《擺的故事和啟示》案例

《擺的故事和啟示》教學(xué)案例教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能了解擺的故事，了解擺在生活實(shí)際中的簡(jiǎn)單應(yīng)用；知道周期的概念，理解擺的等時(shí)性原理及應(yīng)用；能利用控制變量法進(jìn)行“擺的等時(shí)性”實(shí)驗(yàn)。過程與方法通過觀察、討論了解擺的故事，感悟擺的故事帶來的啟示；通過猜想、實(shí)驗(yàn)和討論、歸納，了解科學(xué)探索的基本過程。情感態(tài)度與價(jià)值觀逐步養(yǎng)成團(tuán)結(jié)協(xié)作、快樂合作的團(tuán)隊(duì)精神；逐步形成科學(xué)的思維方法和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：擺的等時(shí)性原理。教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)擺動(dòng)規(guī)律的觀察和影響因素的猜測(cè)。教學(xué)設(shè)計(jì)思路和教學(xué)流程思路本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)力求體現(xiàn)“以學(xué)生發(fā)展為本”和“課程要為學(xué)生提供一種學(xué)習(xí)的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)”的教學(xué)理念。所以本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)以有效組織學(xué)生的活動(dòng)為中心展開，突出學(xué)生的參與和教師的引領(lǐng)，力求體現(xiàn)“教師調(diào)控下的學(xué)生探究”。流程學(xué)習(xí)資源和器材準(zhǔn)備學(xué)習(xí)資源：網(wǎng)上查閱伽利略的介紹，一些科學(xué)發(fā)現(xiàn)的故事，了解鐘表的發(fā)展。器材準(zhǔn)備：秒表、鐵架臺(tái)、由質(zhì)量不同的兩個(gè)鋼球構(gòu)成的擺。五、案例實(shí)錄教學(xué)過程點(diǎn)評(píng)教師：同學(xué)們，在學(xué)習(xí)本課內(nèi)容前，請(qǐng)大家一起來看一個(gè)發(fā)生在400多年前的故事。媒體演示：伽利略與擺的故事。教師：（旁白）事情發(fā)生在400多年前的意大利比薩市，年輕的伽利略當(dāng)時(shí)正在比薩大學(xué)學(xué)習(xí)。有一天，伽利略在教堂內(nèi)做彌撒，教堂穹頂上掛著的吊燈不停地來回?cái)[動(dòng)，這本是司空見慣的現(xiàn)象，卻引起了伽利略的注意，并引發(fā)了他的大膽猜測(cè)和認(rèn)真研究，最終發(fā)現(xiàn)了一條很重要的物理規(guī)律。教師：吊燈的擺動(dòng)我們可以用一個(gè)實(shí)驗(yàn)來模擬。演示：擺球的擺動(dòng)（模擬吊燈的擺動(dòng)）教師：同學(xué)們通過觀察、能否發(fā)現(xiàn)擺球在擺動(dòng)時(shí)有什么規(guī)律？同一小組的同學(xué)可以相互討論一下。學(xué)生：分組討論，交流猜測(cè)的結(jié)果。學(xué)生：擺球擺動(dòng)的左右距離相等（擺幅）擺球走的是一條圓弧線擺動(dòng)是一個(gè)不斷重復(fù)性的運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)的幅度會(huì)越來越小隨著擺動(dòng)幅度的不斷減小，擺動(dòng)越來越慢在擺動(dòng)幅度減小時(shí)，擺動(dòng)不會(huì)變慢教師：剛才有同學(xué)提到擺動(dòng)的快慢，也就是要比較擺從擺動(dòng)幅度最大的一點(diǎn)經(jīng)過擺動(dòng)后又回到該點(diǎn)所用的時(shí)間（邊講邊演示）。物理學(xué)中把擺完成這樣一次全擺動(dòng)的時(shí)間稱為周期。板書：周期：擺完成一次全擺動(dòng)的時(shí)間。教師：重復(fù)性的運(yùn)動(dòng)都存在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，請(qǐng)列舉所見到的有周期性的運(yùn)動(dòng)實(shí)例。學(xué)生：地球的公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)，月球的公轉(zhuǎn)，秒針、分針、時(shí)針的運(yùn)動(dòng)。投影：（常見的周期）地球公轉(zhuǎn)的周期：一年地球自轉(zhuǎn)的周期：一天月球公轉(zhuǎn)的周期：農(nóng)歷一個(gè)月秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的周期：60秒分針轉(zhuǎn)動(dòng)的周期：60分時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的周期：12小時(shí)教師：擺在擺動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)周期越大，說明擺動(dòng)越快還是越慢？