小學(xué)科學(xué)全國(guó)優(yōu)質(zhì)課教案《機(jī)械擺鐘》

小學(xué)科學(xué)全國(guó)優(yōu)質(zhì)課教案小學(xué)科學(xué)全國(guó)優(yōu)質(zhì)課教案 機(jī)械擺鐘 教學(xué)設(shè)計(jì) 重慶北碚區(qū)教師進(jìn)修學(xué)院 李健 設(shè)計(jì)背景 擺的研究是小學(xué)科學(xué)老師執(zhí)教公開(kāi)課經(jīng)常選到的教學(xué)內(nèi)容 這一教學(xué)內(nèi)容 學(xué)生完全相信改變擺的任何變量都將改變擺的頻率 單位時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)的次數(shù) 針對(duì)任何一個(gè)變量的研究他們都充滿好奇 也是有價(jià)值的 在實(shí)驗(yàn)中收集數(shù)據(jù) 用證據(jù)解釋現(xiàn)象 是具有代表性的探究學(xué)習(xí)活動(dòng) 學(xué)生在本課的認(rèn)知從不確定 甚至錯(cuò)誤的猜測(cè)到清晰確定的研究結(jié)果 特別是發(fā)現(xiàn)可變量對(duì)現(xiàn)象的不影響和 發(fā)現(xiàn)可變量對(duì)現(xiàn)象的影響 這對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)同樣是非常重要的 但是收集數(shù)據(jù) 得出結(jié)果的教學(xué)并不是小學(xué)科學(xué)唯一能做的事 就本課而言 我們觀察到學(xué)生 對(duì)影響擺快慢的自身因素從猜測(cè)還沒(méi)能過(guò)渡到形成假說(shuō) 且學(xué)生已經(jīng)關(guān)注到多 因素共同影響的問(wèn)題 但是我們的教學(xué)卻往在此輕描淡寫(xiě) 在老師 幫助 下 直奔實(shí)驗(yàn)結(jié)果而去 所以借助擺的研究這一內(nèi)容載體 幫助學(xué)生發(fā)展并運(yùn)用數(shù) 理邏輯思維能力 從猜測(cè)走向假說(shuō) 并在論證中將認(rèn)識(shí)控制變量實(shí)驗(yàn)及其實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)提升成為教學(xué)追求的目標(biāo) 教學(xué)目標(biāo) 教學(xué)目標(biāo) 1 擺的快慢可能受到一個(gè)或多個(gè)因素影響 需要通過(guò)控制變量進(jìn)行研究 2 根據(jù)數(shù)理邏輯推理方法 推測(cè)影響擺快慢的相關(guān)因素并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 學(xué)習(xí) 控制變量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 3 激發(fā)學(xué)生對(duì)影響擺快慢因素的研究興趣與面對(duì)不同意見(jiàn)時(shí)的批判意識(shí) 教學(xué)重點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 引導(dǎo)學(xué)生分析可能影響擺快慢的因素 進(jìn)行控制變量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn) 推理擺速可能會(huì)受到影響的相關(guān)因素 論證中形成共識(shí) 多因素影響的實(shí) 驗(yàn)需要控制變量的實(shí)驗(yàn)方法 并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 教學(xué)準(zhǔn)備 教學(xué)準(zhǔn)備 學(xué)生準(zhǔn)備 每組制作好的擺一套 秒表一塊 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)單 1 份 人 教師準(zhǔn)備 制作好的擺一套 秒表一塊 課件 ppt 尺子一塊 教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程 教學(xué)過(guò)程 一 引入課題 聚焦鐘擺 教師燈片展示計(jì)時(shí)工具 談話計(jì)時(shí)工具科學(xué)史 引入機(jī)械擺鐘 學(xué)生觀察 機(jī)械擺鐘結(jié)構(gòu)特征 描述機(jī)械擺鐘擺的特點(diǎn) 教師揭示研究對(duì)象及課題 設(shè)計(jì)意圖 通過(guò)了解計(jì)時(shí)工具發(fā)展的科學(xué)史 認(rèn)識(shí)機(jī)械擺鐘 發(fā)現(xiàn)擺的設(shè)計(jì)意圖 通過(guò)了解計(jì)時(shí)工具發(fā)展的科學(xué)史 