2.4实验：用单摆测量重力加速度 教学设计 -2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册.docx

2.4实验：用单摆测量重力加速度教学设计-2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册

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教材分析

本节课为人教版高中物理必修一第2.4节“实验：用单摆测量重力加速度”。通过本节实验，旨在让学生掌握单摆的周期公式，理解重力加速度的概念，并能够利用实验数据计算重力加速度。

实验原理：单摆的周期公式T=2π√(L/g)，其中T为摆动周期，L为摆长，g为重力加速度。通过测量摆动周期和摆长，可以计算出重力加速度。

教学目标：1.理解单摆的周期公式及应用；2.掌握利用单摆实验测量重力加速度的方法；3.培养学生的实验操作能力和数据处理能力。

教学重点：1.单摆的周期公式；2.利用单摆实验测量重力加速度的方法。

教学难点：1.单摆周期的测量；2.重力加速度的计算。

教学过程：1.引导学生回顾单摆的周期公式；2.分组进行单摆实验，测量摆动周期和摆长；3.引导学生根据实验数据计算重力加速度；4.总结实验结果，强调实验操作注意事项。

教学资源：1.单摆实验器材；2.计算器；3.实验数据记录表格。

核心素养目标分析

本节课旨在培养学生的科学探究能力、数学建模能力和团队协作能力。

1.科学探究能力：通过单摆实验，学生能够提出问题、设计实验、收集数据、分析结果，并从中得出结论，从而培养他们的科学探究能力。

2.数学建模能力：学生需要运用数学知识，将实验数据代入单摆周期公式，计算重力加速度，从而培养他们的数学建模能力。

3.团队协作能力：在实验过程中，学生需要分组合作，共同完成实验任务，培养他们的团队协作能力。

4.物理观念：通过实验，学生能够理解重力加速度的概念，并能够运用单摆周期公式进行相关计算，从而加深他们对物理观念的理解。

5.科学态度与价值观：在实验过程中，学生能够体会到实验的重要性和科学的方法，培养他们的科学态度和价值观。

学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：学生在初中阶段已经学习了简单的物理实验方法和数据处理方法，对物理实验有一定的了解。同时，他们已经学习了函数、三角函数等数学知识，能够理解和应用单摆周期公式。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对于实验类课程通常比较感兴趣，特别是那些能够动手操作的实验。他们在物理学习方面具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力，但部分学生可能对于实验数据的处理和数学公式的应用存在困难。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在实验过程中，学生可能遇到测量摆动周期和摆长的准确性问题，以及如何正确运用单摆周期公式进行计算的困难。此外，部分学生可能在数据处理方面存在一定的困难，需要老师的引导和帮助。

教学方法与策略

1.教学方法：本节课采用“问题驱动”的教学方法，通过实验现象引导学生提出问题，进而分析问题、解决问题。同时，运用“同伴教学法”，鼓励学生相互讨论、交流，共同解决问题。

2.教学活动设计：

(1)实验演示：教师首先进行单摆实验的演示，让学生直观地了解实验过程和注意事项。

(2)分组实验：学生分组进行单摆实验，测量摆动周期和摆长。在实验过程中，教师巡回指导，解答学生遇到的问题。

(3)数据处理：学生根据实验数据，运用单摆周期公式计算重力加速度。教师引导学生分析实验数据，找出规律。

(4)成果展示：每组学生将实验结果进行展示，其他学生和教师对其进行评价和讨论。

(5)总结提升：教师引导学生总结实验原理、方法和注意事项，强化学生对重力加速度概念的理解。

3.教学媒体和资源使用：

(1)PPT：教师使用PPT展示实验原理、步骤、注意事项以及单摆周期公式，方便学生理解和记忆。

(2)视频：教师播放单摆实验操作视频，让学生更直观地了解实验过程和操作方法。

(3)在线工具：教师引导学生利用在线工具进行数据处理和分析，提高学生的操作技能。

(4)实验器材：单摆实验器材、计算器、数据记录表格等，用于实验操作和数据收集。

(5)网络资源：教师提供相关学术论文和资料，让学生了解单摆实验的历史背景和发展趋势，拓宽视野。

教学实施过程

1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：教师通过在线平台或班级微信群，发布预习资料，包括PPT、视频等，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：教师围绕单摆实验，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。

-监控预习进度：教师利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生按照预习要求，自主阅读预习资料，理解单摆实验的基本原理和步骤。

-思考预习问题：学生针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将预习成果（如笔记、思维导图、问题