《擺的故事和啟示》教學案例教學目標知識與技能了解擺的故事，了解擺在生活實際中的簡單應用；知道周期的概念，理解擺的等時性原理及應用；能利用控制變量法進行“擺的等時性”實驗。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、實驗和討論、歸納，了解科學探索的基本過程。情感態度與價值觀逐步養成團結協作、快樂合作的團隊精神；逐步形成科學的思維方法和實事求是的科學態度。教學重點和難點教學重點：擺的等時性原理。教學難點：對擺動規律的觀察和影響因素的猜測。教學設計思路和教學流程思路本節課的教學設計力求體現“以學生發展為本”和“課程要為學生提供一種學習的經歷和經驗”的教學理念。所以本節課的教學設計以有效組織學生的活動為中心展開，突出學生的參與和教師的引領，力求體現“教師調控下的學生探究”。流程學習資源和器材準備學習資源：網上查閱伽利略的介紹，一些科學發現的故事，了解鐘表的發展。器材準備：秒表、鐵架臺、由質量不同的兩個鋼球構成的擺。五、案例實錄教學過程點評教師：同學們，在學習本課內容前，請大家一起來看一個發生在400多年前的故事。媒體演示：伽利略與擺的故事。教師：（旁白）事情發生在400多年前的意大利比薩市，年輕的伽利略當時正在比薩大學學習。有一天，伽利略在教堂內做彌撒，教堂穹頂上掛著的吊燈不停地來回擺動，這本是司空見慣的現象，卻引起了伽利略的注意，并引發了他的大膽猜測和認真研究，最終發現了一條很重要的物理規律。教師：吊燈的擺動我們可以用一個實驗來模擬。演示：擺球的擺動（模擬吊燈的擺動）教師：同學們通過觀察、能否發現擺球在擺動時有什么規律？同一小組的同學可以相互討論一下。學生：分組討論，交流猜測的結果。學生：擺球擺動的左右距離相等（擺幅）擺球走的是一條圓弧線擺動是一個不斷重復性的運動擺動的幅度會越來越小隨著擺動幅度的不斷減小，擺動越來越慢在擺動幅度減小時，擺動不會變慢教師：剛才有同學提到擺動的快慢，也就是要比較擺從擺動幅度最大的一點經過擺動后又回到該點所用的時間（邊講邊演示）。物理學中把擺完成這樣一次全擺動的時間稱為周期。板書：周期：擺完成一次全擺動的時間。教師：重復性的運動都存在一個運動周期，請列舉所見到的有周期性的運動實例。學生：地球的公轉、自轉，月球的公轉，秒針、分針、時針的運動。投影：（常見的周期）地球公轉的周期：一年地球自轉的周期：一天月球公轉的周期：農歷一個月秒針轉動的周期：60秒分針轉動的周期：60分時針轉動的周期：12小時教師：擺在擺動時，擺動周期越大，說明擺動越快還是越慢？學生：擺動周期越大，說明擺動越慢。教師：很多同學已經提出自己的猜想，那么怎樣才能有效地證明自己的觀點，從而說服別人呢？學生：做實驗。教師：我們今天對擺的觀察和猜測與伽利略當年所經歷的情況非常相似，伽利略當時也進行了大量的實驗來檢驗自己的猜測。下面請同學們自己也來做一下擺的實驗，用秒表測一下擺的周期，即擺完成一次全擺動所用的時間。學生分組實驗：分別測量不同擺動幅度下的擺動周期。學生提出問題：用秒表根本無法準確記錄擺動的周期。教師組織學生討論：伽利略當年的計時工具比我們現在要落后很多，但是他卻成功完成了測量任務。這說明我們只要開動腦筋是可以解決這一問題的。學生分組討論：（一般情況下，學生可以通過討論得到正確方案，如果學生討論后仍然找不到正確的解決方法，可以提示學生類比“怎樣用天平測量一枚釘書針的質量”一類的問題。）學生匯報討論結果：可以測連續擺動10次的總時間再除以10。