認(rèn)識(shí)機(jī)械擺鐘 發(fā)現(xiàn)擺的 擺動(dòng)是很有規(guī)律的 一定的頻率 讓學(xué)生聚焦機(jī)械擺鐘的擺 激發(fā)學(xué)生研究擺動(dòng)是很有規(guī)律的 一定的頻率 讓學(xué)生聚焦機(jī)械擺鐘的擺 激發(fā)學(xué)生研究 興趣 興趣 二 推理探討 猜測(cè)因素 1 學(xué)生分組測(cè)量自制擺擺動(dòng) 10 次的時(shí)間 匯總數(shù)據(jù)并發(fā)現(xiàn) 各個(gè)小組的 擺次數(shù)相同 所用時(shí)間卻不同 原來(lái)認(rèn)知中有 規(guī)律 的擺 擺動(dòng)的快慢并不 是一樣的 形成認(rèn)知沖突 2 推理影響擺快慢的因素 學(xué)生認(rèn)識(shí)擺的結(jié)構(gòu)組成部分 推理影響擺快慢的因素 老師引導(dǎo)學(xué)生圍繞 擺結(jié)構(gòu)相關(guān)的三個(gè)組成部分討論 通過(guò)數(shù)理邏輯推理方法 推導(dǎo)出影響擺快慢 的 7 種可能因素 設(shè)計(jì)意圖 學(xué)生的認(rèn)知中 擺的規(guī)律 等時(shí)性 就是一秒一次的擺動(dòng)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖 學(xué)生的認(rèn)知中 擺的規(guī)律 等時(shí)性 就是一秒一次的擺動(dòng)現(xiàn) 象 通過(guò)制造不同的擺快慢 頻率 不同的教學(xué)情景 引發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)沖突 更象 通過(guò)制造不同的擺快慢 頻率 不同的教學(xué)情景 引發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)沖突 更 為重要的是 學(xué)生積極地對(duì)相關(guān)影響因素的分析是散亂的 缺乏邏輯思維理性為重要的是 學(xué)生積極地對(duì)相關(guān)影響因素的分析是散亂的 缺乏邏輯思維理性 的 老師此時(shí)通過(guò)借助數(shù)理邏輯推理 幫助學(xué)生對(duì)三個(gè) 即多個(gè) 相關(guān)結(jié)構(gòu)部的 老師此時(shí)通過(guò)借助數(shù)理邏輯推理 幫助學(xué)生對(duì)三個(gè) 即多個(gè) 相關(guān)結(jié)構(gòu)部 分進(jìn)行理性地思考 推理出分進(jìn)行理性地思考 推理出 7 7 種可能影響擺快慢的因素 提升學(xué)生分析推理能種可能影響擺快慢的因素 提升學(xué)生分析推理能 力 力 三 探討方法 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 1 探討猜測(cè) 設(shè)計(jì)單因素影響的實(shí)驗(yàn) 針對(duì) 7 種猜測(cè)展開(kāi)探討 每一種情況可能如何影響擺的快慢 要采用什么方法 收集什么樣的證據(jù) 準(zhǔn)備什么材料來(lái)開(kāi)始探究 指導(dǎo)學(xué)生對(duì)單一影響因素集中討論 形成假說(shuō) 選擇一種單因素進(jìn)行討論 形成采取對(duì)比實(shí)驗(yàn)的共識(shí) 并明確收集某一因素不同情況下的擺動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn) 行比較 預(yù)設(shè) 1 學(xué)生若只達(dá)到簡(jiǎn)單對(duì)比 改變研究的因素 不考慮其他兩個(gè)因素 暫時(shí)認(rèn)可學(xué)生的共識(shí) 通過(guò)在多因素共同影響下的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中認(rèn)識(shí)需要控制變 量的必要性 預(yù)測(cè) 2 學(xué)生對(duì)比研究某一因素 同時(shí)考慮到另外兩個(gè)因素需要保持不變 老師則指導(dǎo)形成相對(duì)完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 明確多因素影響下需要控制變量 2 論證多因素影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 學(xué)生小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 集中交流完善 學(xué)生根據(jù)單一影響因素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 對(duì)較以前更為復(fù)雜的多因素共同影響情況開(kāi)展小組討論 