《摆的快慢》无论是2017版教材还是2022版教材中都保留了此节内容。可见也是十分经典的探究实验载体。如何上出新意,上出科学思维呢?
一、理清教学设计思路
本课的教学从学生上节课的实验数据出发,让孩子们对比分析上节课的数据,横向比较总结单摆具有等时性,纵向比较,发现每个组在单位时间内摆动次数不同,提出问题,摆的快慢与什么因素有关?
孩子们很容易想到与摆绳长度、摆动幅度以及摆锤的重量有关,经过讨论孩子们自己提出与摆动幅度有关,全班相互质疑指向摆动幅度与摆动快慢无关,其实条件允许是可以现场演示3组,让学生们一起排除该因素的影响,也可以带领孩子回顾对比实验在该实验中的具体操作。
之后,让学生预测另外两个因素可能与摆的快慢有怎样的关系。让学生通过贴磁贴的方式呈现他们的小组预测。预测表现出的结果冲突有力的推动了学生的研究动力。
学生分组设计实验方案,全班讨论确定研究方案,并指导操作要点。(如:小结如何使用可以快速实现摆绳长度的改变,以及在摆锤实验中对摆绳长度的控制)
学生分组实验,(同时也是平行学习,1-6组研究摆绳长度对摆的快慢的影响,7-12组研究摆锤质量对摆的快慢的影响。)15分钟实验时间,快的小组可以到讲台领取实验材料进行另一个影响因素的研究。这样一来,孩子们呈现出来的数据是丰富的。通过贴磁贴的方式呈现小组数据,12个小组的数据大多比较集中,也能直观呈现各因素与摆的快慢的关系。
实验完成分析数据,先从全部数据分析规律,再选出典型数据指向规范实验对实验数据准确性的重要性。(全部数据展示的重要性)
数据分析完毕,总结出实验结论,回到最初的预测并根据实验数据对预测结果进行修正,让学生对小组原有认知进行调整,也是学生思维可视化的一种呈现。
拓展:不刷题的吴姥姥的蛇形摆,让学生知道摆可以有不一样的做法,摆绳的长度会直观影响摆的快慢,基于此,我们还可以设计有趣的物理现象。
最后,回归本单元的研究主题,钟摆的摆一分钟摆动60次,用于计时就很方便。那我们今天制作的摆怎样调整能实现1分钟摆动60次呢?(因此,前面的实验在进行数据选择的时候就要考虑这个问题,摆长10厘米、20厘米、30厘米,既能体现摆长与摆动快慢的关系,也能为后续制作1分钟摆动60次的摆锁定区间)
二、用心创新实验材料
铁架台足够高,实现10厘米、20厘米、30厘米的摆长调整,为后续制作1分钟摆动60次的摆,锁定摆长区间。
提前粘贴双面胶,方便学生固定摆绳
提前在摆绳上打点,方便学生进行摆长调整及摆长控制
准备扇形摆幅控制器,为学生控制变量做准备
(看到别人用的穿针引线的方式改变摆锤质量,值得借鉴,另外摆绳若能从铁支架的棍子中心穿下也是绝好的)
三、关注学生思维培养
本课教学中学生经历自主分析影响因素并设计实验、进行实验探究、验证猜想,建构证据与结论的联系。借鉴宝安区一位教师评课中的评价,我想我们的这一节课也有以下特征:教学留痕、承前启后;精简操作,重点指导;关注思维,培养态度。