學(xué)生：擺動(dòng)周期越大，說明擺動(dòng)越慢。教師：很多同學(xué)已經(jīng)提出自己的猜想，那么怎樣才能有效地證明自己的觀點(diǎn)，從而說服別人呢？學(xué)生：做實(shí)驗(yàn)。教師：我們今天對(duì)擺的觀察和猜測(cè)與伽利略當(dāng)年所經(jīng)歷的情況非常相似，伽利略當(dāng)時(shí)也進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)自己的猜測(cè)。下面請(qǐng)同學(xué)們自己也來做一下擺的實(shí)驗(yàn)，用秒表測(cè)一下擺的周期，即擺完成一次全擺動(dòng)所用的時(shí)間。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：分別測(cè)量不同擺動(dòng)幅度下的擺動(dòng)周期。學(xué)生提出問題：用秒表根本無法準(zhǔn)確記錄擺動(dòng)的周期。教師組織學(xué)生討論：伽利略當(dāng)年的計(jì)時(shí)工具比我們現(xiàn)在要落后很多，但是他卻成功完成了測(cè)量任務(wù)。這說明我們只要開動(dòng)腦筋是可以解決這一問題的。學(xué)生分組討論：（一般情況下，學(xué)生可以通過討論得到正確方案，如果學(xué)生討論后仍然找不到正確的解決方法，可以提示學(xué)生類比“怎樣用天平測(cè)量一枚釘書針的質(zhì)量”一類的問題。）學(xué)生匯報(bào)討論結(jié)果：可以測(cè)連續(xù)擺動(dòng)10次的總時(shí)間再除以10。教師：非常好，同學(xué)們想到了一種“以多測(cè)少”，或者說“以大測(cè)小”的方法。伽利略當(dāng)年就是采用了這樣的一種科學(xué)方法，在他生活的年代還沒有鐘表，他是用自己的脈搏作為計(jì)時(shí)工具來完成實(shí)驗(yàn)的，伽利略這種探究的方法和精神值得我們學(xué)習(xí)。教師：現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)的方案已經(jīng)找到了，請(qǐng)同學(xué)們參照活動(dòng)卡上的要求完成實(shí)驗(yàn)探究，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格內(nèi)。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)同學(xué)一組分工合作完成實(shí)驗(yàn)，同時(shí)教師巡視，針對(duì)具體問題個(gè)別指導(dǎo)。學(xué)生以小組為單位匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（例）擺長(zhǎng)：25厘米實(shí)驗(yàn)序號(hào)擺動(dòng)幅度（厘米）連續(xù)擺動(dòng)10次的時(shí)間（秒）周期（秒）131012610139101得出結(jié)論：擺動(dòng)的周期與擺動(dòng)的幅度無關(guān)。教師（總結(jié)板書）：擺的等時(shí)性原理：同一個(gè)擺，不論擺動(dòng)的幅度大些還是小些，完成一次擺動(dòng)的時(shí)間是相同的。教師：結(jié)果出來了，有的同學(xué)猜對(duì)了，有的同學(xué)猜錯(cuò)了，是不是猜對(duì)了的同學(xué)比較優(yōu)秀，而猜錯(cuò)了的同學(xué)就不夠優(yōu)秀呢？事實(shí)上，在科學(xué)的發(fā)展歷程中，許多猜錯(cuò)了的人同樣的重要、同樣的偉大。因?yàn)榭茖W(xué)的發(fā)展是曲折的，許多成果的取得是建立在成千上萬次的猜錯(cuò)和失敗的基礎(chǔ)上的，然而沒有這千萬次的失敗就不可能有最后的成功。像愛迪生和電燈的故事就是最好的證明，所以同學(xué)們?cè)谟龅絾栴}時(shí)要敢于猜測(cè)和質(zhì)疑，不要怕猜錯(cuò)。教師：伽利略當(dāng)年就像我們今天一樣對(duì)他的猜測(cè)和疑問進(jìn)行了多次的實(shí)驗(yàn)研究，并最終得到了這個(gè)結(jié)論。教師：我們今天親身體會(huì)了伽利略當(dāng)年所經(jīng)歷的故事，從中我們能得到些什么啟示呢？學(xué)生討論：對(duì)身邊的事物所產(chǎn)生的現(xiàn)象要善于觀察。要開動(dòng)腦筋，對(duì)觀察到的現(xiàn)象要認(rèn)真思考。要敢于猜測(cè)和提出問題。要學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)來說明問題，事實(shí)勝于雄辯。同學(xué)們之間要相互幫助，團(tuán)結(jié)協(xié)作，一起完成實(shí)驗(yàn)。要有實(shí)事求是、不怕困難的科學(xué)精神。教師：大家說的都很好，我們?nèi)祟愐J(rèn)識(shí)周圍的事物，發(fā)現(xiàn)它們的變化規(guī)律離不開認(rèn)真的觀察，科學(xué)的探究，而要進(jìn)行科學(xué)探究又需要我們對(duì)觀察到的現(xiàn)象去進(jìn)行大膽地提出疑問和假設(shè)，并通過實(shí)驗(yàn)尋找其中的規(guī)律。這也是一種創(chuàng)新精神。