单摆探究式教学案例

1、单摆探究性课堂教学案例【设计思想】探究性课堂教学可以增强学生的理解能力：在探究过程中帮助学生学习如何解决问题，如何将新信息与已有知识联系起来寻找问题突破点，如何坚持到底直至问题解决，以此培养学生的创造性能力。在解决问题的过程中，学生的思维意识高度活跃，思考能力也相应增强，在潜移默化中培养发展学生科学精神和创新能力，同时对于知识的记忆则也会转向逻辑思维性的记忆。探究性课堂教学能使班级授课制的教学焕发出生机勃勃的活力和效力，让学生在收集信息中探究、在问题解决中探究、在探索发现过程中，从解决问题而获得内在的满足感。通过开展探究过程，学生逐渐学会懂得如何最佳地解决问题，学生参与探究过程越多，越能将此过

2、程迁移到解决其他问题的情景之中。【设计思路】在课堂探究性教学设计中，应以学生的推知规律，学生主动参与为前提，团队合作探究为组织形式，教师的适时指导为引导手段，培养学生自主学习探究问题为重点。同时结合物理学科以实验为基础的特点，培养学生实验的设计、数据处理、问题分析、归纳总结的能力。一般探究性课堂教学模式为：讨论提出课题确定研究方向研究小组成立设计探究方法制定计划任务协作探究论证合作交流总结结合“单摆”课的教学重点和特点，决定采用探究性课堂教学二课时完成。第一课时，师生共同研究这节课的学习目标，研究课题中子课题的内容及预定结果，根据自愿组合原则成立一个大组，每个大组按子课题分成若干小组。每个小组

3、根据现有的信息，协商制定探究计划以及确定需要的实验器材。第二课时，让二个研究大组进行交流对比，分析各自小组探究的子课题的优缺点，讨论分析得出最好的探究成果，归纳总结出优质的课题报告。【教学过程实录】1、 讨论提出课题教师分给学生一些关于摆钟的振动、伽利略摆钟的发现及惠更斯对单摆研究的背景材料。引导学生观察摆球在竖直平面内的振动，确定要研究的课题是了解单摆的构成、证明单摆的振动是间谐运动、分析单摆振动的回复力和单摆振动的影响因数。2、 确定研究方向为了便于研究小课题的统一，师生在确定课题以后，共同深入研究课文，讨论提出研究的任务和目标：（1）按照课文的要求制作一个单摆。（2）观察单摆振动的情况，

4、并大致总结出振动的特点。（3）借助数学方法理论可以证明，当摆角很小情况下，单摆的振动可以看作简谐运动。（4）猜测单摆的振动周期会与哪些物理量有关。（5）设计实验对猜测给予定性的验证。（6）定量探究单摆振动的周期与摆长的关系。（7）协作探究出单摆的周期与相关物理之间的定量关系式。（8）对所学的研究内容作一个回顾和总结3、研究小组成立明确任务目标后，把学生分成二人大组，每组23个人，每组进一步对课题的任务进行细致的分析，师生共同研究后决定成立四个子课题小组分别为第一子课题：循着科学家探究之路从物理学史角度来研究单摆振动的规律（5人）第二子课题：借助数学理论推导论证单摆的振动是简谐运动（5人）第三子

5、课题：实验探究单摆振动的影响因素（8人）第四子课题：定量探究单摆振动的周期公式(5人)。4、设计探究方法根据课题的性质和已掌握的资料，师生讨论后决定主要采用：文献资料法和实验法。5、制定计划任务第一子课题循着科学家探究之路从物理学史角度来研究单摆振动的规律【课题任务】查阅相关资料研究伽利略对单摆的研究及惠更斯关于单摆周期的研究资料。【成果预测】撰写一篇科学家们关于单摆研究的小论文，供其它成员参考，并且以故事的形式在课堂上讲解。第二子课题借助数学理论推导论证单摆的振动是简谐运动【课题任务】查阅相关资料，模仿课本中的推导方法，用自己的语言进行推导，研究单摆振动的规律。【成果预测】数学推导出单摆振动

