文朝霞

〔摘? ? 要〕? 教科版科學(xué)教材六年級(jí)上冊(cè)“研究杠桿的秘密”實(shí)驗(yàn)，教材實(shí)驗(yàn)裝置在學(xué)生實(shí)際操作時(shí)存在實(shí)驗(yàn)次數(shù)多、多次嘗試杠桿仍不平衡、學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力較差等情況，導(dǎo)致教學(xué)時(shí)間緊張，教學(xué)效果不理想。為此，巧用實(shí)驗(yàn)室的零碎材料自制了研究杠桿的秘密的教具并對(duì)杠桿尺的記錄表重新進(jìn)行優(yōu)化。自制的實(shí)驗(yàn)教具改用彈簧秤拉不僅操作簡(jiǎn)單、節(jié)省時(shí)間、更加貼近生活實(shí)際，而且學(xué)生更易理解；優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)記錄表更有助于學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，大大提高了課堂效率。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；杠桿的秘密；自制教具；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? ? （2024）? 02? ? 064-066

“研究杠桿的秘密”是教科版科學(xué)教材六年級(jí)上冊(cè)第一單元第2課《杠桿的科學(xué)》中重要的探究性實(shí)驗(yàn)。本節(jié)課主要有兩個(gè)內(nèi)容：一是認(rèn)識(shí)杠桿，二是研究杠桿的秘密，共涵蓋五個(gè)知識(shí)點(diǎn)，研究杠桿的秘密的實(shí)驗(yàn)既是這節(jié)課的重點(diǎn)又是難點(diǎn)。教材中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是：把杠桿尺當(dāng)“撬棍”，把掛在杠桿尺左邊的鉤碼看作是要被撬起的重物，把掛在杠桿尺右邊的鉤碼看作是我們用的力，通過(guò)固定左邊鉤碼的數(shù)量和位置，在右邊不同位置放鉤碼使杠桿實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài)，將數(shù)據(jù)記錄于表格中。該探究實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生運(yùn)用杠桿尺開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)?，通過(guò)對(duì)杠桿尺狀態(tài)的觀察、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析整理，得知杠桿有省力、費(fèi)力、不省力也不費(fèi)力這三種情況，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦、小組合作、交流溝通等各個(gè)方面的能力，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的樂(lè)趣。

但在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，需要進(jìn)行多次試驗(yàn)、多次嘗試不同的位置掛不同的鉤碼使杠桿尺保持平衡狀態(tài)、需要對(duì)搜集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，對(duì)于一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容而言，整個(gè)課堂時(shí)間緊，學(xué)生很難完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，并出現(xiàn)學(xué)生收獲很少的狀況。在多次教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的基礎(chǔ)上，我對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真分析總結(jié)?，也曾嘗試用兩個(gè)課時(shí)去完成實(shí)驗(yàn)，以及重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、不斷修改教具等，經(jīng)過(guò)多次教學(xué)課堂實(shí)踐，我發(fā)現(xiàn)采用自制的實(shí)驗(yàn)教具和優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)記錄表，整堂課變得很輕松，學(xué)生也能夠自主完成實(shí)驗(yàn)并掌握整個(gè)探究流程，課堂教學(xué)效果明顯提高。

一、存在的問(wèn)題

其一，不同鉤碼存在誤差的問(wèn)題。由于鉤碼使用時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)生鉤碼磨損、生銹等情況，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生在杠桿尺左右相同的距離掛相同數(shù)量的鉤碼時(shí)，杠桿仍不能處于平衡的狀態(tài)，加大了學(xué)生對(duì)杠桿尺平衡條件理解的難度。

其二，鉤碼的重量是固定的，學(xué)生需要固定杠桿尺一側(cè)鉤碼的數(shù)量，通過(guò)改變杠桿尺另一側(cè)鉤碼的個(gè)數(shù)來(lái)使杠桿尺實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生需要經(jīng)過(guò)多次嘗試才能完成用力情況中費(fèi)力、省力、不費(fèi)力也不省力的探究。比如，左側(cè)固定一個(gè)鉤碼時(shí)，學(xué)生無(wú)論右側(cè)怎么操作也無(wú)法得到省力的情況；當(dāng)左側(cè)第二個(gè)位置固定2個(gè)鉤碼時(shí)，學(xué)生至少需要操作9次，才能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

