1.将上述两个摆的摆绳同时缩短,（如右图）

1.jpg(2.13 K)

2010/5/27 8:15:00

(1)学生猜测两个摆的摆动快慢。

（2）请两位学生上台操作，测20秒内两个摆的摆动次数。

（3）分析讨论影响摆的快慢的因素。

2.选择长摆，在摆锤下端加上一个重物。（如右图）

2.jpg(2.32 K)

2010/5/27 8:16:00

（1）学生猜测这个摆的摆动快慢是否会变化。

（2）实验验证

3.提出本节课研究的问题：摆的快慢到底和什么有关？

明确实验要求。

4.分组实验：研究改变重物在摆上固定的位置是否会影响摆动的快慢。

3.jpg(3.26 K)

2010/5/27 8:16:00

5.汇报分析实验数据，得出结论

（1）各组汇报实验数据，教师汇总。

（2）观察实验数据，看看有什么规律？

（3）小结并板书：

（板书：从固定点到摆的重心的距离叫摆长）

（摆的快慢与摆长有关，摆长长，摆得慢，摆长短，摆得快。）

三、制作“钟摆”

1．揭题。（板书：做一个钟摆）

2.讨论：现在要做一个30秒摆动30次的钟摆，应该怎样调整摆长？

  （出示一个小组的实验记录单进行讨论）

3．分组实验。

4.展示成果。请已经完成任务的小组上台展示。

板书设计：

7.做一个钟摆

（从固定点到摆的重心的距离叫摆长）

重物在不同位置的摆 摆动次数记录单

第（     ）小组

（市级教研课教案：本教案将于5月27、28日，在杭州市小学科学新课程“设计和技术”领域专题研训活动中实施。）

【个人简介】

张怡，女，2001年参加工作，小教一级，2009年8月进入临安晨曦小学，成为一名专职科学教师，现任教四、六年级科学。在平时的教学中一直在追求科学探究教学的有效性和以学生自主学习为主体的课堂教学模式。在临安市组织的课堂教学评比中获得过一、二等奖，所撰写的论文、教学设计、案例在市级比赛中均获佳绩， 2009年10月被评为“临安市教坛新秀”。

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《做框架》教学设计

 执教：滨江区闻涛小学  杨海庆

【整体设计】 

《做框架》一课是科学六上第二单元《形状与结构》的第五课。本课主要通过动手制作、实验活动，使学生认识和发现三角形框架是最稳定的结构，利用三角形的稳定性可以加固正方体框架。本课的教学思路如下：

1、初步认识框架。通过三角形板与三角形框架的比较及四边形框架的认识，让学生知道什么是框架。

2、制作简单框架。通过制作三角形、四边形框架及加固四边形框架，认识到三角形框架是一种稳定的框架，利用三角形的稳定性可以加固四边形框架。

3、制作正方体框架。先让学生认识到一个个简单框架可以组合成复杂的框架。正方体框架就是由许多个四边形框架组成的。然后让学生动手制作框架。

4、加固正方体框架。学生动手加固正方体框架，在活动过程中进一步认识框架结构的特点，掌握加固框架的技能。

5、进一步认识框架。通过对生活中一些物品及建筑物的认识，知道这些物品或建筑物都是框架结构的。同时认识到框架结构的其他特点。

本课的教学力求体现出如下特点：

1、注重学生的动手制作。本课是做框架，制作简单框架，加固四边形框架，制作正方体框架，加固正方体框架，通过这些活动不仅能有效培养学生的制作技能，业能让学生在动手做中逐步建构科学概念。

2、注重学生的思维发展。本课不仅强调学生动手做，但更强调思维发展，思考怎样做，为什么这样做。让学习活动有别于一般的制作课，进一步体现出科学课的特点。

3、体现概念建构的特点。在教学中，让学生经历从简单框架到复杂框架的认知过程，经历从框架模型回归到生活实际的过程，概念逐步的建构形成。

4、体现“设计与技术”的特点。本课是“设计与技术”课的典型，既有设计的要求，又有制作的任务。因此教学中尽可能的让学生经历知识和经验的综合、设计方案的初定、预期目标的估计、工具手段的选择、方案之间的比较、最终方案的确定、操作制造的实践、评价总结的交流等过程。

