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教学内容《制作单摆》选自小学科学课后服务科普课程，主要内容为：引导学生了解摆的运动原理，掌握单摆的制作方法。本章节内容主要包括：1.摆的定义与运动规律；2.单摆的制作步骤与材料选择；3.单摆的实验操作与观察；4.单摆周期与重力加速度的关系。通过本章节的学习，使学生能够亲手制作单摆，观察并理解摆的运动规律，培养动手能力与科学探究精神。核心素养目标教学难点与重点1.教学重点

-摆的运动规律的理解与应用；

-单摆制作步骤的掌握；

-单摆周期与重力加速度关系的探究。

通过对摆的运动规律的深入学习，使学生能够理解并应用摆的周期性运动原理。重点强调单摆制作步骤的详细过程，确保学生能够独立完成单摆的制作。同时，关注单摆周期与重力加速度关系的探究，引导学生发现科学规律。

2.教学难点

-单摆制作中材料的选择与固定方法；

-单摆实验操作中的观察与数据记录；

-单摆周期与重力加速度关系理论的理解。

针对单摆制作过程中的材料选择与固定方法，教师需提供具体指导，帮助学生掌握这一难点。在实验操作中，指导学生如何准确观察并记录数据，以便分析单摆的运动规律。此外，对于单摆周期与重力加速度关系理论的理解，教师应通过实例讲解，帮助学生突破这一理论难点。教学方法与策略1.选择以讲授为基础，结合讨论与项目导向学习的教学方法，引导学生理解摆的运动原理，培养动手制作单摆的能力。

2.设计实验活动，如分组制作单摆，观察并记录摆动过程，通过实际操作加深对摆的运动规律的理解。

3.利用多媒体教学资源，展示单摆运动动画，辅助讲解周期与重力加速度关系，提高学生的学习兴趣和参与度。同时，组织小组讨论，让学生在互动中探讨问题，共同解决难点。教学过程首先，我会向同学们问候并简要介绍今天的课程内容——《制作单摆》。我们的目标是让同学们了解摆的运动原理，掌握单摆的制作方法，并通过实验探究单摆周期与重力加速度的关系。

1.导入新课

上课之初，我会向同学们提问：“你们在生活中见过哪些摆的例子？”让学生们思考并回答，以此引出摆的定义与运动规律。

2.知识讲解

（1）摆的定义与运动规律

首先，我会解释摆的概念，并简要介绍摆的运动规律。通过多媒体展示摆的动画，让学生直观地了解摆的运动特点。

（2）单摆的制作步骤与材料选择

（3）单摆的实验操作与观察

讲解完制作步骤后，我会告诉同学们如何进行单摆实验，包括如何调整摆长、记录摆动周期等。并强调实验过程中的观察要点。

3.实践操作

（1）分组制作单摆

（2）实验观察与数据记录

单摆制作完成后，各小组进行实验操作，观察摆动过程，并记录相关数据（如摆长、周期等）。在此过程中，我会提醒同学们注意观察摆动的规律性，以及如何准确地记录数据。

4.数据分析与讨论

实验结束后，我会组织同学们进行数据分析与讨论。首先，让各小组分享他们的实验数据，并引导学生探讨以下问题：

-摆长对摆动周期的影响是什么？

-摆动的幅度对周期有影响吗？

-单摆周期与重力加速度有什么关系？

5.总结与拓展

最后，我会对本节课的内容进行总结，强调摆的运动规律、单摆制作方法和实验操作技巧。同时，鼓励同学们在课后进一步思考如何运用摆的知识解决实际问题，并进行拓展研究。知识点梳理1.摆的定义与运动规律

