制作单摆（教学设计）-2023-2024学年小学科学课后服务科普课程

制作单摆（教学设计）-2023-2024学年小学科学课后服务科普课程授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：小学科学课后服务科普课程

2.教学年级和班级：2023-2024学年小学四年级某班

3.授课时间：2023年11月20日

4.教学时数：45分钟

二、教学目标

1.了解单摆的原理和制作过程。

2.通过动手制作单摆，培养学生的实践能力和科学思维。

三、教学内容

1.单摆的原理：单摆是一种理想的物理模型，它是由一个质点和一条细长的摆线组成的。单摆的周期只与摆长和当地的重力加速度有关，与摆球的质量和摆线的长度无关。

2.单摆的制作：制作一个简单的单摆，需要准备摆球、摆线和悬挂装置。摆球可以用小球或者任何可以悬挂的物体代替，摆线可以用细绳或者细铁丝，悬挂装置可以用夹子或者挂钩。

四、教学步骤

1.导入：通过展示图片或者视频，引导学生思考单摆的原理和制作过程。

2.讲解：讲解单摆的原理和制作方法，让学生理解单摆的周期与摆长和重力加速度的关系。

3.示范：示范制作单摆的过程，让学生跟随步骤进行制作。

4.实践：学生分组合作，制作自己的单摆，并在悬挂装置上进行实验观察。

5.总结：通过实验结果，总结单摆的原理和制作过程，巩固学生的科学知识。

五、教学评价

1.学生能够理解单摆的原理和制作过程。

2.学生能够独立完成单摆的制作，并能够进行实验观察。

3.学生能够通过实验结果，巩固科学知识，提高科学思维能力。核心素养目标1.科学探究：通过观察、实验和分析，培养学生的科学探究能力，使其能够提出问题、做出假设、设计实验、收集证据、解释现象、得出结论。

2.科学思维：培养学生运用科学方法思考问题的能力，使其能够建立模型、进行推理、运用证据、批判性思维和创新思维。

3.科学态度：培养学生对科学的兴趣和好奇心，使其能够积极探究、乐于合作、勇于创新，并培养其对科学的的责任感和道德观念。

4.科学知识：通过制作单摆的活动，让学生掌握单摆的原理和制作过程，并能够运用相关知识解释生活中的现象。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在开始制作单摆之前，学生应该已经学习了基本的物理学概念，如运动和力的关系，以及简单的实验技巧。他们可能已经进行过一些简单的实验，比如测量物体的速度或者重力，以及对这些概念有了初步的理解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生的兴趣可能在于动手实践和探索自然现象。他们可能喜欢通过实验和观察来学习，而不是仅仅通过书本知识。在能力方面，学生可能已经具备了一定的问题解决能力和团队合作能力。他们的学习风格可能偏向于动手操作和合作学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在制作单摆的过程中，学生可能会遇到一些实际操作上的困难，比如如何准确测量摆线的长度，如何确保单摆的悬挂稳定，以及如何进行准确的实验观察和数据记录。此外，理解单摆原理中的抽象概念，如周期和频率，也可能是他们面临的挑战。学生可能还需要培养耐心和精确性，以便能够进行准确的实验和观察。教学方法与策略1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法：

-讲授法：用于介绍单摆的基本原理和概念。

-实验法：用于让学生亲手制作单摆并观察其运动。

-讨论法：用于引导学生思考和探讨单摆的运动特点。

-案例研究：通过分析具体的单摆案例，让学生深入理解单摆的应用。

-项目导向学习：让学生分组完成单摆制作项目，培养团队合作能力。

2.设计具体的教学活动：

a.角色扮演：学生扮演科学家，介绍单摆的发现和原理。

b.实验活动：学生分组制作并测试单摆，记录实验数据。

c.游戏设计：设计有关单摆的运动游戏，增强学生的实践体验。

d.小组讨论：学生分组讨论单摆的原理，分享制作经验。

e.成果展示：学生展示自己的单摆作品，介绍实验结果。

3.确定教学媒体和资源的使用：

-PPT：用于展示单摆的原理、制作步骤和实验方法。

-视频：播放有关单摆实验和应用的科普视频，帮助学生更好地理解单摆。

-在线工具：使用在线计时器和数据记录工具，方便学生进行实验观察和数据收集。

-实验器材：准备摆球、摆线、悬挂装置等实验器材，让学生亲手制作和测试单摆。

-参考资料：提供相关的科普文章和学术资料，供学生进一步学习和探讨。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕“制作单摆”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解单摆的原理和制作步骤。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解“制作单摆”课题，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示单摆的实例或视频，引出“制作单摆”课题，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解单摆的原理和制作步骤，结合实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握单摆的制作技能。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验单摆的制作过程。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解单摆的原理和制作步骤。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握单摆的制作技能。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解单摆的原理和制作步骤，掌握单摆的制作技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据“制作单摆”课题，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供与“制作单摆”课题相关的拓展资源（如书籍、网站、视频等），供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的单摆制作知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。教学资源拓展1.拓展资源：

