“单摆”探究式教学设计

第一篇：“单摆”探究式教学设计

“单摆”探究式教学设计

“单摆”探究式--山东省济宁市实验中学 李志强 侯代平教学过程： 1．贴近生活，引入题

在日常生活中，经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内作摆动：摆钟摆锤的摆动，公园里小孩在荡秋千，起重机下货物的晃动……悬挂物体在竖直平面内做什么运动？摆钟是利用什么原理制作的？学习了“单摆”这节后，我们就会明白了。

2．探究摆的振动周期（1）提出问题

教师展示摆钟，引导学生观察摆锤的摆动和指针的变化，然后展示摆球、铁架台、细线等实验装置，演示摆球在竖直平面内的振动，引导学生注意观察摆球的往复运动。引导学生在观察、讨论中，联系往复运动表现出的运动周期性，提出问题：

摆的振动周期与哪些因素有关？（2）进行猜想

针对所提出的问题组织学生讨论，学生依据已有的科学知识、经验，通过思考作出猜想：

①摆的振动周期可能与摆球的振幅有关； ②摆的振动周期可能与摆球的摆长有关； ③摆的振动周期可能与摆球的质量有关。

讨论时，有的学生可能猜想摆的振动周期与摆球所受重力有关，很少有学生猜想摆的振动周期与重力加速度有关。（3）设计实验

教师要引导学生讨论确定实验方法：控制变量法，并依此设计实验方案。

教师可将班级学生分成甲、乙、丙三大组（每一大组再分成若干小组）探究摆的振动周期与摆球的振幅、质量、摆长的关系。学生进行讨论，整理、归纳出所需的实验器材、实验步骤和要测的物理量（见表1）。表 1

摆的周期和重力加速度的关系在堂上不易进行实验探究，可组织学生讨论、设计实验方案。学生可能提出在高层建筑中，在升降机中，在月球上，在飞船中，在地球上的不同地区……做实验。要求学生后写出具体的实验设计方案。（4）实验探究

学生分组实验，使用仪器进行观察、测量和实验，同时记录观察和测量的结果（见表1）。（）交流、评估

学生分析、进行观察、测量和得出实验结果，与猜想进行比较作出解释（见表1）。各组选派代表进行交流，启发学生评估各组实验结果，总结摆的振动周期特点：①偏角较大时，摆的振动周期跟振幅大小有关；②摆的振动周期跟摆球质量无关；③偏角较小时，摆的振动周期跟振幅大小无关，跟摆长有关，摆线增大周期变大，摆线缩短周期变小。3．探究单摆振动特征

教师：单摆是一种理想化模型，单摆由摆线和摆球两部分组成：第一，摆线需由质量不计、没有伸缩性的细线提供；第二，摆球的密度较大，而且摆球的直径要比摆线的长度小得多。这样才可将摆球看成质点，构成单摆。前面实验时提供的摆球和摆线基本符合构成单摆的条，实验用的摆可看作单摆。

（1）提出问题

在上述实验探究中学生可能提出问题：单摆振动是不是简谐运动？（2）进行猜想

组织学生讨论，提出猜想：

①单摆振动不是简谐运动，因为单摆振动周期的大小跟偏角的大小有关，不是一个定值。

②不能确定。因为单摆的振动是不是简谐运动要看它受到的回复力的大小是否跟位移的大小成正比。

③因为在偏角较小时，单摆的周期跟振幅无关，跟摆长有关，像弹簧振子的周期那样，周期由振动物体本身决定。所以这时单摆振动是简谐运动。（3）设计实验

组织学生讨论、归纳，确定设计思想，制定计划： ①设计思想

简谐运动图像是一条余弦（或正弦）曲线，如果单摆振动是简谐运动，它的振动图像也应是一条余弦（或正弦）曲线。②制定计划

实验器材：支架，线，盛砂漏斗，硬纸板，砂。

实验步骤：把翻斗吊在支架上（摆长较长），下方放一块硬纸板．纸板上画一条直线，漏斗静止不动时正好在直线的正上方。在漏斗里装满砂，让漏斗摆动，同时沿着跟摆动垂直的方向匀速拉动硬纸板，在偏角不同时进行实验，观察流砂在纸上形成的图像。（可能有学生会提出用墨汁，彩色水代替砂；用蘸有墨汁的毛笔头、针筒代替漏斗做实验）（4）实验探究

学生分组（4人1组）实验，边观察边记录，将实验结果填入

（）交流、评估 分析图象

偏角由6°→10°的图像逐渐接近余弦（或正弦）曲线。在偏角较大时单摆的振动图像不是简谐运动图像，这时单摆的振动不是简谐运动。

在偏角很小时单摆的振动图象是简谐运动图像，这时单摆的振动是否一定是简谐运动？下面进一步作理论探究。理论推导

读读议议：学生阅读、讨论文上的内容，教师巡视指导并随时解惑。

使摆球偏离平衡位里，然后放开，摆球就在重力和拉力的作用下在一个圆弧上来回运动。重力沿悬线方向的分力和悬线的拉力的合力，方向指向圆心，成为摆球沿圃弧运动的向心力，只改变摆球运动的方向。不改变运动的快慢。因此，在研究单摆振动的回复力时不需要考虑向心力，只考虑重力沿圆弧切线方向的分力。在偏角B很小时圆弧可以近似地，成直线，分力F可以近似地着作沿这条直线作用，单摆的回复力为。其中为摆长，x为常数。