預(yù)設(shè)學(xué)生設(shè)計(jì) 1 同時(shí)改變幾個(gè)變量進(jìn)行 測(cè)量不同情況下 擺擺動(dòng)相同 次數(shù)所用的時(shí)間 比較測(cè)量的結(jié)果 僅關(guān)注數(shù)據(jù)比較結(jié)果 未達(dá)到研究變量 與數(shù)據(jù)關(guān)系的思維程度 預(yù)設(shè)學(xué)生設(shè)計(jì) 2 每一次只改變一個(gè)影響因素 其他因素不改變 關(guān)注 結(jié)果需要什么數(shù)據(jù)或信息來(lái)證實(shí) 思考到需要控制其他可變量才能進(jìn)行有效比 較 交流各組初步設(shè)想 論證中發(fā)現(xiàn)多因素共同影響情況難以同時(shí)進(jìn)行研究 必須控制研究變量外的其他變量才能等到有 說(shuō)服力 的數(shù)據(jù) 在探討中形 成共識(shí) 多個(gè)因素影響的情況需要通過(guò)控制變量的方法開(kāi)展實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)意圖 從猜測(cè)到形成假說(shuō)是學(xué)習(xí)發(fā)展的一個(gè)過(guò)程 英國(guó)國(guó)家科學(xué)課設(shè)計(jì)意圖 從猜測(cè)到形成假說(shuō)是學(xué)習(xí)發(fā)展的一個(gè)過(guò)程 英國(guó)國(guó)家科學(xué)課 程標(biāo)準(zhǔn)中將學(xué)習(xí)假說(shuō)分成三個(gè)階段 學(xué)生進(jìn)行預(yù)見(jiàn)和自主決策能力的培養(yǎng)受到程標(biāo)準(zhǔn)中將學(xué)習(xí)假說(shuō)分成三個(gè)階段 學(xué)生進(jìn)行預(yù)見(jiàn)和自主決策能力的培養(yǎng)受到 老師關(guān)注 當(dāng)學(xué)生推理各種影響因素并將決定展開(kāi)研究的時(shí)候 幫助學(xué)生進(jìn)一老師關(guān)注 當(dāng)學(xué)生推理各種影響因素并將決定展開(kāi)研究的時(shí)候 幫助學(xué)生進(jìn)一 步思考這一影響因素下可能會(huì)發(fā)生什么 我們可以找到什么樣的證據(jù) 需要什步思考這一影響因素下可能會(huì)發(fā)生什么 我們可以找到什么樣的證據(jù) 需要什 么樣的方法與材料 這就是猜測(cè)形成假設(shè)的過(guò)程 同時(shí)老師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰γ礃拥姆椒ㄅc材料 這就是猜測(cè)形成假設(shè)的過(guò)程 同時(shí)老師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?操作 收集數(shù)據(jù)等 在教學(xué)中往往很重視 但是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力發(fā)展卻缺乏相 操作 收集數(shù)據(jù)等 在教學(xué)中往往很重視 但是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力發(fā)展卻缺乏相 應(yīng)的培養(yǎng) 借助本課教學(xué)內(nèi)容老師期望幫助學(xué)生運(yùn)用簡(jiǎn)單對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法研究問(wèn)應(yīng)的培養(yǎng) 借助本課教學(xué)內(nèi)容老師期望幫助學(xué)生運(yùn)用簡(jiǎn)單對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法研究問(wèn) 題的基礎(chǔ)上 經(jīng)歷不同設(shè)計(jì)方案的論證 最終找到適合的方法 多因素影響的題的基礎(chǔ)上 經(jīng)歷不同設(shè)計(jì)方案的論證 最終找到適合的方法 多因素影響的 實(shí)驗(yàn)需要更為復(fù)雜的方法實(shí)驗(yàn)需要更為復(fù)雜的方法 控制變量的對(duì)比實(shí)驗(yàn) 從而提升學(xué)生的相關(guān)能力 控制變量的對(duì)比實(shí)驗(yàn) 從而提升學(xué)生的相關(guān)能力 樹(shù)立學(xué)習(xí)成就感 樹(shù)立學(xué)習(xí)成就感 四 總結(jié)課堂 鼓勵(lì)探究 今天這節(jié)課我們推導(dǎo)出 7 種可能影響擺快慢的因素 并在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中認(rèn)識(shí) 到對(duì)于多因素