一、案例背景《探究单摆周期与摆长的关系》是人教版高中物理选修3-4第十一章《机械振动》第四节的实验内容。本节课是在前三节基础上介绍的一类简谐运动。
成功演示实验，对实验现象进行分析；控制实验条件和物理变量，探索物理规律，是本节课的重难点。
我班学生基础偏弱，反应稍慢，但是班风比较活跃。
枯燥的物理探究过程，容易让学生提不起来兴趣，陷入“跑神”或者“假学习”的状态。物理学史体现了物理知识、规律的变化过程，学生的探究过程也正是重演了物理学家探索物理学的过程，学生对知识的再发现与科学家对知识的原有发现、学生在学习过程中遇到的困难与科学家在探究过程中遇到的阻碍都有着惊人的相似之处。让学生去扮演物理学家，再现物理学家的研究过程，既给了学生身份感，激发学生探究兴趣，又使课堂充满探究气息，活跃了课堂气氛。
二、案例描述（一）创设历史情境，引入课题
多媒体：展示比萨大教堂、吊灯等有关单摆等时性发现的图片、视频等相关资料。
师：1582年的一天，伽利略像往常一样来到比萨大教堂，一个修理工无意之间碰到了大厅里面的吊灯，吊灯因为触碰摇摆不定，这一切使伽利略起了测量吊灯摆动时间的念头。他以脉搏计时，刚开始吊灯晃动幅度比较大，后来幅度越来越小，但是伽利略却惊奇发现：无论摆幅怎样，吊灯来回晃动一次所需时间都基本相同。这就是伽利略最初的发现。
设计意图：描述单摆等时性被发现的过程，使学生置身当时的历史情景，引起学生共鸣，使学生感受到生活处处是物理，鼓励学生认真观察，联系自身所学，对观察到的现象进行探究。（二）小组活动一
师：伽利略并没有放弃心中的疑惑，回到家后，他继续自己的实验。要想做实验，首先得弄明白要测什么（实验目的），其次是用什么测（实验器材），怎么测（实验步骤）。现在就让我们都变身成为那个大礼堂下的少年，想象一下，如果你就是伽利略，怎么来解决这几个问题？
生：置身历史情景，小组讨论回答：测什么？用什么测？怎么测？
设计意图：通过角色转换，缩短学生与物理学家之间的距离感，激发学生追寻伟者的足迹继续探究的热情。（三）小组活动二
师：我们按照以上制订的实验步骤，进行分组探究。在探究过程中，需要大家思考下面两个问题:从哪里开始计时？怎么让计时更准确？
生：一、二组测量周期与振幅之间的关系，三、四组测量周期与质量之间的关系，五、六组测量周期与摆长之间的关系，并把实验结果记录在白板上的表格中。
设计意图：鼓励学生亲身经历科学家的研究过程，培养学生勇于克服困难；通过动手操作、记录数据，体会科学研究的严谨性；在参与中引导学生领悟体会合作的乐趣；：只有亲身体验，才可能真正弄懂一个问题。（四）小组活动三
师:通过以上的探究，我们得到的结论是：在实验误差允许范围内，单摆周期与
成正比。但是关于单摆周期的研究还没有结束，荷兰物理学家惠更斯通过多次实验研究，推导得出了计算单摆周期的公式.
生：结合自己的探究过程，依据惠更斯的结论，得出单摆周期的公式。
设计意图：根据教师的提示，结合学生自己的实验过程，得到本节的结论，使学生亲身体会得出研究结论的快乐。
（五）追寻惠更斯的足迹
师：人类很早就有了计时的需求，（为学生展示我国最早的计时仪器）但是计时的准确性一直没有被解决，直到惠更斯利用夹片解决了摆弧的等时性，进而制作出摆钟。并在这一原理下，制出了第一台钟表。（为学生展示钟表的图片）
生：观看图片，结合老师的讲解，了解惠更斯对摆的研究过程，了解计时仪器的发展。
设计意图：通过为学生补充物理学史，使学生体会到正是科学家们的无畏付出和巨大贡献，加快了科学技术的进步，使人类的历史一步一步迈入新的篇章，进而联想到自身的社会责任感。
三、案例反思
物理学史记载了物理学发展的经过，记载了各个物理学家的研究方法、研究内容、研究历程、取得成就等。结合教学内容，通过渗透物理学史，把物理知识的发现、发展、经过等还原给学生，引导学生思考，使学生感受物理学的发展与生活观察、细心发现是密不可分的，同时也有效激励学生，促进学生知识与生活的联系。
所教班级学生总体学习程度不太好，本节课又是一节实验探究课。我担心出现嘈杂不堪、只玩实验仪器，不知实验、最后草草收场的课堂状态。物理学史为我提供了一种避免这种课堂状态的方式。
本案例上课伊始，通过展示图片为学生营造了一种历史氛围，给每一位学生赋予身份——少年伽利略，身份转变促使学生设身处地的去思考要完成这个实验需要准备些什么？遇到哪些困难？应该怎样解决？可以说一上课就抓住了学生心，“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。学生通过倾听（听物理学家当年探究的历史情景）、思考（我现在是伽利略，遇到这样问题我该怎么办）、研讨（和同伴一起讨论研究）、探究（尝试按照实验方案进行探究）来学习本节课，将物理学史贯穿在教学过程中，让学生体会科学家严谨认真的科学态度、克服困难的毅力，又让学生体会相互合作的快乐；通过补充“惠更斯的足迹”，促进学生社会责任感。
在教学中，不管是参与演示实验的学生，还是观看演示实验的学生，自始至终都充满好奇和热情。学生自己就是伽利略，当遇到问题的时候，想到当年伽利略也遇到过相同问题，没有了挫败感，学生便能够静下心来继续探究、解决问题。
在学生探究过程中，我作为引导者，一是把学生引入伽利略发现问题、探究问题的情境中去。二是把控课堂节奏，在必要的课堂节点，提出学生未想全面的问题。三是在学生探究过程中，不断鼓励、辅助学生完成实验。
本案例通过营造历史氛围、历史身份，把学生的专注力吸引在课堂上，专心致志的探究，必然会在学生的高中学习生活中留下浓墨重彩的一笔。