可见，只有在偏角很小时，摆球在线性回复力的作用下运动，单摆的振动才很好地符合简谐运动力的特征，才能视为简谐运动。讨论评估

猜想①：从片面的现象分析问题得出结论，没有把握问题的主要方面来全面、辩证地分析实验现象。

猜想②：是正确的。要判定某一振动是否是简谐运动要看它是否具有简谐运动的特征。在偏角很小时，单摆振动的回复力既可看成重力沿圆扳切线方向的分力也可看成重力跟悬线的合力沿圆弧切线方向的分力，跟位移成正比且方向相反，单摆的振动很好地符合简谐运动的力的特征，可视为简谐运动。

猜想③：有一定的道理。振动周期不变只是简谐运动的表观特征，而一切周期性振动都有这种表观特征。根据弹簧振子的振动特点去猜想还要经过实践和理论检验。4．归纳总结

阅读本，介绍荷兰物理学家惠更斯研究单摆振动的成果。惠更斯利用摆的等时性发明了钟摆的计时器。

结论：单摆在偏角很小的情况下做简谐运动，力的特征：F=-x。单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟摆锤的质量、振幅无关，这时单摆振动周期公式为。

点评：教学中，在激发学生刻苦学习、追求真理、树立为科学献身的精神的同时，还要培养学生尊重科学、实事求是、一丝不苟的科学态度。．应用扩展

问题：怎样利用单摆脱测出当地的重力加速度？ 学生讨论，介绍测量方法。…… 6．总结方法 在摆的振动周期和单摆脱振动性质的研究中，实际上运用了解决实际问题的一种方法：提出问题→进行猜想→设计实验→实验探究→交流评估。7．题研究

（1）单摆是一种理想化模型。在水平面上放置的光滑圆弧形轨道上的小球作小幅度运动，可等效成单摆模型，怎样测定它的运动周期？

（2）摆钟误差问题分析：机械摆钟可看作单摆脱处理。摆钟“走时”的误差是由于摆钟的振动周期偏大或偏小引起摆钟指针指示的时刻与真实的时刻不相符。摆钟由地面移到高山或由北京移到上海，摆钟“走时”是否发生误差？怎样调整？

（3）多线摆周期测定。

制作双线摆、多线摆测定周期，研究规律。

在本节的--中，将堂实验与创设“探究式”问题情景结合，通过抓住知识的产生过程，积极引导学生主动探究，让学生参与猜想、实验、讨论、应用等多项活动，这是一种在教师指导下的探究式教学模式。在这种教学模式中教师的指导作用主要体现在：

①设计探究目标──就是教师要根据教学目标和内容，确定探究的问题和探究的目标，并精心设计探究过程和方法。②创造探究条──探究之前和过程中，教师应为学生提供充分的探究条。如实验条、知识条、方法条，对一些模拟探究还需精心设计好，预测探究过程中可能出现的一些问题以及解决方案等。

③适当点拨引导──在学生的探究过程中，教师对他们的行为、方法和思维作适当的点拨和引导，来指导学生去分析、认识和解决在探究过程中出现的一些实际问题，使探究过程顺利进行，达到预期的教学目的。

④师生共同评价──在探究的过程中和结束后，要适时引导学生对探究的过程、方法和结论进行总结和评价。

第二篇：探究式教学设计

计算机教学中的探究式教学设计

郭素君

[摘 要]计算机教学中探究式教学设计包括课前准备、课堂教学内容设计、课堂教学评价与学生自我评价三个环节。

探究式教学应把握主体性原则、问题原则、开放性原则、创造性原则和激励性原则。

[关键词]计算机教学探究式课堂教学 教学模式教学设计

所谓探究式课堂教学，是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容。以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分的自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。教师的任务是调动学生的积极性，促使他们自己去获取知识、发展能力，做到自己能发现问题、提出问题、分析问题、解决问题；教师还要为学生的学习设置探究的情境，建立探究的氛围，促进探究的开展，把握探究的深度，评价探究的成败。最早提出在学校教育中要用探究方法的是杜威。他认为科学教育不仅仅是要让学生学习大量的知识。更重要的是要学习科学研究的过程或方法。后来，探究作为一种教学方法的合理性变得越来越明确了。由于多种原因。人们在理解和实施探究式课堂教学中容易出现两方面的偏差：一种是对探究的泛化，另一种是对探究的神化。这两种理解都背离了探究式教学的本质意义，将极大地影响探究式教学的实施。计算机学科中偏重技能和应用的部分比较适合学生采用探究式学习方法去学习。采用“填鸭式”的传统教学方法已不适应现代计算机学科的教学。笔者采用探究式课堂教学法，取得了一定成效，有一些体会和经验，在此与大家共同探讨。

一、探究式课堂教学的基本特征

(一)学生的探究活动是围绕教师预先设计好的问题展开的。学生通过对所提供的问题进行分析，讨论，在老师的指导下，经过一系列独立探究活动，最后获得知识。不过设计的问题难易要适中。

