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1.4 嘗試科學探究 教學目標 【知識與能力】 1. 通過探究擺的奧秘,說出科學探究的全過程和一般步驟。 2. 通過探究擺的奧秘,掌握科學探究的一個基本方法——控制變量法。 【過程與方法】 經(jīng)歷科學探究,獲得對科學探究過程的一般性認識,領(lǐng)悟科學探究的幾個重要環(huán)節(jié),在科學探究過程中挖掘?qū)W生的探究能力。 【情感態(tài)度價值觀】 養(yǎng)成對科學的熱愛,增強探究科學的欲望。 初步體驗科學猜想與假設(shè)、簡化研究對象、控制變量等方法在科學探究中的作用和意義。 教學重難點 【教學重點】 通過實驗和體驗來學習科學探究，了解科學探究的一般過程和要素。通過探究擺的奧秘，初步體驗科學猜想與假設(shè)、簡化研究對象、控制變量等科學方法。 【教學難點】 運用簡化研究對象、控制變量等方法 課前準備 大擺鐘、鐵架臺、細線、單擺球、計時器等 教學過程 一、創(chuàng)設(shè)情景來引入新課 展示擺鐘實物,讓學生觀察擺鐘的外部構(gòu)造。 最近,小慧家的擺鐘走快了,請鄰居張師傅幫忙修理,只見張師傅將擺錘下面的螺母擰幾下,擺鐘走時就準了。對這個現(xiàn)象,你想知道些什么？ (生)觀察擺鐘的結(jié)構(gòu),討論影響擺鐘走時快慢的原因。 二、新課教學 （一）探究擺的奧秘 1．提出問題 鐘表工作的道理：利用擺的擺動帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪轉(zhuǎn)動帶動指針轉(zhuǎn)動，從而指示時間的變化。擺動越快，齒輪轉(zhuǎn)動就快，指針運動就快。即：擺鐘是靠鐘擺擺動的快慢來計時的。 問題：鐘擺擺動的快慢跟什么因素有關(guān)呢？ 歸納概括：提出問題是進行科學探究的第一步,偉大的科學家愛因斯坦說過,提出問題有時比解決問題更重要。同學們要仔細觀察平日周圍的事物,善于思考,善于提出問題。 2．猜想與假設(shè) （1）演示實驗建立情景。 將自制幾個快慢不同的擺，掛在一個大的支架上。這些擺有的長、有的短、有的重、有的輕、有的擺幅大、有的擺幅小。 使它們擺動起來，讓學生觀察，比較其快慢。 （2）組織學生進行討論交流，提出猜想與假設(shè)。 猜想①：擺動的快慢，可能跟擺錘的 有關(guān)？ 依據(jù)是： 猜想②：擺動的快慢，可能跟偏離的 有關(guān)？ 依據(jù)是： 猜想③：擺動的快慢，可能跟擺的 有關(guān)？ 依據(jù)是： 歸納概括：牛頓說,沒有大膽的猜想,就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)。在科學探究中,猜想不是胡猜亂想,這是以自己的經(jīng)驗和知識為基礎(chǔ)作出的一種試探性的解釋。 3．制定計劃與設(shè)計實驗 閱讀課本，分析、領(lǐng)悟書上的設(shè)計。 思考：課本每個實驗的目的是什么，為什么要這樣設(shè)計嗎？ 通過討論交流，明白簡化法和控制變量法。 教師概括：設(shè)計實驗應針對探究目的,選擇探究的器材,用細線系住小球代替鐘擺,用停表測量擺動的時間,對具體的實物進行了簡化,是一個很好的設(shè)計。 4．進行實驗與收集證據(jù) 看課本記錄數(shù)據(jù)的表格，弄明白每個表格要研究的是什么問題，各個欄目的含義是什么，需要測量記錄哪些數(shù)據(jù)等等。 教師組織學生進行實驗,要求學生實驗時要嚴格按照實驗步驟操作,操作中要注意觀察,把觀察到的重要現(xiàn)象和數(shù)據(jù)記錄下來,數(shù)據(jù)的記錄要尊重事實,不可拼湊、不可杜撰。 5．分析論證 分析實驗測得的數(shù)據(jù)，你能得出什么結(jié)論？ 由學生分組討論。 引導學生比較哪些條件相同、哪些條件不同，比較這些數(shù)據(jù)可以得出什么結(jié)論。 比較時仍然要滲透控制變量的思想方法，經(jīng)過分析數(shù)據(jù)材料，找出其中蘊含的規(guī)律。 教師概括：實驗數(shù)據(jù)只是一堆原始材料,必須通過分析、論證,才能形成結(jié)論。好比建造房子,一堆磚塊、黃沙、水泥等材料要經(jīng)過設(shè)計、施工、裝飾,才能變成宏偉的建筑。 6．評估 對探究過程與結(jié)果進行推敲，審視實驗方案是否有問題、有無需要進一步改進的地方，實驗數(shù)據(jù)測量的是否準確，怎樣做能夠使誤差更?。粚嶒灥慕Y(jié)論與生活經(jīng)驗和事實是否符合；哪些實驗前沒有考慮到的因素可能對實驗產(chǎn)生了影響；實驗過程中遇到了哪些困難，是怎樣解決的，有什么經(jīng)驗和教訓，等等。 7．交流 （二）科學探究的過程 回顧探究過程，理清探究的程序，每一步有哪些要點，運用了哪些科學研究方法。 歸納全程科學探究的要素，組織學生閱讀課本。 指出：科學探究的全過程包括：提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗與制訂計劃、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作等.在實際科學探究的過程中，這7個要素是可以靈活運用的，而是根據(jù)實際研究課題的需要來選擇和確定。 小結(jié) 1．科學探究七要素； 2．如何簡化研究對象； 3．控制變量。 板書設(shè)計 第四節(jié) 嘗試科學探究 1.探究擺的奧秘 （1）控制變量； （2）懸線長度相等時，擺球的擺動快慢與擺球的輕重（材料）無關(guān)；擺球擺動一次的時間只跟懸線的長度有關(guān)；懸線越長，擺球的擺動越慢。 2. 科學探究的7個要素 - 3 -