其三，因?yàn)楦軛U尺上掛鉤碼的位置是固定的、不連續(xù)的，存在有的位置無(wú)論掛幾個(gè)鉤碼杠桿都不能實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài)的問(wèn)題。比如，學(xué)生在杠桿尺左側(cè)第二個(gè)位置固定2個(gè)鉤碼，在右側(cè)第三個(gè)位置無(wú)論掛幾個(gè)鉤碼杠桿都不能處于平衡狀態(tài)，加大了學(xué)生對(duì)平衡條件理解的難度，使學(xué)生陷入困惑。

其四，學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備量不足，主要表現(xiàn)在對(duì)杠桿尺兩側(cè)不同位置到底掛幾個(gè)鉤碼杠桿才能處于平衡的認(rèn)識(shí)不到位，學(xué)生對(duì)搜集到的大量數(shù)據(jù)的分類、整理、歸納總結(jié)能力比較弱，不能很好地將杠桿平衡的知識(shí)應(yīng)用到撬棍撬重物的實(shí)際生活中，需要不斷地設(shè)置問(wèn)題進(jìn)行引導(dǎo)。

二、改進(jìn)的方法和措施

針對(duì)以上教學(xué)中遇到的問(wèn)題，我進(jìn)行了反復(fù)思考、深入分析，不斷進(jìn)行改進(jìn)、反思、總結(jié)，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐和調(diào)整，做出了兩處改進(jìn)：一是巧妙地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室的零碎材料自制了研究杠桿的秘密的教具。該教具僅需要學(xué)生在杠桿的一側(cè)固定阻力點(diǎn)和鉤碼的數(shù)量，另一側(cè)用彈簧秤拉，使杠桿實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)即可。二是對(duì)課本中杠桿尺的記錄表進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，重新設(shè)計(jì)調(diào)整了杠桿尺的記錄表，增加了記錄表的列數(shù)，更有助于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。經(jīng)過(guò)多次課堂實(shí)踐，從學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和課堂表現(xiàn)以及反饋來(lái)看，不僅解決了上述存在的四個(gè)問(wèn)題，而且整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單、節(jié)省時(shí)間，更貼近生活實(shí)際，便于學(xué)生的理解，大大提高了課堂教學(xué)效率。

（一）?教具的制作與使用

1.教具制作材料

塑料底座、支架、杠桿尺（26cm左右?guī)Э潭群托】祝?、?xì)線、金屬條（10cm左右）、曲別針2個(gè)、帶孔的塑料塊、塑料細(xì)管。

2.教具制作過(guò)程

將支架固定在塑料底座上，用小螺絲將杠桿尺安裝在支架上，組成簡(jiǎn)單的杠桿（如圖1所示）。將塑料細(xì)管套在金屬條上，并將其插入帶孔的塑料塊，用膠固定在底座邊，教具制作完成（如圖2所示）。

3.教具的使用方法

將杠桿尺調(diào)節(jié)平衡，用測(cè)力計(jì)測(cè)出鉤碼的重力，記錄下來(lái)；

在杠桿尺的左邊第2個(gè)格處用曲別針掛上鉤碼，表示阻力；

在杠桿尺的右邊第1個(gè)格曲別針上掛上細(xì)線，細(xì)線繞過(guò)塑料管，用測(cè)力計(jì)拉動(dòng)至杠桿尺實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài)，讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)，即作用力的大??；

在杠桿尺右邊第2個(gè)格曲別針上掛上細(xì)線，同樣的方法用測(cè)力計(jì)拉動(dòng)，至杠桿尺實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài)，記錄作用力的大小和用力點(diǎn)位置；

用上述同樣的方法，移動(dòng)用力點(diǎn)位置，獲得數(shù)據(jù)。

改變左側(cè)鉤碼數(shù)或者阻力點(diǎn)位置，將杠桿尺右側(cè)任意一點(diǎn)作為用力點(diǎn)，杠桿尺平衡后，獲得更多數(shù)據(jù)。