教師（歸納并板書）：?jiǎn)⑹荆嚎茖W(xué)發(fā)現(xiàn)源于觀察；科學(xué)探究必須要提出疑問和假設(shè)。教師：正是由于我們的前輩們不斷的進(jìn)行科學(xué)探究，不斷的創(chuàng)新，才有了我們今天生活中如此多的便利?！皵[的等時(shí)性原理”直接導(dǎo)致了擺鐘的問世，大大提高了當(dāng)時(shí)的計(jì)時(shí)技術(shù)。歷史濃縮：擺鐘的產(chǎn)生和發(fā)展（課件演示）教師：歷史上有很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)都印證了上述這兩個(gè)啟示，請(qǐng)同學(xué)們把你們知道的故事或課前查到的有關(guān)故事為大家做一次簡(jiǎn)述，并進(jìn)行簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)。學(xué)生：講述故事并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。（牛頓和萬有引力、瓦特和蒸氣機(jī)、魯班和鋸子、伽利略與溫度計(jì)等等）教師：同學(xué)們簡(jiǎn)述的故事都很精彩，這些故事都告訴我們科學(xué)發(fā)展來源于對(duì)生活的觀察，源于大膽地提出疑問和假設(shè)，最后通過實(shí)踐得出真知。教師：同學(xué)們能不能對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)做一下小結(jié)？學(xué)生（小結(jié)）：本節(jié)課我們學(xué)到了一個(gè)規(guī)律：擺的等時(shí)性，并了解了它的一個(gè)主要應(yīng)用——擺鐘，同時(shí)又得到了兩個(gè)啟示。我們通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)知道了應(yīng)當(dāng)在今后的學(xué)習(xí)和生活中作一個(gè)有心人。教師（作業(yè)布置）：既然擺動(dòng)周期與擺動(dòng)幅度的大小無關(guān)，那么擺動(dòng)周期到底與什么因素有關(guān)呢？請(qǐng)同學(xué)們下課后認(rèn)真思考，大膽提出猜測(cè)，同時(shí)試著設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。運(yùn)用多媒體技術(shù)手段來創(chuàng)設(shè)故事情景，能引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的興趣，給這節(jié)課定下基調(diào)，讓學(xué)生在輕松活躍的氛圍中學(xué)習(xí)。用演示實(shí)驗(yàn)與故事情景聯(lián)系起來，使學(xué)生由情入景，由景生情，更形象、更直觀，也為學(xué)生的積極思維打下了基礎(chǔ)。對(duì)學(xué)生猜測(cè)中涉及到的一些有關(guān)物理量作一定的說明是十分必要的，也為后面的教學(xué)做好鋪墊，同時(shí)對(duì)周期的定義不如高中嚴(yán)密，卻更適合初中生。以學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)作鋪墊，聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，以降低教學(xué)難度，有利于學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)思維的沖突，激發(fā)學(xué)生思考?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)方法的運(yùn)用，不是教師直接對(duì)學(xué)生提出和要求的，而是學(xué)生自己在實(shí)踐中遇到問題，在嘗試和解決中得出的。適時(shí)適地地滲透了科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神教育。分組實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生經(jīng)歷實(shí)踐探究的過程，體驗(yàn)科學(xué)的方法。鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行表述，能夠加強(qiáng)學(xué)生彼此交流，共享學(xué)習(xí)成果，體現(xiàn)科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度。鼓勵(lì)猜錯(cuò)的同學(xué)，不僅增強(qiáng)他們的自信，同時(shí)也有助于每一位同學(xué)科學(xué)價(jià)值觀和態(tài)度觀的形成。對(duì)課堂學(xué)習(xí)的過程進(jìn)行回顧和反思是十分必要的。對(duì)故事和探究過程的回顧可以讓學(xué)生再次濃縮科學(xué)探究的過程，了解物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)探究的自信和對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)價(jià)值的認(rèn)識(shí)。