(二)探究式课堂教学注重从学生的实际出发。从学生已有的知识和经验出发。要使学生通过独立的探索获得新知识，所设计的问题必须是学生根据现有的经验在老师的指导下经过一定的努力就能实现的。只有这样，才能激发学生的学习积极性和学习兴趣，学生才能主动地分析问题，最终解决问题，以达到预期的教学目标。

(三)探究式课堂教学以培养学生的分析问题、解决问题的能力和创新思维、创新能力为根本目的。探究式教学只是为学生提供一种理解个人问题和社会问题的过程。使学生在这个过程中养成科学精神和科学态度，从而培养学生独立解决问题的能力。学生通过各种各样的探究活动，诸如观察、调查、制作、搜集资料、上机验证等，亲自得出结论，也有利于创新思维和创新能力的培养。

(四)探究式课堂教学过程是一个开放民主的教师和学生都参与的过程。为此，教师要创造一个宽松和谐、民主的学习环境，为学生留有自由广阔的思维空间。

(五)重视教学评价和学生的自我评价。学生经过独立的探索，是否解决了问题，学到了什么，分析问题、解决问题的能力是否提高了，创新思维和创新能力是否得到锻炼?是否达到了预期的教学目标?这些问题都依赖教师的教学评价和学生的自我评价。

(六)探究式课堂教学向教师的教育观念和科研能力提出了挑战。探究式课堂教学，教师和学生的关系发生了本质的改变，教师由知识的权威者变为教学过程的组织者、参与者。探究式教学形式多样、灵活、内容广泛是在教师的组织指导下进行课题研究、论证，评价。这对教师的教育教学科研能力要求是相当高的。

二、探究式课堂教学模式的构建

下图是本人设计的计算机教学的探究式课堂教学模式。该教学模式的核心思想是以教材为凭借，教学目标为导向，问题为线索，引导学生不断探索领悟实质，把握规律。教师根据课题和教学目标，向学生提出问题，让学生在一个个具体问题的驱动和目标的引导下，通过自己的观察、思考、收集资料、分析并上机验证来解决问题，获得新知识，培养创新思维和创新能力。整个探究过程分三个阶段进行：

第一阶段：列出教学目标，提出问题，创设教学情景。第二阶段：根据问题，展开探索，分析问题和解决问题。这个阶段是探究式课堂教学的主要环节。在探究的过程中，学生可以通过自主或互相协作等多种形式展开探索。通过各种各样的探究活动，诸如观察、调查、制作、网上资源搜索、图书查阅和上机验证等，发现解决问题的规律，从而达到教学目标。教师要及时启发诱导，以便使探究不断地进行下去，在经过努力以后，让学生有所发现和收获。

第三阶段：学生自我评价和教师教学评价。探究过程结束后，学生要对本堂课的探究效果进行自我评价，如：自己是否积极参与探究活动?会不会分析问题?如何解决问题?最终找出规律没有?是否达到了教学目标?老师也应针对全体学生和教师自身去评价整个探究过程，如：本堂课是否达到了预期的教学目标?哪些学生表现得好，哪些学生对问题的探讨还存在着一定的差距，哪些学生在解决问题有一定的创造力，老师在教学的过程中启发和点拨是否到位?整个探究过程组织的是否有条不紊?对学生的优点和成绩给予肯定，对存在的问题应多给一些鼓励和提出一些可行性的意见和建议。

三、计算机教学中探究式课堂教学的教学设计 根据以上教学模式，教师课前需选定课题，分析制定教学目标，设计好问题。课堂上提出问题，引导学生探索，最后归纳总结形成结论。学生根据问题，充分探索协作学习，上机验证，获得成果。

探究式教学的具体教学步骤设计如下：(一)课前准备 教学研究

1．选择课题。教师首先要根据课本的内容选择合适的课题。并根据课本内容作适当的补充和延伸。中央广播电视大学编写的《c++语言程序设计》课本第四章“数组”，当课程讲到一维数组的应用举例时，选择“排序”作为课题，原因是：

(1)通过排序，既能练习巩固一维数组的基本知识和操作技巧，又能锻炼学生的解决问题的能力。

(2)学生在已有知识和经验的基础上，通过不懈的探索能完成任务。

(3)排序”是计算机专业课程中比较重要的一个部分，《c++语言程序设计》课程的后续课程《数据结构》中有专门研究排序的章节。

2．确立教学目标。教学目标的确立，可根据国家的教育 方针、目标和计算机专业的课程目标以及《教学大纲》的要求，并结合实际来制定。“排序”一节的教学目标是：掌握排序的方法，会编写程序并能上机验证。通过它，掌握用数组来解决实际问题的规律。

3．设定课堂教学中的问题。课前要考虑好设定哪些问题能驱动学生积极主动地探索，并向着教学目标接近。

本节中设定了两个问题：

(1)现实中按高矮个排队是如何进行的?你能找出几种排队方法?(2)如果将排队看成数组的排序，利用学过的数组知识如何排序?根据所探索的排序方法，编写多种算法的源程序。