【教学目标】 

科学概念： 

1.科学概念：三角形框架具有稳定性，利用三角形框架可以加固框架结构。

2.过程与方法：利用三角形稳定性的原理，指导学生设计、制作一个可以支承重物的框架结构。

3.情感、态度价值观：体会小组合作的乐趣与优势，进一步增强学生合作意识。

过程与方法： 

认识三角形的稳定性在框架结构中的作用。

情感、态度、价值观： 

利用三角形的稳定性，设计制作一个可以支承重物的立体框架。

【教学重点】

认识三角形的稳定性在框架结构中的作用。

【教学难点】

利用三角形的稳定性，设计制作一个可以支承重物的立体框架。

【教学准备】 

1.学生实验准备: 橡皮筋、短竹棒、长竹棒、实验记录表。

2.教师实验准备：橡皮筋、短竹棒、长竹棒、正方体框架一个、课件。

【教学过程】

一、导入。

1、出示三角形木板，这是什么？出示三角形框架，这又叫什么？两者的主要区别是什么？我们把这种空心的、一根根材料搭成的东西叫框架。板书：框架

2、这个是三角形框架，那这个呢？（出示四边形框架。）

二、做简单框架。

1、这样的框架你们会做吗?用小棒与橡皮筋做材料，怎么做？四个人做两个框架，怎样做得又好又快？（完善课题：做框架）

指导要点：①橡皮筋与两根小棒的捆绑方法。②小组合作。

2、学生制作，老师巡视指导。

3、说说制作中有什么感受与发现？板书：三角形 稳定  四边形 不稳定

4、要让四边形框架也稳定一点，怎么办？

5、为什么加了斜杆后四边形框架就稳定了？（预设：一条斜杆把四边形框架分成了两个三角形框架，而三角形框架是稳定。）

6、为什么三角形框架比较稳定呢？

7、出示教具，演示分析： 

（1）三角形顶端受到向下的压力时，如果没有底边这根杆子，两条斜杆有什么变化？（向外扩），而底边杆子则可以将向外扩的两条斜杆紧紧拉住。

（课件分析）当三角形顶端受压力时，底边杆子对斜边产生一个拉力，起到拉的作用。

（2）当三角形的两条斜杆受到向下的压力时，又会怎么样呢？谁能结合老师的演示来进行解释呢？ 

（课件分析）当三角形两边斜杆受压力向内挤，底边杆子对斜边产生一个推力，起到推的作用。

（3）三角形正是通过三边互相之间的推和拉的作用保持它的稳定性。

8、四边形中加的斜杆具有这样的力量吗？

出示教具，演示分析。

9、小结：我们可以利用三角形框架的稳定性来加固四边形框架。

三、做一个坚固的正方体框架

（一）做正方体框架

1、如果把许多个这样三角形或四边形框架组合起来，可以做成什么？出示正方体框架，这是什么？它是由一些什么框架组成的？

2、你准备怎样制作正方体框架？

指导要点：把做好的两个框架利用起来，先把三角形框架拆去一个角，加上一根杆子，做成一个四边形框架。再把加固的斜杆去掉，也做成一个四边形框架。然后用四根小棒把两个四边形框架连接起来就可以了。

3、小组分工合作做一个正方体框架，教师巡视指导。

4、评价学生制作的过程。

（二）加固正方体框架

1、明白任务：

（1）你觉得这个框架坚固吗？边说边放书测试，追问这样的框架坚固吗？

（2）你有办法让正方体框架更坚固呢？

（4）今天我们来一个比赛，让正方体框架承受12本书的重量。

（5）比赛要有规则，我们来制订一下比赛规则。（预设：承重相同，材料越少越好。材料相同，承重越多越好。）

2、设计方案。

（1）小组讨论，斜杆加在什么位置？加几根？

（2）用铅笔和尺在记录纸上画出来。

3、制作调整。

（1）完成设计后，请一个同学凭设计图纸来老师处领取加固用的斜杆。

（2）学生分组制作。

（3）教师巡视指导。对制作好的小组，提醒其进一步修正。

4、评价总结。

（1）抽几个小组展示交流加固方案、测试承重、分析优点。

（2）比较这么多成功的框架，你们觉得哪个小组最好？为什么？

四、总结拓展。

1、生活中你看到过类似框架搭成的物品或建筑吗？课件出示有关框架结构的物品或建筑，帮住学生进一步认识框架结构。

2、谁能解释这些大型建筑或设施上为什么都采用三角形框架？除了结构稳定外，框架结构还有什么好处？（节省材料、减轻自身重量）

3、小结：框架结构正是因为有这么多的特点，所以建筑上运用很广。课外再去找找还有哪些地方运用了框架结构。

【个人简介】

杨海庆，中共党员，本科学历，小学高级教师，杭州市教坛新秀，杭州市青少年学生第二课堂活动先进个人。94年参加工作，99年成为科学（常识）专职教师。新课程实施以来，一直参与科学教学工作。教学中坚持“以学生的发展为本”，努力激发学生的学习兴趣，丰富学生的学习方式，积极开展拓展性学习活动，让学生亲历科学研究的过程。多次在区级教研活动中承担研究课、讲座等任务。