陶仙娟

摘 要：本文以教科版五年級下冊第三單元中的“擺”為研究對象，根據(jù)實際操作時候所反映出的問題，對實驗裝置進行改進，從而達到高效精準，體現(xiàn)實驗的科學與嚴謹。

關鍵詞：小學科學； 擺的實驗； 改進案例

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2015）02-106-002

小學科學新課程標準指出：小學科學課程是一門以培養(yǎng)學生科學素質為宗旨的義務教育階段的核心課程。該門學科以實驗為基礎，以探究為核心。為提高學生科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生學習科學的興趣，促進動手操作能力，觀察能力，思維能力和表達能力，實驗教學尤為重要。但在實際教學過程中，教材中的實驗并不是完美的，由于種種原因，教師在實際備課授課過程中，要做出適當?shù)恼{整，或對實驗做出創(chuàng)新設計，更好地讓學生理解科學知識，提升科學素養(yǎng)。

一、實驗改進內容

教科版五年級下冊第三單元《時間的測量》中的《機械擺鐘》《擺的研究》《做一個鐘擺》《做一個一分鐘計時器》四課時的內容。

二、實驗目標

本實驗研究的擺是“單擺”。所謂單擺是指在細線的下面拴一個小球重物，且細線的質量與小球相比可以忽略，球的直徑與線長相比也可以忽略的擺。單擺的擺動具有等時性，即在擺長一定、擺角較小的情況下，擺來回擺動一次所需要的時間總是一樣的。對擺的等時性的研究要著重解決學生操作方面的一些問題，讓學生的測量盡量地精確一些。之后，學生將測量不同重量擺錘的擺在15秒鐘內擺動的次數(shù)，不同長度擺繩的擺在15秒鐘內擺動的次數(shù)。他們在對測量數(shù)據(jù)的分析過程中會發(fā)現(xiàn)，影響擺的快慢的因素只是擺繩的長短。為了更好地理解鐘擺，并學會控制鐘擺的快慢。根據(jù)前面的學習基礎，學生也將進一步制作一個每分鐘擺動60次的擺，也就是擺鐘的擺，從而將整個擺的實驗做到很好的綜合。

教材中涉及到的實驗的具體目標如下：

1.《機械擺鐘》：該課要求我們做一個擺，并觀察擺在擺動時候的特點——等時性。

2.《擺的研究》：該課要求我們對自己做的擺，改變擺錘重量以及擺繩長度后，觀察擺動的快慢，從而了解擺的快慢與什么因素有關。

3.《做一個鐘擺》：該課研究擺長怎樣影響擺的次數(shù)。需要在木條或塑料棒上不同位置固定金屬圓片，從而測量擺動次數(shù)。

4.《做一個一分鐘計時器》：該實驗要求學生通過改變擺繩的長度，從而調整出一個一分鐘擺動60次的擺。

三、教材實驗存在的問題

小學科學是以實驗為基礎的學科，在對“擺的研究”實驗準備及實際授課過程中，發(fā)現(xiàn)有如下問題：

1.《機械擺鐘》：擺繩的固定雖然簡單，但考慮到之后的實驗，一般用夾子夾住，操作難度較高。

2.《擺的研究》：擺繩長度的改變是實驗的關鍵，需要提前做好不同長度的擺繩，給實驗準備帶來麻煩，或用夾子將擺繩夾住，以調整不同長短，操作難度較高。

3.《做一個鐘擺》：金屬圓片的固定一般用雙面膠黏住，不易多次使用，而且小棒在擺動過程中，容易打轉，影響實驗的結果。

4.《做一個一分鐘擺動60次的擺》：實驗過程中需要反復調整擺繩的長度，而學生在實際操做過程中難度高，導致實驗不夠嚴密，實驗數(shù)據(jù)不夠精確。

四、實驗改進思路

1.化繁為間：減少材料的準備，也方便于操作，提高精確度。

2.實驗整合：將4個實驗進行簡單整合，有助于實驗的連貫。

五、實驗改進設計

2.《機械擺鐘》——擺繩的固定方式。制作單擺時，通常用打結的方式固定在支架上，或者借用小夾子，操作時需要將架子打開，把繩子與支架一同夾住，同時還涉及到角度問題，所以很多學生操作起來會有一定的困難。而我采用有洞的桿子作為支架，擺繩直接從小孔穿過，一端用回形針固定，操作方便。

3.《擺的研究》——擺繩長度調節(jié)方法。實驗要求通過改變擺繩的長度，擺錘的重量，起擺的角度來研究影響擺動快慢的因素。改變角度以及重量較為簡單，但教材中未體現(xiàn)改變擺繩的長度，多數(shù)老師的操作方法是直接制作不同長度的擺繩供學生使用，但該方法加大了材料準備的時間，也有老師指導學生用小夾子固定擺繩，從而改變繩子長度。但對于小學生來說，操作復雜，難度較大。

我采用自制標有刻度的鐵架臺作為標尺，將擺繩通過一根廢棄的風鈴管，下端由鐵架臺螺母固定，通過改變下端螺母高度，間接改變擺繩長度。

4.擺幅與擺動快慢的關系。利用廢棄太陽高度測量器穿入風鈴管作為量角器，可以直接讀出擺幅大小，操作直觀。

5.《做一個鐘擺》——擺錘的重心改變方式。教材中改變擺錘重心的方法是在木條上用雙面膠固定一個金屬圓片，而實際操作的時候，由于金屬圓片需要經常改變位置，而使得粘性減弱，不宜長期使用。于是通過磁鐵代替金屬圓片在小鋼尺上進行實驗，方便數(shù)據(jù)的獲得。

學生在操作時發(fā)現(xiàn)，小鋼尺在擺動過程中會動，于是改進鋼尺固定方式，用栓代替繩子上。

一個成功的實驗可以減少許多繁瑣的敘述，往往能起到實驗后無需多言的效果。目前科學教科書科學實驗教學還有不少內容儀器欠缺或者不夠完善。為此，需要教師對已有的實驗做出有益的改進，并不斷創(chuàng)造新的科學實驗，從而促進科學實驗教學的發(fā)展。 上述將4個實驗改進整合后，減少了材料的準備，有助于相關實驗的連貫操作，化繁為簡，便于操作，還提高了實驗數(shù)據(jù)的精確性。