(二)课堂教学内容设计

1．引入课题，列出教学目标。学习如何利用数组排序。我们需要达到的教学目标是：

(1)掌握至少一种排序方法，会编程并上机验证正确性。通过它，掌握用数组解决简单的实际问题的规律。

(2)通过探究，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创造性思维和创新能力。

2．提出问题，创设探究情境。探究式课堂教学过程主要 包括提出问题、决定探究方向、为探究而自我组织、查明或收集资料、分类和资料处理、得出结论等方面。对学生而言，任何一个探究过程，都是由问题引起的，学生只有在明确了问题之后，才能去进行有的放矢的探究。老师提出本次探究的第一个问题： 现实中按高矮个排队是如何进行的?有几种排队方法? 3．围绕问题，进入情境。将学生分成4个小组进行排队演示。一段时间后，每个小组分别展示自己的探究结果。其中有1个小组提出2种排序方法，2个小组提出3种排序方法，1个小组给出4种排序方法。这时候，学生给出的排序方法仅仅是感性的。接着教师又提出问题：大家探究的方法属于什么排序方法?请查阅相关资料给出名称。学生通过分组排队演示和查阅各种资料，最后找到了三种排序方法：选择排序法、插入排序法和交换排序法。老师评价各个小组的探索情况。然后各个小组之间协作交流排队方法，每一位学生写出排队的多种方法。教师评价交流情况。

4．展开探究，发现规律。老师提出第二个问题是：如果将排队看成数组的排序，利用学过的数组知识如何排序?根据所探索的排序方法，编写多种算法的源程序。老师提示学生首先将现实的问题抽象成计算机领域的问题，然后继续探索。有的学生将身高量化成数据，存储在数组中，通过数组排序。有的学生利用本班的学习成绩进行排序。学生采用独立或多人协作的形式，通过多种探究活动完成任务。在探究的过程中，老师要给学生留出思考、探索、醒悟的时间，切忌在学生“困惑”尚未形成时给予讲解，否则难以达到好的教学效果。老师应及时了解每个学生的探究进展情况和存在的问题，在恰当的时候予以点拨。

5．编写源程序，上机验证。根据所探究的排序方法，编写至少一种源程序。通过上机验证，很多学生对自己的源程序进行了修改，真正体会到实践出真知，知识要放到实践中去检验。

6．展示交流，归纳总结。在教师的指导下，学生思考问题，查找资料，分析整理资料、最后通过交流讨论，编写出程序，顺利完成了问题的探究。最后，老师要用形成性的评价方式。老师对排序的方法作总结，给出多种排序方法。

(三)课堂教学评价与学生的自我评价

课堂教学评价的指标应该是二维的：一个维度是教师的教，一个维度是学生的学。在这两个纬度中，应以学生的学为主。教师作为组织者，每个环节设计必须合理。教师作为指导者，在每一个环节是否加强了对学生的指导，是否参与到某一具体的环节中去，以帮助学生顺利完成任务。学生自我评价完后，教师应对学生整体做一些评价。例如针对提出的问题，学生会不会分析问题，能不能主动去探究，问题解决了没有，任务完成的怎样?独立解决问题的能力有没有提高，是否达到了预期的教学目标?哪些学生表现出了一定的创新思维，哪些学生对问题的探索还存在着一定的差距等等。对学生的成绩给予肯定，并提出一些可行性意见和建议。

四、探究式课堂教学应把握的几个原则

(一)主体性原则。在探究式的教学过程中。学生是学习的主体，发展的主体，学生的学习和发展，只有通过他们自己的学习实践才能实现。教师是指导者、组织者与参与者。在教学中一定要多创造机会，让学生在教学情境中尽情发展 自己，培养他们的自学能力和创新思维能力。

(二)问题原则。首先，教师在课堂上设计问题一定要注意新颖性与层次性，问题要有思考价值和有可探索的余地，多设计“为什么”和“怎么样”之类的问题，少问简单的“是什么”之类问题，以让学生通过问题激发学生思维或让学生动脑思考、讨论，要鼓励、诱导学生的求异思维。其次，教师不能直接向学生提供现成的结论或解决问题的方法，结论和方法让学生通过自己的探索去发现；同时，不仅要重视学生思维的结果，更要重视学生思维过程和解决问题的策略。

第三，教师要善于启发学生提出问题，课堂上一定要创设问题的环境，容忍学生幼稚的甚至荒诞的想法，使学生逐步做到想问、敢问和善问。

(三)开放性原则。探究式课堂教学过程中教学内容既不拘泥于教材，也不局限于教师的知识视野。教师要重视对学生进行开放性的思维训练，不能轻率地否定学生的探索。教学方法不能局限和满足于课本，满足于权威、教师的标准答案等。

(四)创新性原则。进行创新思维训练时，至少要做到三点：选择多种结论的问题，否则思维无法散开。开导思维流畅性、变通性和精确性，尤其要在变通性方面下功夫。鼓励学生大胆运用假设，对一个问题提出的合理假设越多，创新的可能性就越大。

(五)激励性原则。包括成功激励、评价激励等。成功激励是从已有的成功中获得激励，从而增强创新的动机、热情和信心。评价激励就是：评价学生的出发点和落脚点是寻找学生的成功和进步；评价要以学生个体表现为参照系，即强调每个学生在自己原有基础上的进步。坚持表扬、激励，对学生的不足要宽容。