教師：非常好，同學們想到了一種“以多測少”，或者說“以大測小”的方法。伽利略當年就是采用了這樣的一種科學方法，在他生活的年代還沒有鐘表，他是用自己的脈搏作為計時工具來完成實驗的，伽利略這種探究的方法和精神值得我們學習。教師：現在實驗的方案已經找到了，請同學們參照活動卡上的要求完成實驗探究，并將實驗數據記錄在表格內。學生分組實驗：兩個同學一組分工合作完成實驗，同時教師巡視，針對具體問題個別指導。學生以小組為單位匯報實驗結果：（例）擺長：25厘米實驗序號擺動幅度（厘米）連續擺動10次的時間（秒）周期（秒）131012610139101得出結論：擺動的周期與擺動的幅度無關。教師（總結板書）：擺的等時性原理：同一個擺，不論擺動的幅度大些還是小些，完成一次擺動的時間是相同的。教師：結果出來了，有的同學猜對了，有的同學猜錯了，是不是猜對了的同學比較優秀，而猜錯了的同學就不夠優秀呢？事實上，在科學的發展歷程中，許多猜錯了的人同樣的重要、同樣的偉大。因為科學的發展是曲折的，許多成果的取得是建立在成千上萬次的猜錯和失敗的基礎上的，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，所以同學們在遇到問題時要敢于猜測和質疑，不要怕猜錯。教師：伽利略當年就像我們今天一樣對他的猜測和疑問進行了多次的實驗研究，并最終得到了這個結論。教師：我們今天親身體會了伽利略當年所經歷的故事，從中我們能得到些什么啟示呢？學生討論：對身邊的事物所產生的現象要善于觀察。要開動腦筋，對觀察到的現象要認真思考。要敢于猜測和提出問題。要學會用實驗來說明問題，事實勝于雄辯。同學們之間要相互幫助，團結協作，一起完成實驗。要有實事求是、不怕困難的科學精神。教師：大家說的都很好，我們人類要認識周圍的事物，發現它們的變化規律離不開認真的觀察，科學的探究，而要進行科學探究又需要我們對觀察到的現象去進行大膽地提出疑問和假設，并通過實驗尋找其中的規律。這也是一種創新精神。教師（歸納并板書）：啟示：科學發現源于觀察；科學探究必須要提出疑問和假設。教師：正是由于我們的前輩們不斷的進行科學探究，不斷的創新，才有了我們今天生活中如此多的便利。“擺的等時性原理”直接導致了擺鐘的問世，大大提高了當時的計時技術。歷史濃縮：擺鐘的產生和發展（課件演示）教師：歷史上有很多科學發現都印證了上述這兩個啟示，請同學們把你們知道的故事或課前查到的有關故事為大家做一次簡述，并進行簡要評價。學生：講述故事并進行點評。（牛頓和萬有引力、瓦特和蒸氣機、魯班和鋸子、伽利略與溫度計等等）教師：同學們簡述的故事都很精彩，這些故事都告訴我們科學發展來源于對生活的觀察，源于大膽地提出疑問和假設，最后通過實踐得出真知。教師：同學們能不能對本節課的學習做一下小結？學生（小結）：本節課我們學到了一個規律：擺的等時性，并了解了它的一個主要應用——擺鐘，同時又得到了兩個啟示。我們通過本節課的學習知道了應當在今后的學習和生活中作一個有心人。教師（作業布置）：既然擺動周期與擺動幅度的大小無關，那么擺動周期到底與什么因素有關呢？請同學們下課后認真思考，大膽提出猜測，同時試著設計實驗驗證。運用多媒體技術手段來創設故事情景，能引發學生學習新知識的興趣，給這節課定下基調，讓學生在輕松活躍的氛圍中學習。用演示實驗與故事情景聯系起來，使學生由情入景，由景生情，更形象、更直觀，也為學生的積極思維打下了基礎。對學生猜測中涉及到的一些有關物理量作一定的說明是十分必要的，也為后面的教學做好鋪墊，同時對周期的定義不如高中嚴密，卻更適合初中生。