1、 單 擺教學設計 山西省晉城市第三中學校 牛志剛 設計思想探究式教學是以探索、研究物理規律為出發點，以實驗活動為中心，以學生的可持續發展探究能力的培養為根本的一種教學方式。本節課，通過探究單擺運動特點和運動規律這一課題，使學生從發現者和探索者的角度出發，主動利用已有的物理探究的思想、方法，巧妙設計實驗，通過現代信息技術手段，整合、分析數據，得到客觀規律。這樣不僅可以使學生更深入地物理學現象，而且可以體會物理學的精神，即獨立的探索和研究的精神。教學目標一、知識與技能目標：1、知道什么是單擺，能獨立組裝單擺；2、理解單擺的小角度振動是簡諧振動；3、掌握單擺的周期與哪些因素有關。二、過程與方法：1、

2、學會使用控制變量法研究物理問題；2、學會圍繞中心問題，充分利用教學資源，設計探究方案，開展科學探究；3、學會對實驗數據進行簡單分析、比較，能提煉出結論。三、情感態度與價值觀：1、學會合作，培養團隊精神；2、體會獨立探索和研究的物理學的精神。教學重點影響單擺振動快慢的因素；實驗方法指導教學難點影響振動快慢因素的尋找；實驗驗證的方法。教學資源（1）器材和設備：鐵架臺 大小相同，材料不同小球 絲線 秒表 刻度尺 游標卡尺 計算機多媒體 攝像機 （2）教學軟件：Excel2003數據處理軟件 powerpoint軟件教法設計展示一些單擺實例，明確研究的問題單擺通過師生討論，明確研究方向探究影響單擺振動

3、周期的因素歷史上前人對單擺的認識和應用猜想并證明單擺小角度運動的特征定量探究單擺振動的周期公式課堂教學過程教師引導學生活動設計意圖一、提出課題，確定研究方向 【引導】組織學生查找關于擺鐘的振動、伽利略擺鐘的發現以及惠更斯對單擺研究的背景材料。 歸納同學們最想知哪方面問題？二、成立研究小組，引領課題的實施 【教師引領】組織引導不同的子課題小組，應用不同點探究方式、方法，對課題展開研究。對實驗的設計、數據收集和處理方法進行指導。協調不同小組間的工作，及時的實現小組間信息互通交換。 調控學生思維走向，引導課堂有序發展。四、課題成果匯總， 【教師引領】組織各課題組匯報展示探究成果，交流探究感受，體會探

4、究快樂，實現能力提高。1、學生以小組為單位，對材料進行閱讀、分析、思考，歸納出對擺的運動最想知道的問題。2、學生最關心問題的歸納：歷史上對擺的相關認識和應用單擺運動有怎樣的規律影響單擺振動周期的因素單擺振動的周期公式3、學生結合自己感興趣的問題，自主參加不同的課題小組：第一子課題組：循著科學家探究之路從物理學史角度來研究單擺振動的規律。第二子課題組：猜想并證明單擺小角度運動的特征。第三子課題組：實驗探究單擺振動周期的影響因素。第四子課題組：定量探究單擺振動的周期公式。各課題組在教師組織下，以不同方式展示探究成果，特別是對探究過程、方案設計、實施困難，以及困難的解決方案的闡述，以此實現知識增進、

5、能力提高。了解學生興趣，適時進行引導，引導課堂走向。明確研究方向，為下一步分工合作奠定基礎通過學生的實際探究過程，不僅使學生掌握了相關知識，更能培養學生的可持續發展的探究能力，實現物理教學的終極目標。通過協作交流，實現共同提高探究過程學 生 探 究 設 計教師幫助第一子課題從物理學史角度來研究單擺振動的規律【探究方式】查閱相關資料研究伽利略對單擺的研究及惠更斯關于單擺周期的研究資料。【成果預測】撰寫一篇科學家們關于單擺研究的小論文，供其它成員參考，并制作成PPT，以故事的形式在課堂上講解。第二子課題猜想并證明單擺小角度運動的特征。【探究方式】1、設計實驗，描述單擺的振動圖線，提出猜想，并從理論

6、上給予證明。2、通過物理分析和數學推導出單擺的回復力表達式符合F=-kx，說明單擺的運動是簡諧運動。【成果預測】明確的提出單擺的理想化模型，能推導出單擺回復力表達式，并由一名成員在課堂上講解。第三子課題實驗探究單擺振動周期的影響因素【探究方式】應用控制變量法和對比法，通過實驗來驗證單擺振動周期與擺長、振幅、擺球的質量是否有關系【成果預測】能明確實驗的設計思想，并以此巧妙的設計實驗，選擇需要的器材，通過實驗分析出結果，在課堂上向同學們展示其結果。第四子課題定量探究單擺振動的周期公式【探究方式】通過實驗測量出不同擺長時的單擺的周期，通過計算機，應用Excel程序對數據進行定量分析，得出周期與擺長函

7、數關系，并從理論上進一步證明。 【利用計算機，分析數據，提出假設】 將記錄錄入Excel程序，由程序計算出不同擺長對應的周期 T=，并生成T-L的散點型函數圖像；借助計算機輔助，分析數據，提出猜想：執行Excel的添加趨勢線程序，選擇乘冪類型，顯示公式，按確定按鈕，此時在T-L圖中增加了趨勢線及趨勢線方程。根據得到的趨勢線方程，提出了T=2的猜想。 【理論分析】結合一般簡諧振動的周期公式和單擺回復力表達式，推導出單擺的周期公式：=k。 其中，k=2，與實驗結果相同。 【成果預測】通過教師的指導，能自主的設計實驗方案，并且利用現代信息技術，對大量實驗數據進行有效處理，證明單擺振動周期與擺長算術平

8、方根成正比；另一方面，也能從理論上給予證明。在課堂上向同學們展示對數據的分析、處理過程和理論證明過程。提供相關資料和計算機計技術支持。明確學生的設計思路，即：實驗對比猜想驗證。提供實驗器材和計算機計技術支持完善實驗設計，提醒注意事項。教學反思 新課程理念下的探究式教學，與以往傳統教學模式不同：它不以定律、公式的灌輸為中心，而是使學生從發現者和探索者的角色出發，在研究和分析問題的過程中，理解物理變化及探究的方法，從物理實驗數據中，自己得到客觀世界的規律，教師只是點撥和指導。本節課，在“探究單擺運動規律”這一總課題的框架下，充分利用真實的情景，讓學生自主、自由活動，這有利于激發學習興趣，形成學習動機；同時使學生思維極大活躍、開放，能把當前問題和已知的思想、方法、規律聯系起來，激發創新力，形成解決問題的能力。例如在測量單擺周期時，就有同學提出用數字計時器和光電門更精確的測量周期。事實證明本方案有更高的精確度。本節課中，現代信息技術起了十分突出的作用。不同于簡單的將其作為課堂教學的花瓶，而是讓其確實的服務于學生的認知過程，成為學生探究問題的工具和有效手段。現代信息技術最大的優勢就是依靠其強大的計算能力實現物理過程的重建，其中根據數據，建