[参考文献] [1]戚建庄，金 洁．素质教育研究[M]．郑州：河南人民出版社，1998．

[2]张 建．从传统教育观到建构性教育观[J]．教育理论与实践，2001，(9)．

[3]李召存研究性学习初探[J]，中国教育学刊，2001，(2)． [责任编辑：降小宁】

第三篇：单摆教学设计

《单摆》教学设计

江苏省邳州市宿羊山高级中学 周中华

一、设计思想

中学物理教学的目的，是使学生比较系统地掌握进一步学习现代科学技术所需的物理基础知识，了解这些知识的实际应用，培养学生的实验技能、思维能力、自学能力和灵活运用知识解决实际问题的能力；培养学生的辩证唯物主义观点。培养学生的创新意识和创新能力是现代教育研究的核心，本文介绍单摆课题中开展创新教学、培养学生创新能力的一点做法。

旧教育模式基本如下：

提出单摆的模型→规律→应用、解题

该教学模式重视的是知识的传授，重点是知识的应用──解题，且通过解题来熟练掌握该知识和提高运用这些知识解决问题的能力，即熟练解题技巧。这种教学模式，缺乏知识的产生和发展的过程，学生实际参与少，体验不深，理论联系实际少，且介绍创造发明的往往一笔带过。本人认为这把物理学的精华部分给埋没了，使学生感到学习物理知识是为了解题，为了升学考试，从而使学生的学习处于被动状态，即学生对学习的内在动力不足，兴趣不浓，这是目前教学中存在的共同问题。大量解题，学习解题的各种技巧，造成知识面狭窄，自学能力差，除课本上知识外，很少接触其他课外书，不重视实验，观察能力和实验操作能力差。

本人根据自己的教学经验结合“单摆”教学实际，确立如下教学模式：

观察→抽象建模→规律→应用

此教学模式让学生充分感受、理解知识的产生和发展过程，引导、启发学生模拟探究原科学家的实践活动过程，发现“新”现象，通过联想、判断、推理、分析、综合，归纳出物体呈现如此现象的本质和规律，然后把规律应用到实际中去。力求体现物理学研究的基本方法，重点展现发现规律的过程和应用规律的过程，即展现发现、发明创造的过程，从中培养学生创新意识和创新能力，使学生感到所学知识确有实际意义，从内心感到确需知道该知识和方法，从而积极参与、主动学习、自主探索。同时体现教师适时点拨、“搭桥引路”的主导地位。当然在教学过程中要精选习题、当堂达标训练，切实提高课堂教学效率。

二、教学过程

下面是该教学模式的具体操作过程：

1．观察：钟摆的摆动

由日常见到的现象：挂灯在风吹后的摆动，秋千在人推动后的摆动

（物体来回摆动）入手，通过联想、判断使学生感到我们所研究的物理现象来源于自然，不是凭空想象出来的。

2．抽象建模

把观察到的物理现象进行抽象，建立理想模型，使研究的物理问题简单化。在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，线的伸缩和质量忽略不计，球的直径比线长短得多，即把球看成一个质点──单摆模型。

3．规律

（1）单摆呈现来回摆动现象的本质：让学生想想，师生一起分析摆球受到重力和细线的拉力不在一条直线上，即受力不平衡的缘故。重力沿细线垂直方向的分力，即是使摆球回到最低点的回复力，注意这个力不是重力和细线拉力的合力。在摆角小于5°时，摆球运动可看做简谐运动。摆球在空间摆动观察时如无显著的参照物作为标准，很可能造成圆锥摆。可采用上端带有支架（支架垂直与面板，并且po在一条直线上垂直与面板）的面板。如图（1）。人是很难做到不同摆角和同一摆角。易造成摆角过大而引起非简谐运动，或摆角太小不易测量周期。现在面板上做一以p为圆心的半圆，并标出刻度。实验时就可以根据面板上的刻度读出摆角值，从而准确的验证影响周期的因素。

（2）单摆的规律：等时性。

模拟科学家研究过程，但不完全照搬，也要有所创新。从中激发学生的兴趣，重视学生的内心体验与主动参与。伽利略在教堂中看到挂灯的摆动，发现该现象，并研究得出单摆的等时性。根据历史记载，伽利略所处年代还没有精确的计时仪器，他如何确定的？只好用自己的脉搏跳动测得，他利用人在正常情况下脉搏跳动是基本均匀的，这是一种类比方法。现在我们有计时仪器，可以照课本上实验来确定这一结论。一般人的脉搏跳动总有些不稳定，这样实验不够精确，那么我们现在如何设计一个简单而精确的实验来验证呢？让学生想一想，然后提示学生用比较法。

用2个单摆比较，可能有学生提出；也许是巧合呢？那么用5个单摆，其中2个摆球形状、质量完全一样，其余3个各不相同（这样容易比较）。用5根约1m长的细线一端拴住摆球，另一端各悬挂在同一水平横杆上（并排）如图2，使摆长一样（这是实验成败的关键）。想想如何比较摆球的周期相同不相同？

先试一下，一个一个推动摆球（摆角<5°），让摆球摆动，可以看到摆得较乱，看不出关系。设法拉开摆球，从同一高度同时静止释放，可观察到同步摆动。这说明单摆的周期跟单摆的摆球质量无关。再设法把小球拉开不同角度，同时静止时释放，可观察到：同步摆动（注意沿着横杆方向看）。这说明单摆的周期跟单摆的振幅无关，由此得到单摆的等时性（使学生感到成就感）。那么单摆的周期跟什么因素有关呢？（让学生想想，猜想可能是摆长），改变其中4个单摆的摆长，使它们摆长不一样，再让它们同时摆动，可观察到；摆长长的，摆动慢，摆长短的，摆动快。

