资源简介

1.4　尝试科学探究
物理观念：知道科学探究的一种基本方法——控制变量法。
科学思维：会根据科学探究的一般过程和步骤设计、分析实验。
科学探究：经历科学探究的一般过程和步骤，培养学生科学探究的意识和动手实践的能力。
科学态度与责任：培养学生实事求是的科学精神，培养学生探究并总结物理规律并应用于解决生活中的实际问题的能力。
教学重点：掌握科学探究的全过程；认识并熟练应用控制变量法。
教学难点：科学探究的过程。
教师准备：多媒体课件、摆钟等。
学生准备：刻度尺、电子秒表、不同长度的细线、体积相同的铝球和铜球、铁架台等。
教学环节 设计意图
一、创设情境　导入新课 学生观看多媒体播放视频：“神奇的摆”。 教师：摆在摆动过程中是无章可循还是遵循规律呢 今天我们就借助“摆”来认识科学探究的过程与方法。 让学生通过对摆的摆动过程的观察，产生疑问，从而引出课题
二、新课讲解　探究新知 探究点一　探究摆的奥秘 教师：同学们常用的手表、闹钟等有没有不准的情况发生 学生：手表、闹钟等出现过计时不准确的情况。 教师引导1：虽然现在有各种钟表，但是人类最早的钟表是利用机械装置做成的。最典型的就是摆钟。 教师引导2：小慧家的摆钟走快了，请邻居张师傅帮忙。只见张师傅将摆钟下面的螺母拧几下，摆钟走时就准了。怎么拧几下走时就准了 学完本节内容再请同学们作答。 物理不仅仅是一门学科，更是一门科学。科学的核心是探究，学习物理就要学会探究。 结合所说的“摆钟”的课例，我们来探究“摆”的奥秘。 (一)提出问题 教师：对摆钟中不断摆动的摆，你能提出什么问题 学生：这个摆来回摆动一次所需的时间由什么决定呢 教师：爱因斯坦说过“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要”，在学习过程中，我们要善于观察、勇于提问、勤于思考、联系实际。 (二)猜想与假设 教师：提出问题后，我们对提出的问题作出猜想和假设。 提示：牛顿说过，没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。当然猜想不是胡思乱想，它是以自己的经验和知识为基础的一种试探性的解释。因此猜想与假设的意义并不是它是否正确。 教师：这个摆来回摆动一次所需的时间由什么决定呢 学生：摆钟所处的地理位置、摆的长短、摆锤的轻重、摆角的大小…… 结合身边遇到的计时工具计时不准确的现象，引领学生提出问题，从而走进对摆的探究过程 结合具体事例，让学生初步体验提出问题的过程 结合实际事例，让学生初步体验猜想与假设的实验环节
(三)设计实验与制订方案 教师：实验与方案应针对猜想与假设来进行设计，实验应注意选择器材。 由于钟摆比较复杂，为使实验更简单，我们需要对钟摆进行简化，用一根不可伸长的细线悬挂一个小球代替钟摆，根据提出的猜想与假设设计实验。 用一根细线悬挂一个小球来代替钟摆的摆，研究这个摆摆动的规律。在这里，我们用到了简化法。 我们猜想的影响摆来回摆动一次的时间的因素有多个，因此在实验过程中，要想探究某一个因素对摆动时间的影响，必须控制其他因素不变，这种研究问题的方法叫做控制变量法。 实验前指导1：在实验过程中涉及时间测量问题。可有两种方法：一是测量单摆摆动一次所用的时间，然后进行比较(直接测量)；另一个是测量单摆在摆动同样多的次数所用的时间，然后进行比较(间接测量)。哪一种方法好 提示：如果采用第一种直接测量的方法误差比较大，而第二种间接测量的方法误差较小，一般采用第二种方法。 实验前指导2：实验时，要严格按照实验步骤进行操作，操作中应注意观察，把观察到的重要现象和数据记录下来。记录要尊重事实，不可拼凑、杜撰或篡改。 (四)获取与处理信息 学生分组实验并记录数据 1.探究摆动快慢是否与摆球的轻重有关。使用两个摆装置，在其他条件相同的情况下(如细线长，偏离角度)，采用体积相同的铝球和铜球，测量摆动20次所用时间，把测得的数据记录到教材对应表格上，并计算出摆动一次所用时间。 2.探究摆动快慢与悬线的长短是否有关。使用两个摆装置，在其他条件相同的情况下(摆球的轻重，偏离角度)，仅改变悬线的长短，测量摆动20次所用时间，把测得的数据记录到教材对应表格上，并计算出摆动一次所用时间。 3.探究摆动快慢是否与摆角的大小有关。使用两个摆装置，在其他条件相同的情况下(摆球的轻重，悬线的长短)，仅改变摆角的大小，测量摆动20次所用时间，把测得的数据记录到教材对应表格上，并计算出摆动一次所用时间。 (五)分析与论证 小组分析实验数据并讨论，得出结论。并派代表分享自己小组的数据和结论。 结论1：悬线长度和摆角的大小相等时，摆球摆动的快慢与摆球的轻重无关。 结论2：摆角的大小和摆球的轻重相等时，摆球摆动的快慢与悬线的长短有关，悬线越长，摆球的摆动越慢。 结论3：悬线长度和摆球的轻重相等时，摆球摆动的快慢与摆角的大小无关。 最终结论：摆球摆动快慢与悬线长度有关，悬线越长，摆球的摆动越慢。而与摆重、摆角大小无关，这就是摆的等时性原理。 教师总结：实验数据只是一堆原始材料，必须通过分析、论证，才能形成结论。分析与论证就是基于证据得出结论并作出解释的过程。 结合“探究摆的奥秘”实验，初步体验如何设计实验与制订方案 通过实验前的学生讨论与教师的指导，让学生对探究步骤有一个初步了解 让学生初步体验获取与处理信息的环节 让学生学会分析数据与实验现象，得到初步结论
(六)评估与反思 教师指导：探究结论是否可靠，要进行反思。反思主要从以下几个方面来开展： 1.方案是否需要改进 2.过程是否合理，实验数据是否准确 3.怎样能够使误差更小 4.结论与生活经验是否符合，有没有需要进一步探究的问题 5.哪些实验前没有考虑到的因素可能对实验产生影响 探究点二　 科学探究的过程 学生以组为单位讨论归纳交流科学探究的基本环节和流程；交流实验过程中遇到了哪些困难，是怎样解决的，有什么经验和教训；形成简单的探究报告，并相互交流，以便能取长补短，改进探究的成果，进行推广与应用。 教师总结：科学探究没有固定的模式，需要根据实际情况提出问题、获取证据、进行解释和交流反思等，在探究过程中，要特别重视交流与合作，实事求是，尊重他人，充分发挥每个人的聪明才智。 通过评估与反思环节，让学生学会对实验进行评价，并能够对实验步骤进行优化，解决实验过程中所出现的问题
三、归纳概括 课堂小结 学生讨论发言，梳理本节知识要点。 培养学生归纳总结的意识和能力
1.4尝试科学探究
一、探究摆的奥秘
1. 悬线长度相等时，摆球摆动的快慢与摆球的轻重(材料)无关
2.摆球摆动一次的时间只与悬线的长度有关；悬线越长，摆球的摆动时间越长
二、科学探究的过程
　　本节是以摆为探究对象，研究了提出问题、猜想与假设、设计实验与制订方案、获取与处理信息、分析与论证、评估与反思等科学探究的过程。通过具体的实验探究让学生熟悉科学探究过程。本课还需要改进的是课堂上给学生更多自主探究的时间，让他们提前准备一些身边的物品，自主提问并进行探究。

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