-摆是由一个质点和一根不可伸长的细线组成的简单机械；

-摆的运动具有周期性，摆动周期与摆长有关，与摆的质量和摆角无关；

-摆的等时性原理：在相同重力加速度下，所有摆长相同的摆，其摆动周期相同。

2.单摆的制作步骤与材料选择

-制作单摆的材料包括细线、重物（如小球、螺母等）和支架；

-制作步骤：选择合适的材料，将重物固定在细线的一端，将细线的另一端固定在支架上，调整摆长至适当位置。

3.单摆的实验操作与观察

-实验操作：轻轻推动单摆，观察摆动过程，记录摆动周期；

-观察要点：摆动的周期性、摆动的幅度、摆长的变化对周期的影响。

4.单摆周期与重力加速度的关系

-单摆周期T与摆长L和当地的重力加速度g有关，关系式为：T=2π√(L/g)；

-通过实验测量不同摆长的单摆周期，可以验证上述关系式；

-重力加速度g是一个常数，其值约为9.8m/s²。

5.实验数据记录与分析

-记录实验数据时，要注意摆长的测量、周期的计时；

-数据分析：通过绘制T²与L的关系图，验证单摆周期与摆长的平方成正比关系；

-根据实验数据，计算当地的重力加速度g。

6.科学探究方法

-控制变量法：在实验过程中，控制摆的质量、摆角等变量，以便研究摆长与周期的关系；

-观察法：通过观察摆动过程，了解摆的运动规律；

-数据处理方法：运用图示法、计算法等对实验数据进行处理和分析。板书设计①重点知识点：

-摆的定义与运动规律

-周期性、等时性原理

-单摆制作步骤与材料

-细线、重物、支架

-单摆周期公式

-T=2π√(L/g)

-实验数据记录与分析

-控制变量法、观察法、数据处理

②重点词句：

-周期性、摆长、重力加速度

-制作步骤、材料选择、实验操作

-数据记录、分析、重力加速度计算

-科学探究、控制变量、数据处理

③艺术性与趣味性：

-使用彩色的粉笔，突出重点知识点，使板书更加生动；

-设计摆动轨迹图示，展示摆的运动规律；

-创意绘制单摆模型，增加趣味性，帮助学生形象记忆；

-引入有趣的科学小故事，如伽利略与摆钟的故事，激发学生学习兴趣。反思改进措施（一）教学特色创新

1.在教学中，我采用了项目导向的学习方法，让学生在制作单摆的过程中，自主探究摆的运动规律，提高了学生的动手实践和问题解决能力。

2.通过引入多媒体教学资源和有趣的科学故事，激发了学生的学习兴趣，使课堂氛围更加活跃。

（二）存在主要问题

1.在教学组织方面，我发现个别学生在实验操作过程中，对摆的运动规律理解不够深入，需要我在今后的教学中更加关注学生的个别差异，给予他们更多的指导和帮助。

2.在教学方法上，我发现部分学生对于数据记录和分析环节不够重视，导致实验结果出现偏差。我需要在这方面加强对学生的引导和训练。

（三）改进措施

1.针对学生的个别差异，我将在课堂上增加互动环节，鼓励学生提问，及时解答他们的疑惑。同时，课后提供辅导，帮助理解能力较弱的学生巩固知识点。

2.在教学方法上，我将加强对学生实验操作和数据记录的指导，强调实验过程中细节的重要性。此外，增加课堂讨论环节，让学生在交流中互相学习，提高数据分析能力。

3.为了提高教学评价的准确性，我将在今后的教学中，注重过程性评价与终结性评价相结合，全面了解学生的学习状况，以便及时调整教学策略。课堂三、教学难点与重点

1.教学重点

-摆的运动规律的理解与应用，包括摆动幅度、周期与摆长的关系；

-单摆制作的步骤与技巧，如支架的稳定性、细线的选取、重物的制作等；

-实验观察中的数据记录与分析，如何准确捕捉摆动周期。

2.教学难点

-理解摆的运动规律背后的物理原理，如能量转换和守恒；

-制作过程中对材料的选择和实验操作的精确性，确保单摆能准确反映摆动规律；

-对实验数据的处理，尤其是周期的测量和计算，需要学生具备一定的数学技能和实验技巧。重点题型整理1.简答题：请解释摆的等时性原理。

答案：摆的等时性原理指的是在相同的重力加速度下，所有摆长相同的摆，其摆动周期是相同的，与摆的质量和摆角无关。

2.计算题：如果单摆的摆长是1米，计算在地球表面（重力加速度约为9.8m/s²）下单摆的周期。

答案：T=2π√(L/g)=2π√(1/9.8)≈2π√(0.102)≈2π×0.319≈2.01秒

3.应用题：在设计一个秒表时，如何利用单摆的等时性原理来计时？

答案：可以设计一个单摆，使其周期为一定的时间（如2秒）。每当单摆完成一次全摆动，就记录一下时间。通过累积记录的摆动次数，可以准确计时。

4.分析题：在单摆实验中，如果发现单摆的周期变长，可能的原因有哪些？

答案：可能的原因包括摆长增加、重力加速度减小（如在海拔较高的地方），或者摆动过程中受到了阻力。

5.设计题：设计一个实