课本中并没有通过实验验证重力加速度与周期的关系。若采用磁性摆球，并在摆球的平衡位置正下方放一U型的磁铁，相当于增大重力加速度。比较和未加磁铁时同一摆球50～60次全振动所需时间就验证了重力加速度增大时周期变短，改变磁铁磁极，相当于减小重力加速度，周期变长。说明重力加速度的改变可以影响周期的变化。然后提出，这由惠更斯研究发现单摆的振动周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，且确定了如下的单摆振动周期公式（也可用数学方法和弹簧振子的周期公式推导出这一公式，应看学生的基础、程度而定。）

4．应用

由物理现象得出物理规律，再应用到实际中去，这是物理研究的最终目的，是理论联系实际的过程，也是发明创造的过程，也即学生内化和外延的过程。在这过程中有意识地培养学生发散思维，并进行“创造发明”的教学。

由惠更斯首先利用单摆的等时性，直接应用发明了带摆的计时仪──摆钟。简介摆钟基本结构，然后让学生想想摆钟有哪些缺点。

分析原因：（1）由于热胀冷缩，引起摆长改变，使计时有快慢。（2）钟摆受阻力作用，摆动一定次数后要停止，需定时上发条，不方便。（3）造价贵，与现行的电子钟、石英钟比较，电子钟、石英钟精确，一节5号电池，可使用半年。

然而是不是要淘汰摆钟呢？不，有人把这做得大一些，做成一种落地座钟，成为一件装饰品，又是一种计时器，这也是一种创造发明。

联想运用单摆的周期公式，可以测定当地的重力加速度，又可拿到某一星球表面上，测该星球表面的重力加速度：

等效应用：把一个物体的来回运动等效看成单摆的运动。例如，一个小球在较大半径的光滑圆弧槽内来回运动（槽固定在地面上），可以等效看成绕圆心来回摆动的单摆运动。又如，双线摆可等效看成某一摆长的单摆运动，在升降机中单摆周期的变化，等等。应用中不仅使学生解题能力得到提高，而且使学生的创新能力和综合能力得到培养，使学生在获得知识同时，多方面的能力也得到培养，但应用中应减少一些纯粹为熟练公式或无实际价值的问题。

本节课设计的指导思想是培养学生各方面的素质，教学中以实验为基础结合学生的思维特点。充分发挥教师的主导作用，体现学生的主体地位，让学生成为知识的发现者，以规律的认识为主线，把传授知识、培养能力、渗透方法有机结合到一起。目的在于培养学生各方面的能力。2009-02-25 人教网

第四篇：“二氧化碳” 探究式教学设计(原稿)

“二氧化碳” 探究式教学设计

邯郸市十三中学 授课人：杨淑琴

指导教师：杨晓东

一、教学内容分析

本章教材研究的学生最熟悉的二氧化碳。二氧化碳是初中化学教学要求掌握的两种气体之一，也是与生活实际联系极其密切和广泛的一种重要物质。本节教材内容主要讲二氧化碳的物理性质和化学性质，最后联系到用途。呈现方式有以下几个特点：即，难度不大、实验较多、联系生活和生产实际的内容也较多，有利于调动学生的学习积极性和主动性。

二、教学对象分析

本节课面对的学生从知识储备上来看，已经了解了很多有关CO2的知识，例如喝汽水，植物光合作用的原料，CO2不支持燃烧，本身也不燃烧；不供给呼吸。使澄清石灰水变浑浊等。所以教学安排加以调整但教学的重难点并不发生改变.从学生心理特征上来看，往往渴望通过自主探究来了解一类物质的规律知识；然而，从学生获得知识技能的能力方面看，对于科学实验探究的过程是不熟悉的，因此，在教学中教师要有意识地培养学生的科学探究能力，使学生初步认识科学探究的过程、方法和意义。

三、教学设计思路

从学生已有的生活经验出发，用生活中的材料创设问题情景，整堂课围绕如何帮助上困惑的小刚和调皮的李明如何接受处罚和完成处罚小故事，结合学生在生物课及物理课中学到的知识，展开二氧化碳的性质教学，充分调动学生学习的积极性。激发兴趣，调动思维，引导学生设计实验、演示实验，分析现象、得出结论，培养学生的分析问题，解决问题和总结规律的能力，让学生在亲自动手的过程中完成探究的过程，了解科学探究的一般方法。培养了学生透过现象挖掘本质的能力，从而树立科学的探究观和世界观。