-科普书籍：推荐学生阅读关于物理学和工程的科普书籍，如《简单的科学：摆动与旋转》、《探索物理：力学与运动》等，以深化对单摆原理的理解。

-科学实验套件：鼓励学生购买或自制科学实验套件，如单摆实验套件，以便在家中进行实验，亲身体验单摆的运动规律。

-在线课程：推荐学生参加在线课程，如Coursera、edX上的物理学课程，学习更多关于单摆和其他物理现象的知识。

-科学杂志和期刊：引导学生阅读科学杂志和期刊，如《自然》、《科学美国人》等，了解最新的科学研究和发现，拓宽视野。

2.拓展建议：

-制作自己的科学视频：学生可以尝试制作自己的科学视频，解释单摆的原理和制作过程，并分享给同学和老师。

-参与科学竞赛：鼓励学生参加学校或社区的科学竞赛，如科学展览、创新比赛等，通过比赛展示自己的科学知识和技能。

-参观科学博物馆：建议学生利用周末或假期参观科学博物馆，亲身体验各种科学展览和互动装置，加深对科学的兴趣和理解。

-开展家庭科学实验：学生可以在家中与家人一起进行科学实验，如制作简单的单摆装置，观察和记录其运动规律，分享科学乐趣。

-加入科学社团或俱乐部：鼓励学生加入学校或社区的科学社团或俱乐部，与其他对科学感兴趣的同学交流和合作，共同开展科学项目。教学评价与反馈1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与度和专注度，如是否积极回答问题、参与小组讨论、认真听讲等。

2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的表现，如是否积极参与、提出有价值的想法、与小组成员合作等。

3.随堂测试：通过随堂测试了解学生对单摆原理和制作步骤的掌握程度，如是否能正确解释单摆的运动规律、准确完成单摆的制作等。

4.课后作业完成情况：检查学生的课后作业，了解学生对课堂所学知识的巩固情况，如是否能独立完成作业、作业质量等。

5.实验操作技能：评估学生在实验过程中的操作技能，如是否能准确测量摆线长度、确保单摆悬挂稳定等。

6.创新能力：观察学生在制作单摆过程中是否表现出创新能力，如能否提出独特的制作方法、改进单摆的设计等。

7.团队合作能力：评估学生在小组合作过程中的表现，如是否能与小组成员有效沟通、共同完成任务等。

教师评价与反馈：

-对于课堂表现积极、专注的学生，给予鼓励和表扬，以激发他们的学习兴趣和动力。

-对于小组讨论成果展示优秀的小组，给予肯定和奖励，以培养他们的团队协作能力。

-对于随堂测试成绩优秀的学生，给予表扬和鼓励，以巩固他们的知识掌握程度。

-对于课后作业完成情况良好的学生，给予表扬和反馈，以提高他们的学习效果。

-对于实验操作技能优秀的学生，给予肯定和指导，以提高他们的实践能力。

-对于创新能力突出的学生，给予鼓励和指导，以培养他们的创新思维。

-对于团队合作能力优秀的学生，给予表扬和鼓励，以培养他们的团队合作精神。重点题型整理1.单摆周期与摆长关系的计算题

-题目：一个单摆的摆长为0.5米，当地的重力加速度为9.8m/s²，求该单摆的周期。

-答案：单摆的周期T=2π√(L/g)，其中L是摆长，g是当地的重力加速度。将给定的值代入公式，得到T=2π√(0.5/9.8)≈2.02秒。

2.单摆周期与摆球质量关系的计算题

-题目：一个单摆的摆长为0.5米，摆球质量为0.1千克，当地的重力加速度为9.8m/s²，求该单摆的周期。

-答案：单摆的周期T=2π√(L/g)，其中L是摆长，g是当地的重力加速度。将给定的值代入公式，得到T=2π√(0.5/9.8)≈2.02秒。

3.单摆周期与摆线长度关系的计算题

-题目：一个单摆的摆长为0.5米，摆球质量为0.1千克，当地的重力加速度为9.8m/s²，求该单摆的周期。

-答案：单摆的周期T=2π√(L/g)，其中L是摆长，g是当地的重力加速度。将给定的值代入公式，得到T=2π√(0.5/9.8)≈2.02秒。

4.单摆周期与摆线长度的关系计算题

-题目：一个单摆的摆长为0.5米，摆球质量为0.1千克，当地的重力加速度为9.8m/s²，求该单摆的周期。

-答案：单摆的周期T=2π√(L/g)，其中L是摆长，g是当地的重力加速度。将给定的值代入公式，得到T=2π√(0.5/9.8)≈2.02秒。

5.单摆周期与摆线长度的关系计算题

-题目：一个单摆的摆长为0.5米，摆球质量为0.1千克，当地的重力加速度为9.8m/s²，求该单摆的周期。

-答案：单摆的周期T=2π√(L/g)，其中L是摆长，g是当地的重力加速度。将给定的值代入公式，得到T=2π√(0.5/9.8)≈2.02秒。反思改进措施（一）教学特色创新

1.引入实际生活案例：在教学中，引入与单摆原理相关的实际生活案例，如钟表的摆动、秋千的运动等，使学生更好地理解单摆的应用，提高学生的学习兴趣。

2.利用多媒体教学：利用多媒体工具，如PPT、视频等，直观地展示单摆的运动过程，帮助学生更好地理解单摆的运动规律，提高教学效果。

3.开展小组合作学习：组织学生进行小组合作学习，共同探讨单摆的制作和实验，培养学生的团队合作能力和沟通能力。

（二）存在主要问题

1.学生对抽象概念的理解困难：单摆原理中的抽象概念，如周期、频率等，对学生来说可能较难理解，需要通过更多的实例和实验来帮助学生理解。

2.实验操作的准确性：学生在实验操作过程中可能存在一定的误差，需要加强对学生的实验操作指导，提高实验的准确性。

3.课堂管理的挑战：在小组合作学习过程中，可能存在学生注意力分散、讨论过于激烈等问题，需要教师加强对课堂的管理，确保教学秩序。

（三）改进措施

1.引入更多的实际案例：在教学中，引入更多的实际案例，如钟表的摆动、秋千的运动等，使学生更好地理解单摆的应用，提高学生的学习兴趣。

2.加强实验操作指导：加强对学生的实验操作指导，提高实验的准确性，确保学生能够正确地进行实验操作。

3.优化课堂管理：在小组合作学习过程中，教师