有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)的力量和科學(xué)的真實(shí)存在。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活、關(guān)注社會(huì)。體現(xiàn)了STS教育在物理教育中的滲透。六、教學(xué)設(shè)計(jì)說明1．教材分析本節(jié)課是初二物理第一單元“讓我們啟航”中的一節(jié)內(nèi)容，是初中物理教材中安排的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，并且第一次用到了“控制變量法”這一科學(xué)方法。對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)物理學(xué)的發(fā)展、理解物理學(xué)的真諦有一定的指引作用。2．任務(wù)分析本節(jié)課是學(xué)生有目的地去體驗(yàn)和感悟物理探究過程的典型課程，從教材的編寫到活動(dòng)卡的安排，都很好地體現(xiàn)了這一點(diǎn)，所以能不能體現(xiàn)學(xué)生充分、有效地探究活動(dòng)是本節(jié)課成敗的關(guān)鍵。3．學(xué)情分析上海市國(guó)和中學(xué)是一所普通公辦初級(jí)中學(xué)，我所執(zhí)教的班級(jí)為初二年級(jí)的普通班，學(xué)生剛剛開始系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理知識(shí)，對(duì)物理學(xué)的學(xué)習(xí)還沒有經(jīng)驗(yàn)，也沒有成熟的學(xué)習(xí)方法。所以本節(jié)課一個(gè)主要的教學(xué)任務(wù)是讓學(xué)生通過充分體驗(yàn)探究的過程，從而積累學(xué)習(xí)的經(jīng)歷、逐步感悟?qū)W習(xí)的方法；另一方面通過讓學(xué)生參與小組的討論和實(shí)踐，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法，讓學(xué)生在合作中體驗(yàn)快樂和成功。4．目標(biāo)制定通過以上對(duì)教材和學(xué)情的分析，我制定了相對(duì)較低的知識(shí)目標(biāo)，而把主要力量用在了學(xué)生的探究過程與方法上，而情感態(tài)度和價(jià)值感的培養(yǎng)是一個(gè)潛移默化的過程，所以我在過程的組織形式上采用了小組合作和實(shí)踐討論的形式，為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造良好的氛圍。5．過程的實(shí)施本節(jié)課的重點(diǎn)放在了探究過程上，這與課改精神是相符的，學(xué)生只要達(dá)到了充分、有效的體驗(yàn)就獲得了成功。所以在本節(jié)課的教學(xué)中，我更關(guān)注學(xué)生對(duì)科學(xué)方法的應(yīng)用和探究的有序性，而并不要求學(xué)生一定要得出非常嚴(yán)密的結(jié)論，這樣讓學(xué)生在輕松、愉快的氛圍里去充分體驗(yàn)和感悟物理學(xué)習(xí)的真諦。而學(xué)生在第一次體驗(yàn)科學(xué)探究時(shí)，最難突破的是觀察和猜測(cè)，所以本節(jié)課的難點(diǎn)放在了學(xué)生的觀察和猜測(cè)上，在實(shí)際操作中，我鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行大膽地猜測(cè)和置疑，并對(duì)學(xué)生的猜測(cè)給予充分的肯定和鼓勵(lì)，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，也充分體現(xiàn)了課改的精神。七、教學(xué)反思我對(duì)這節(jié)課的教學(xué)經(jīng)歷了好幾個(gè)認(rèn)識(shí)階段，在不斷的思考和改進(jìn)中逐步領(lǐng)會(huì)了二期課改的一些理念。記得第一遍閱讀教材時(shí)，我認(rèn)為這節(jié)課的內(nèi)容是將高中的內(nèi)容的簡(jiǎn)單下放。然后我按照高中的教學(xué)思路設(shè)計(jì)了教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，然而一節(jié)課上下來，我發(fā)現(xiàn)自己整整一節(jié)課不停地在講。我費(fèi)力地講，學(xué)生吃力地聽，而且學(xué)生的表情越來越嚴(yán)肅。我意識(shí)到我的這種教學(xué)設(shè)計(jì)嚴(yán)重背離了二期課改的理念。然后，我又仔細(xì)研究了一遍教材，這一次我把教學(xué)的重點(diǎn)放在了“控制變量法”這一科學(xué)方法上，并輔助了許多實(shí)驗(yàn)的實(shí)例，希望學(xué)生能掌握這種方法。然而，這一節(jié)課上下來的效果比上一節(jié)還糟糕，學(xué)生不僅學(xué)得吃力，而且好多同學(xué)不能很好地理解這一方法。這一次讓我反思了很多：編者把這一節(jié)課安排在教材的開頭，決不是為了讓學(xué)生一口吃成一個(gè)胖子，一定另有用意。我再