四、教学目标 知识与技能

1、了解CO2在自然界的循环。

2、认识CO2的主要物理性质和化学性质。过程与方法

1、通过CO2化学性质的探究过程，培养学生观察、描述实验的能力。

2、初步了解科学探究的方法，初步学会归纳、概括、对比的科学方法。情感态度与价值观

通过学习大气中CO2含量的多少对环境和人体健康的影响，培养学生关注社会，关注环境，保护家园和人体健康的情感以及养成如何看待事物。教学重点：

知道CO2的物理性质，掌握CO2的化学性质。

教学难点：

理解CO2的化学性质。

关键：

通过学生的动手操作和合作交流，发现并理解CO2的性质和应用。教学过程 教学内容和步骤

创设情景，激发学生学习兴趣” ［提问］：二氧化碳在空气中只占总体积的0.03%，比起氧气微不足道，我们可否把二氧化碳从空气中除去？

展示课题：二氧化碳的性质

［提问］根据上节课二氧化碳实验室制法同学们能否依据对生成的二氧化碳的观察及收集方法尝试描述二氧化碳的物理性质

实验探究：二氧化碳能否溶于水？ ［提问］：很多同学知道二氧化碳能溶于水，同学能否设计实验，证明这一性质？ ［引导］：提示学生用一充满二氧化碳的软塑料瓶并给予适当的指导。［结论］二氧化碳可溶于水，实验探究：二氧化碳的化学性质 {创设情景，激发学生学习兴趣} 故事背景一:在二氧化碳制取的实验课上,聪明调皮的李明把小刚制好的一瓶二氧化碳与一盖有玻璃片的空集气瓶混放,，聪明的小刚能够仅用一盒火柴找到二氧化碳吗?

［提问］：利用这一性质，二氧化碳有何用途？

故事背景二:化学教师知道李明的恶作剧后处罚了他.[ 处罚题目]：如何将混放在一起的空气和二氧化碳两瓶气体鉴别开来？（不许用火柴）如果你是李明能完成吗?

学生活动

学生运用小学自然课及初中生物课学到的植物光合作用和动植物的呼吸作用等知识，进行丰富的想象，能够充分认识到二氧化碳对自然界生命的重要性。

学生能回答出二氧化碳是一种无色无味气体，从用向上排空气制氧气了解密度比空气大。从生活中常喝的雪碧和可口可乐知道二氧化碳能溶于水

学生交流合作设计实验并上讲台动手实验，快速向装有二氧化碳的矿泉

水瓶中倒入适量的水，并迅速拧紧瓶塞，振荡并观察现象，分析原因，得出结论

学生实验：用两根燃着的火柴梗分别插入两气体的瓶中，观察火柴燃烧的情况。

原理：二氧化碳不支持燃烧，本身也不燃烧

学生能够回答出灭火，并完成书114页图6-12灭火实验

学生实验：分别往两集气瓶中倾倒澄清石灰水，充分振荡后，观察。原理: 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。

设计意图

对学生而言倍感亲切，觉得化学就在自己身边，感到新鲜有趣，有一种强烈的好奇心。

培养学生观察实验归纳总结的能力。

培养学生知识迁移能力(利用气体压强知识);设计实验及实验操作能力;给学生展示自我的机会，培养学生学习的自信。

以学生“设计实验——完成实验——得出实验结论”的过程，使学生在“学做合一”[指导] 学生不知为什么澄清石灰水变浑浊，指导学生阅读P115理解澄清石灰水变浑浊的原因.[提问]：除此以外还有别的方案吗?如果不能现场实验，只说原理也可以．

实验探究：李明鉴别空气与二氧化碳的方法（二氧化碳溶于水后，发生化学反应生产碳酸）

［补充实验］向两朵用石蕊染成的紫色的干燥的小花上分别喷稀醋酸和稀盐酸

（实验提示：紫色石蕊是一种色素,遇酸变红）

[操作]:向两朵用石蕊染成的紫色的干燥的小花上分别喷水观察,再放入两集气瓶片刻观察（为让学生深刻理解实验的原理，事先告诉学生两集气瓶Ａ充满二氧化碳Ｂ中是空气）

[提问]:是谁使紫色小花变红的呢?

[提问]：哪个结论对呢?请设计实验证明．

［提问］调皮的李明通过实验得到了一朵小红花为什么又变回紫色？

澄清石灰水变浑浊的原因。CO2+Ca（OH）2=CaCO3 ↓ +H2O。

学生方案：把两只活的小虫分别放入两集气瓶中，观察。

原理: 二氧化碳不供给呼吸。并完成Ｐ１１６讨论题

认真观察,仔细倾听，理解紫色石蕊遇酸变红

[学生观察]:在充满二氧化碳的集气瓶中小花变红

学生结论:

二氧化碳使紫色小花变红 二氧化碳与水反应生成酸使紫色小花变红

学生设计实验证明

把紫色小花放装有二氧化碳的集气瓶中

观察现象：紫色小花不变色 得出结论：二氧化碳不能使紫色石蕊变红

得出结论：二氧化碳与水反应生成了一种酸，是这种酸使紫色石蕊变红色。H2O+CO2= H2CO3

学生观察李明鉴别实验时用的两朵小花，感到非常疑惑）

（引导学生参考P115的有关知识。）得出正确结论

中尝试到由探索自然奥秘带来的成功喜悦。培养学生科学探究的能力。

教师演示并讲解实验, 学生领悟教师所提鉴别方法, 体验对比实验是化学实验的重要方法，通过使石蕊变色的探究，初步让学生学习对比实验的理念和方法。培养学生发现问题、解决问题、总结归纳的能力，学习活动达到高潮。这是一次在学生探索验证之后的总结能力培养，加深学生对所学知识的印象。

