葉歡

Improving the Experimental Accuracy of Balloon Driven Car

YE Huan

（Hangzhou Changshouqiao Primary School， Hangzhou， Zhejiang310003）

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2021.24.043

實驗原型及不足

《用氣球驅(qū)動小車》一課中，教材先組織學生經(jīng)歷“感受反沖力”和“組裝氣球小車”兩個探索活動，再引出本課的主體活動“氣球小車行駛距離和什么因素相關”，教材中提示了兩個因素，即“氣球大?。ǔ錃舛嗌伲┖托≤囆旭偩嚯x的關系”和“噴管粗細和小車行駛距離的關系”（如圖1）。實際教學后筆者發(fā)現(xiàn)，該實驗存在諸多操作難點，容易造成實驗誤差，影響整個實驗結果。

1.發(fā)車前的“漏氣操作”

“給小車上的氣球充氣，然后放開噴管再發(fā)車”這個看似簡單的動手操作，要做到“不漏氣”對四年級的學生而言卻是頗有難度。參考實驗裝置，我們大致可用“堵放發(fā)車”“捏放發(fā)車”“直充發(fā)車”三種方法發(fā)車。

采用“堵放發(fā)車”（如圖2），噴管離開打氣筒氣嘴的瞬間用手指將其堵住，就在這細微的時間差，壓縮空氣一泄而出，造成明顯的實驗誤差。如果用“捏放發(fā)車”（如圖3），即在拔去氣嘴前先用手指捏住氣球“頸部”，而后再發(fā)車，需要兩人協(xié)調(diào)操作，動作或多或少會出現(xiàn)小紕漏，難免會發(fā)生漏氣現(xiàn)象?！爸背浒l(fā)車”（如圖4）是指直接給放在起點線上的氣球小車充氣，然后拔去氣嘴發(fā)車。這種方法似乎成功規(guī)避了漏氣操作，但存有兩個缺點：第一，充氣時手位要比噴管高，充氣過程中會將噴管往下壓，最后造成噴管口傾斜朝上，影響實驗結果；第二，在拔去氣嘴的一剎那，習慣性地會給小車一個反推力，造成不必要的干擾。

2.充氣時的“半筒現(xiàn)象”

上述定量研究實驗除了操作中盡量不要“漏氣”外，還要做到每次打氣都要滿筒。盡管教師會在實驗前再三強調(diào)，但學生一手拿打氣筒一手充氣，往往會在充氣的后半程變成“半筒充氣”，這主要是由于手臂力量不夠或變量意識不強引發(fā)的。

3.停車后的“煩瑣測量”

常態(tài)課中，有的教師可能會讓學生做一次實驗測一次距離，兩組實驗共十多次測距讀數(shù)顯得十分煩瑣，還會因各小組測量所用的地面粗糙程度不同導致實驗數(shù)據(jù)有較大差異。

實驗器材

發(fā)車機關（含打氣筒，常用氣球玩具車的配件）、氣球、專用跑道。

實驗優(yōu)化

1.改手工發(fā)車為機關觸動發(fā)車

我們將氣球噴管做成專門的卡扣結構，該卡扣能裝入空氣動力玩具的扣位中，扣位內(nèi)有一橡膠墊圈，可起到密封作用（如圖5）。學生完成充氣后，可將小車放到起點線上，然后按壓玩具上的按鈕發(fā)車（如圖6）。

我們還通過改變卡扣結構的內(nèi)徑（如圖7），完成“噴管粗細和小車行駛距離的關系”實驗。

2.改單手充氣為雙手下壓充氣

顯而易見，該實驗裝置在充氣時采用了雙手下壓充氣的方法，學生有力可使，基本可做到滿筒打氣。

3.改地面測距為專用跑道測距

實驗中，我們還專門配備了用噴繪布制作的跑道。專用跑道既可控制小車車輪接觸面這個變量，又可在測距時隨測隨讀，科學且方便。

實驗優(yōu)點

和原實驗操作相比，改進后的實驗操作簡單，各種困難迎刃而解，所測數(shù)據(jù)既方便快捷又科學可靠，學生能快速得到相應的實驗結論，順利解決本課的教學重難點“小車運動距離與反沖力大小的關系”。同時，這一認知鋪墊也為下一課“小車運動距離與彈力大小的關系”實現(xiàn)了概念的正遷移。