以學生現有知識作鋪墊，聯系學生的生活實際，以降低教學難度，有利于學生的進一步學習思維的沖突，激發學生思考。科學實驗方法的運用，不是教師直接對學生提出和要求的，而是學生自己在實踐中遇到問題，在嘗試和解決中得出的。適時適地地滲透了科學態度和創新精神教育。分組實驗有利于學生經歷實踐探究的過程，體驗科學的方法。鼓勵學生對實驗的結果進行表述，能夠加強學生彼此交流，共享學習成果，體現科學學習態度。鼓勵猜錯的同學，不僅增強他們的自信，同時也有助于每一位同學科學價值觀和態度觀的形成。對課堂學習的過程進行回顧和反思是十分必要的。對故事和探究過程的回顧可以讓學生再次濃縮科學探究的過程，了解物理學習的基礎，增強對科學探究的自信和對科學實驗價值的認識。有利于學生認識科學的力量和科學的真實存在。引導學生關注生活、關注社會。體現了STS教育在物理教育中的滲透。六、教學設計說明1．教材分析本節課是初二物理第一單元“讓我們啟航”中的一節內容，是初中物理教材中安排的第一個實驗探究活動，并且第一次用到了“控制變量法”這一科學方法。對學生認識物理學的發展、理解物理學的真諦有一定的指引作用。2．任務分析本節課是學生有目的地去體驗和感悟物理探究過程的典型課程，從教材的編寫到活動卡的安排，都很好地體現了這一點，所以能不能體現學生充分、有效地探究活動是本節課成敗的關鍵。3．學情分析上海市國和中學是一所普通公辦初級中學，我所執教的班級為初二年級的普通班，學生剛剛開始系統學習物理知識，對物理學的學習還沒有經驗，也沒有成熟的學習方法。所以本節課一個主要的教學任務是讓學生通過充分體驗探究的過程，從而積累學習的經歷、逐步感悟學習的方法；另一方面通過讓學生參與小組的討論和實踐，達到培養學生科學的思維方法，讓學生在合作中體驗快樂和成功。4．目標制定通過以上對教材和學情的分析，我制定了相對較低的知識目標，而把主要力量用在了學生的探究過程與方法上，而情感態度和價值感的培養是一個潛移默化的過程，所以我在過程的組織形式上采用了小組合作和實踐討論的形式，為這一目標的實現創造良好的氛圍。5．過程的實施本節課的重點放在了探究過程上，這與課改精神是相符的，學生只要達到了充分、有效的體驗就獲得了成功。所以在本節課的教學中，我更關注學生對科學方法的應用和探究的有序性，而并不要求學生一定要得出非常嚴密的結論，這樣讓學生在輕松、愉快的氛圍里去充分體驗和感悟物理學習的真諦。而學生在第一次體驗科學探究時，最難突破的是觀察和猜測，所以本節課的難點放在了學生的觀察和猜測上，在實際操作中，我鼓勵學生進行大膽地猜測和置疑，并對學生的猜測給予充分的肯定和鼓勵，這有助于培養學生的創新能力，也充分體現了課改的精神。七、教學反思我對這節課的教學經歷了好幾個認識階段，在不斷的思考和改進中逐步領會了二期課改的一些理念。記得第一遍閱讀教材時，我認為這節課的內容是將高中的內容的簡單下放。然后我按照高中的教學思路設計了教學的各個環節，然而一節課上下來，我發現自己整整一節課不停地在講。我費力地講，學生吃力地聽，而且學生的表情越來越嚴肅。我意識到我的這種教學設計嚴重背離了二期課改的理念。然后，我又仔細研究了一遍教材，這一次我把教學的重點放在了“控制變量法”這一科學方法上，并輔助了許多實驗的實例，希望學生能掌握這種方法。然而，這一節課上下來的效果比上一節還糟糕，學生不僅學得吃力，而且好多同學不能很好地理解這一方法。這一次讓我反思了很多：編者把這一節課安排在教材的開頭，決不是為了讓學生一口吃成一個胖子，一定另有用意。我再