根据所学二氧化碳的性质推断二氧化碳的用途。

归纳与整理：今天同学们经过动手动脑结合生物和物理课上所学的知识及阅读课本得出了二氧化碳的性质和用途．如果你还想了解更多关于二氧化碳的知识，就结合Ｐ１１９页写一小论文＂二氧化碳的功与过＂

板书设计

碳酸很不稳定容易分解生成二氧化碳和水。H2CO3=H2O+CO2↑。

一般情况学生描述比较全面

使学生了解

性质决定用途;用途反应性质

二氧化碳

一 二氧化碳的物理性质： 无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水 二 二氧化碳的化学性质 二氧化碳不支持燃烧，本身也不燃烧 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。CO2+Ca（OH）2=CaCO3 ↓ +H2O 3 二氧化碳不供给呼吸

二氧化碳与水反应生成了碳酸H2O+CO2= H2CO3

碳酸很不稳定容易分解生成二氧化碳和水。H2CO3=H2O+CO2↑。三 二氧化碳的用途 自我小结

新课结束后，再让学生总结一遍，检查自己对二氧化碳的知识是否已经真正理解、掌握？对所做的实验还存在怎样的缺陷？能否设计出更完善的实验来进行研究？让学生去总结、思考、研究。然后进行课后练习，巩固加深。

第五篇：单摆的教学设计

《单摆》教学设计

高二物理组 梁永

一、教材分析

本节内容为选修3—4第十一章《机械振动》中第4节“单摆”。

单摆的振动是简谐运动的重要特例，教材中安排这节内容，不仅使学生了解一种典型的简谐运动，而且也对前面所学的简谐运动概念起到加深理解和巩固的作用。本节教材首先给出一个理想模型——单摆，结合生活经验与之前学习的知识，引导学生体验、判断单摆的运动是不是简谐运动，然后通过演示实验及其理论的分析得出单摆在摆角很小时的振动属于简谐运动；后又要求用实验方法定性分析单摆的周期及用单摆测量重力加速度。教学中涉及到了较多的物理思想方法，如理想模型法、近似法、图像法、控制变量法等，是高中物理的重要内容之一。这样使教材的容量变大，研究方法增多，对教师驾驭教材的能力提出了较高要求。本节教材的重点是引导学生通过实验，研究和探索物理规律，使学生在理解和掌握物理规律的同时，充分认识物理学是一门实验科学，提高实验操作和研究能力。

二、学情分析

1、思维基础

学生已经初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？──怎么样？──为什么？”的思维方法。根据新课程重视“过程与方法”的教学理念和高二学生由直观认识向逻辑推理、实验推理过渡阶段的认识特点，本设计中就通过创设问题情景，激励学生自己提出想要研究的问题。

2、心理特点

依据高中生求异思维很活跃的特点，通过实验和多媒体手段满足学生渴望获取新知识的需求学生在强烈兴趣（名人事迹引入）的驱使下，利用已有知识进行新规律的探究，既有挑战性，也有成就感。

3、已有知识

学生对机械振动的初步了解。在上这节课之前，通过前几节内容的学习，学生知道了简谐振动的特点，通过生活中一种常见的模型——单摆，探究它的运动情况如何，从而萌发了学生继续探究的兴趣。

三、教学目标与重点、难点

知识与技能：知道单摆的概念，理解简谐运动，掌握单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。过程与方法：采用理想化的方法建立物理模型，用控制变量法来研究物理问题，用近似处理方法来解决物理问题。

情感、态度、价值观：通过实验研究，养成耐心、细致的学习习惯和一丝不苟的科学态度，体验科学探究的思想方法。

重点：单摆的周期公式及应用 难点：单摆回复力的分析

四、新课教学

（一）、复习回顾

1、什么是简谐运动？做简谐运动的物体回复力有什么特点？

2、做简谐运动物体的回复力具有什么特征？

（二）、新课探究

1、单摆（1）、定义：在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果细线的伸缩和质量可以忽略不计，球的直径比线长短得多，这样的装置叫单摆。（2）、单摆的运动

验证单摆作简谐运动的两种方法： 运动学图像或动力学关系F=-kx平衡位置在哪儿？ 回复力指向？

单摆受哪些力？回复力由谁来提供？

回复力与位移之间满足什么关系？（3）、单摆做简谐运动的条件

当最大摆角很小（θ＜50）时，单摆在竖直面内的摆动可看作是简谐运动（4）、引入案例

2、单摆周期的影响因素

猜想并利用控制变量法进行验证实验

（1）单摆振动周期与振幅无关——等时性（2）单摆振动周期与质量无关（3）单摆振动周期和摆长有关：

摆长越长，周期越长。

3、单摆的周期公式

T2Lg（1）、单摆周期与摆长和重力加速度,摆长有关，与振幅和质量无关。（2）、摆长、重力加速度都一定时，周期和频率也一定，通常称为单摆的固有周期和固有频率。

4、单摆的应用（1）、计时器（2）、测定重力加速度

（三）、课堂巩固

（四）、课堂小结

（五）板书设计

单摆

一、单摆

1、定义

2、单摆的运动

3、单摆做简谐运动的条件

二、单摆的周期公式

T2Lg