4.教具在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用

教師展示自制的研究杠桿秘密的教具，讓學(xué)生指出展示杠桿的用力點(diǎn)、支點(diǎn)、阻力點(diǎn)，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)杠桿三個(gè)重要位置的認(rèn)識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)控制阻力點(diǎn)的位置和鉤碼數(shù)量不變，改變用力點(diǎn)位置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中注意事項(xiàng)，學(xué)生均能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、迅速地完成?shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，按照實(shí)驗(yàn)方案每組實(shí)驗(yàn)僅需三次實(shí)驗(yàn)操作就能完成，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程減少了鉤碼的連接，大大減少了學(xué)生實(shí)驗(yàn)次數(shù)，節(jié)約了時(shí)間，保證每個(gè)學(xué)生都能參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程。將實(shí)驗(yàn)用力點(diǎn)改為學(xué)生親自用力拉，學(xué)生通過(guò)親自體驗(yàn)力的大小，理解省力、費(fèi)力、不省力也不費(fèi)力這三種用力情況，并能很快將這一操作過(guò)程與用撬棍撬重物聯(lián)系起來(lái)，輕松地解決了課本中用撬棍撬重物如何省力這一實(shí)際問(wèn)題。

（二）實(shí)驗(yàn)記錄表的優(yōu)化

表1為優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)記錄表，表中數(shù)據(jù)以在杠桿尺的左邊第2個(gè)格處掛上1個(gè)鉤碼，即阻力為0.51N時(shí)，移動(dòng)用力點(diǎn)位置，獲得的數(shù)據(jù)為例。

填表說(shuō)明：第2～3列，記錄用力點(diǎn)、阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離；第5列根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)際讀數(shù)填寫；第6列填上述序號(hào)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生處理數(shù)據(jù)的能力比較弱，主要表現(xiàn)在對(duì)課本中杠桿尺記錄表中數(shù)據(jù)的分類、整理、歸納總結(jié)能力比較差。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)課本中的實(shí)驗(yàn)記錄表要求的實(shí)驗(yàn)次數(shù)為15次，數(shù)量太多，表格呈現(xiàn)的項(xiàng)目不夠細(xì)，學(xué)生耗費(fèi)大量的時(shí)間去得出結(jié)論。優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)記錄表，一是增加了第1列對(duì)實(shí)驗(yàn)次數(shù)進(jìn)行編序，每三組數(shù)據(jù)為一類，幫助學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，對(duì)同類數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)；二是增加了第4列，即第2列與第3列數(shù)據(jù)的比較，使學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)更有目的性，減少學(xué)生的盲目性，更有利于學(xué)生得出結(jié)論；三是大大減少了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的次數(shù)，從表中可以看出學(xué)生完成三組實(shí)驗(yàn)僅需9次實(shí)驗(yàn)操作，大大節(jié)省了教學(xué)時(shí)間，學(xué)生完全可以獨(dú)立地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)探究，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣，并將其應(yīng)用于生活實(shí)踐。

三、實(shí)踐效果及反思

經(jīng)過(guò)多次教學(xué)實(shí)踐，利用自制的研究杠桿秘密的實(shí)驗(yàn)教具操作簡(jiǎn)單、器材容易準(zhǔn)備；改用彈簧秤拉，使杠桿實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài)，作用在用力點(diǎn)上的力，就是學(xué)生親自用的力，學(xué)生更容易理解阻力和用力，更切合實(shí)際生活，便于學(xué)生的理解；學(xué)生只要改變作用點(diǎn)，通過(guò)彈簧秤讀數(shù)便可搜集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，同時(shí)解決了由于鉤碼使用時(shí)間長(zhǎng)，存在誤差的問(wèn)題；并且學(xué)生在杠桿尺的任意一個(gè)位置操作都能讓杠桿尺實(shí)現(xiàn)平衡狀態(tài)，得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，大大減少了實(shí)驗(yàn)次數(shù)，提高了課堂教學(xué)效率。重新優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)記錄表符合大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)知能力，更有助于學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的歸納總結(jié)，學(xué)生參與度很高，每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)有能力參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在合作探究的過(guò)程中得到新的發(fā)展，他們真正成了科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的小主人。

當(dāng)然，教學(xué)無(wú)固定的方法，貴在如何組織引導(dǎo)。我用的自制教具和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)記錄表開(kāi)展教學(xué)，不僅能激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣，讓學(xué)生了解了科學(xué)探究的方法，體驗(yàn)了生活中的科學(xué)，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目的，而且能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生搜集零碎材料，組裝教玩具。誠(chéng)然，也有不足的地方，期待同行給予指點(diǎn)，共同探究。

參考文獻(xiàn)

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