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【教学实录】
师:请各组选用材料(长短不同的两条细线、2个钩码)组装一个摆,然后轻轻推动摆锤,摆动幅度不要太大,用秒表测一测摆动10次需要几秒钟?
(学生组装摆、测时、汇报,教师记录。)
师:观测数据,说一说:你有什么发现?
生:各组的摆,摆动10次所需的时间不太一样。
师:这可能和哪些因素有关?
生:可能和摆线的长短有关。
师:会有些什么关系?
【评:追问,有利于推测的深入。而此时的推测,是建立在学生观察、思考和原有认知基础上的,不是凭空想象或臆测。】
生:摆线越长,摆动得越慢,摆线越短,摆动得越快。
生:和摆锤的轻重有关。摆锤越轻,摆动得越快摆锤越重,摆动得越慢。
生:和摆幅的大小有关。摆幅越大,摆动得越慢,摆幅越小,摆动得越快。
生:可能和掐表的快慢、记数的准确性有关,但只要认真、仔细些就能克服。
师:确实,误差难以避免,但只要认真、仔细,是可以减少误差的。
【评:话语虽然简短,但向学生渗透的是科学的探究精神、情感态度价值观。这样,其科学态度将会越来越严谨,离“真刀真枪”地“搞科学”也就不远了!】
师:各组都想探究哪一方面的因素呢?讨论后确定下来,并思考该如何操作,操作时该注意些什么?
【评:“动手之前先动脑”。实验前,强调方案的设计,有助于学生严密的科学思维的形成。】
生:选择一种因素进行研究时,要控制好其他的因素,使其不发生改变。
【评:控制变量,进行对比實验,是科学探究的方法之一,适当的引导、点拨便于学生对实验操作的掌握。】
师:实验中,还要注意些什么?
生:钩码间不能串着挂,这样会影响摆线的长度。
生:固定牢铁架台,再将一条细线绑在支架上,拉开一定的角度,粘在桌上,把它作为摆幅的标准,这样就控制了摆幅的大小。
【评:学生的身心已投入到实验设计中,其思维正在积极运转,并趋向缜密。】
师:请各组按既定方案进行操作,并及时记录实验数据。
师:哪组来汇报一下探究结果?
生:我们研究摆摆动的快慢和摆线的关系(摆锤为1个钩码,摆幅的大小不变)。当摆线长35厘米时,摆动10次第一次需13秒,第二次需12秒,第三次需13秒。接着把摆线变短,为26厘米,摆动10次第一次需10秒,第二次需11秒,第三次需10秒。可见,摆线越长,摆动得越慢,摆线越短,摆动得越快。
生:我们研究摆摆动的快慢和摆锤的关系(摆线长35厘米,摆幅的大小不变)。当摆锤为1个钩码时,摆动10次第一次、第二次、第三次均需13秒。接着将摆锤加至2个钩码,摆动10次第一次需14秒,第二次需14秒,第三次需15秒。可见,摆锤越轻,摆动得越快,摆锤越重,摆动得越慢。
师:真是这样的吗?
(其他研究同一问题的小组默许)
师:那和摆幅又有怎样的关系?
生:我们研究的是摆摆动的快慢和摆幅的关系(摆线长25厘米,摆锤为1个钩码)。当摆幅为小角度时,摆动10次第一次、第二次、第三次均为11秒。中角度时,摆动10次第一次需12秒,第二次需12秒,第三次需11秒。大角度时,摆动10次第一次需12秒,第二次需13秒,第三次需13秒。可见,摆幅越大,摆动得越慢,摆幅越小,摆动得越快。
【评:在探究中,有的组成功了,有的组失败了,但每位学生都获得了体验和新知。虽然有的组所得的结果和科学的结论有偏差甚至相反,但教师并未急于否定,而是仔细聆听学生的见解。】
【教学反思】
《测量摆的快慢》是教科社《科学》五下中的内容,在近一年里,我试教了多次,对本课有了较为深入的思考,现对有关问题做一梳理和反思。
一、思维定势影响学生对实验的客观态度,引起负迁移
在第二个环节的教学中,多数学生认为摆摆动的快慢除了与摆线的长短有关外,还与摆锤、摆幅有关:摆锤越轻,摆动得越快,摆锤越重,摆动得越慢;摆幅越大,摆动得越慢,摆幅越小,摆动得越快。这种思维定势,影响了学生对实验的客观态度,引起了负迁移。
二、探究中干扰因素过多,致使难以获得准确的数据
探究摆摆动的快慢,是一个典型的对比实验。操作前,学生对如何克服困难、减少误差,如何控制无关变量等细节的考虑比较周到,按理说得出正确的结论应是顺理成章的事。但事实并非如此,为何?
1.记数上的干扰。摆来回摆动一趟算一次,这点学生心里明确,但在操作中则往往没等摆摆回来,就已经喊停,记时员也就过早结束记时,再加上读数时对数据的四舍五入,就使误差更大,所得数据和实际情况往往相差一秒之多。
2.记时上的干扰。测量摆摆动10次所需的时间,是用秒表来计时的。课前,虽然教师对秒表的使用方法进行了指导,并让学生进行了练习,但学生间的配合不默契,部分学生对信号反应的准确性差,或者是记时时注意力不集中,使操作误差较大,所得数据不够准确。
3.摆幅的干扰。在探究摆摆动的快慢和摆线、摆锤的关系时,要求控制摆幅的大小,虽然学生会想出各种方法,但是要做到精确控制并不容易。
4.在控制摆线的长短时,如教师事先未加引导,学生往往会在不经意间改变其长度。如将钩码串着挂,其实就是改变了摆长,而这一点学生是不容易意识到的。
三、分析、整理数据,归纳得出正确结论成了“不可能的任务”
由于数据存在误差,使得不可能得出正确的结论。虽然在汇报时,学生可能在教师的引导或灌输下知道了摆摆动快慢与摆锤、摆幅无关,但是,即便是获得了这样的认识,学生也是极不情愿的,主要是不愿意从主观的臆测中脱离出来的。进一步说,这也不利于学生尊重事实、尊重数据的“实证意识”的培养。