6、的回复力，求出单摆的周期公式，并分析单摆振动的影响因素如单摆的振动与摆长、振幅等关系，最后记录推导过程给与其他成员，并请一名成员课堂上讲解。第三子课题实验探究单摆振动的影响因素【课题任务】应用控制变量法和对比法，通过实验来验证单摆振动周期与摆长、振幅、摆球的质量是否有关系【实验材料】铁架台、细线、摆球、木夹子、秒表【实验方案】研究问题单摆振动的周期与振幅的关系单摆的振动周期与质量的关系单摆的振动周期与摆长的关系控制变量相同：单摆摆长摆球质量不同：单摆振动的振幅相同：单摆摆长单摆振动的振幅不同：摆球质量相同：摆球质量单摆振动的振幅不同：单摆摆长实验步骤让一个单摆做振幅不等的振动，用秒表测出摆振动

7、一定次数（如30次）所用时间。用秒表分别测出两个摆长相等的单摆，在摆球质量不等、摆角相等时，振动一定次数（如30次）所用时间。用秒表分别测出两个摆球质量相等、摆长不等的摆做摆角较小时振动，测出振动一定次数（如30次）所用时间。观察测量单摆振动一定次数所用时间相同。单摆振动一定次数所用时间相同。单摆振动一定次数所用时间不相同。预测结果改变振幅的大小，单摆振动的周期不变证明：单摆振动的周期与振幅无关。改变摆球的质量，单摆的振动周期不变。证明：单摆振动的周期与摆球质量无关。摆长较长的摆振动慢，周期大；摆长较短的摆摆动快，周期小。证明：单摆振动的周期与摆长有关。第四子课题定量探究单摆振动的周期公式【课

8、题任务】探究单摆周期T与摆长L可能有什么样的定量关系呢，是否与教科书中所讲单摆振动周期与摆长的算术平方根成正比，并用实验验证。 【实验方案】实验器材一个可调摆长的单摆、秒表、米尺、铁架台。实验步骤改变摆长，用秒表分别测量它们的周期T与摆长L成并记录观察测量只测量单摆振动一次所用时间T预测成果用图象法处理数据，根据实验数据作出周期与摆长算术平方根的图象是条直线，证明单摆振动周期与摆长算术平方根成正比教师指导：在各课题组制定计划时，教师巡视指导，解决学生所提出的问题，纠正在实验设计及任务分派中的不足。要求同课题组中每个成员都有任务，各课题组之间相互交流。在实行中教室讨论气氛活跃，每个学生都尽自己的

9、能力为小组的课题完成添砖加瓦，特别是平时成绩不好的同学，纷纷担起实验设计的任务，享受成功的乐趣。6、 协作探究论证这一过程其实是学生在课外完成的，教师只给学生提供实验的器材及学生要求的相关资料。这样使课堂学习得到延伸，这过程上教师要关注各课题的进展情况，对困难较大的课题小组提供及时指导。特别是实验数据处理问题：如对验证周期和摆长定量关系的小组，要求学生用图象分析问题，作出周期与摆长算术平方根之间的图象，作图时应用坐标纸，并且注意实验数据的准确性。7、 合作交流总结各课题组经过二天的探究，基本上完成了任务，并向各成员作了汇报。为了让学生尽情体验成功的乐趣及展示自我风采，安排一课时让各课题组的成果

10、进行交流。每个课题组汇报后，留一段时间让师生共同讨论发现问题，比较分析相互的优缺点，总结归纳认为最合理的课题成果。在实践中发现学生争论最大的问题在于实验操作和实验数据处理，这是在平时教学中学生最不重视也是最薄弱的环节，在学生体验之后，教师引导学生归纳总结这个实验中应注意的问题，并归纳成册。同时学生对用数学公式进行理念推导时，叙述问题不够严密，逻辑性较差，教师引导学生领悟一个观点：对一个问题的理解，听懂、看懂不是真懂，只有亲体验过，才是真懂。要求学生在平时的教学中，对教学中所涉及的问题都要新自去体验，特别是课堂上例题要课后去自己推导，对每一个问题的思考都要深入细致。【课后思考 】 探究性课堂教学是否能取得实效，归根到底是以学生是否参与、怎样