自制實驗教具 優化實驗記錄表

文朝霞

〔摘? ? 要〕? 教科版科學教材六年級上冊“研究杠桿的秘密”實驗，教材實驗裝置在學生實際操作時存在實驗次數多、多次嘗試杠桿仍不平衡、學生對數據的處理能力較差等情況，導致教學時間緊張，教學效果不理想。為此，巧用實驗室的零碎材料自制了研究杠桿的秘密的教具并對杠桿尺的記錄表重新進行優化。自制的實驗教具改用彈簧秤拉不僅操作簡單、節省時間、更加貼近生活實際，而且學生更易理解；優化后的實驗記錄表更有助于學生實驗方案的設計以及實驗數據的處理，大大提高了課堂效率。

〔關鍵詞〕? 小學科學；杠桿的秘密；自制教具；實驗改進

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 02? ? 064-066

“研究杠桿的秘密”是教科版科學教材六年級上冊第一單元第2課《杠桿的科學》中重要的探究性實驗。本節課主要有兩個內容：一是認識杠桿，二是研究杠桿的秘密，共涵蓋五個知識點，研究杠桿的秘密的實驗既是這節課的重點又是難點。教材中設計的實驗是：把杠桿尺當“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，通過固定左邊鉤碼的數量和位置，在右邊不同位置放鉤碼使杠桿實現平衡狀態，將數據記錄于表格中。該探究實驗讓學生運用杠桿尺開展實驗探究活動?，通過對杠桿尺狀態的觀察、實驗現象的記錄、實驗數據的分析整理，得知杠桿有省力、費力、不省力也不費力這三種情況，培養學生動手、動腦、小組合作、交流溝通等各個方面的能力，體驗實驗探究的樂趣。

但在實際教學中，學生在進行實驗探究時，需要進行多次試驗、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、需要對搜集的大量數據進行分析處理，對于一節課的教學內容而言，整個課堂時間緊，學生很難完成整個實驗探究的過程，并出現學生收獲很少的狀況。在多次教學實踐活動的基礎上，我對發現的問題進行了認真分析總結?，也曾嘗試用兩個課時去完成實驗，以及重新設計實驗、不斷修改教具等，經過多次教學課堂實踐，我發現采用自制的實驗教具和優化后的實驗記錄表，整堂課變得很輕松，學生也能夠自主完成實驗并掌握整個探究流程，課堂教學效果明顯提高。

一、存在的問題

其一，不同鉤碼存在誤差的問題。由于鉤碼使用時間長，發生鉤碼磨損、生銹等情況，實驗過程中學生在杠桿尺左右相同的距離掛相同數量的鉤碼時，杠桿仍不能處于平衡的狀態，加大了學生對杠桿尺平衡條件理解的難度。

其二，鉤碼的重量是固定的，學生需要固定杠桿尺一側鉤碼的數量，通過改變杠桿尺另一側鉤碼的個數來使杠桿尺實現平衡狀態，實驗過程中學生需要經過多次嘗試才能完成用力情況中費力、省力、不費力也不省力的探究。比如，左側固定一個鉤碼時，學生無論右側怎么操作也無法得到省力的情況；當左側第二個位置固定2個鉤碼時，學生至少需要操作9次，才能得出實驗結論。

其三，因為杠桿尺上掛鉤碼的位置是固定的、不連續的，存在有的位置無論掛幾個鉤碼杠桿都不能實現平衡狀態的問題。比如，學生在杠桿尺左側第二個位置固定2個鉤碼，在右側第三個位置無論掛幾個鉤碼杠桿都不能處于平衡狀態，加大了學生對平衡條件理解的難度，使學生陷入困惑。

其四，學生的知識儲備量不足，主要表現在對杠桿尺兩側不同位置到底掛幾個鉤碼杠桿才能處于平衡的認識不到位，學生對搜集到的大量數據的分類、整理、歸納總結能力比較弱，不能很好地將杠桿平衡的知識應用到撬棍撬重物的實際生活中，需要不斷地設置問題進行引導。

二、改進的方法和措施

針對以上教學中遇到的問題，我進行了反復思考、深入分析，不斷進行改進、反思、總結，經過反復實踐和調整，做出了兩處改進：一是巧妙地運用實驗室的零碎材料自制了研究杠桿的秘密的教具。該教具僅需要學生在杠桿的一側固定阻力點和鉤碼的數量，另一側用彈簧秤拉，使杠桿實現平衡狀態，記錄實驗數據即可。二是對課本中杠桿尺的記錄表進行優化設計，重新設計調整了杠桿尺的記錄表，增加了記錄表的列數，更有助于學生對實驗方案的設計以及實驗數據的處理。經過多次課堂實踐，從學生的學習狀態和課堂表現以及反饋來看，不僅解決了上述存在的四個問題，而且整個實驗設計操作簡單、節省時間，更貼近生活實際，便于學生的理解，大大提高了課堂教學效率。

（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左右帶刻度和小孔）、細線、金屬條（10cm左右）、曲別針2個、帶孔的塑料塊、塑料細管。

2.教具制作過程

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，組成簡單的杠桿（如圖1所示）。將塑料細管套在金屬條上，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

將杠桿尺調節平衡，用測力計測出鉤碼的重力，記錄下來；

在杠桿尺的左邊第2個格處用曲別針掛上鉤碼，表示阻力；

在杠桿尺的右邊第1個格曲別針上掛上細線，細線繞過塑料管，用測力計拉動至杠桿尺實現平衡狀態，讀出測力計示數，即作用力的大小；

在杠桿尺右邊第2個格曲別針上掛上細線，同樣的方法用測力計拉動，至杠桿尺實現平衡狀態，記錄作用力的大小和用力點位置；

用上述同樣的方法，移動用力點位置，獲得數據。

改變左側鉤碼數或者阻力點位置，將杠桿尺右側任意一點作為用力點，杠桿尺平衡后，獲得更多數據。

4.教具在實際教學中的應用

教師展示自制的研究杠桿秘密的教具，讓學生指出展示杠桿的用力點、支點、阻力點，進一步加深學生對杠桿三個重要位置的認識。引導學生通過控制阻力點的位置和鉤碼數量不變，改變用力點位置設計實驗方案，強調實驗操作過程中注意事項，學生均能明確實驗目的、迅速地完成實驗方案的設計。在實驗操作過程中，按照實驗方案每組實驗僅需三次實驗操作就能完成，整個實驗過程減少了鉤碼的連接，大大減少了學生實驗次數，節約了時間，保證每個學生都能參與實驗過程。將實驗用力點改為學生親自用力拉，學生通過親自體驗力的大小，理解省力、費力、不省力也不費力這三種用力情況，并能很快將這一操作過程與用撬棍撬重物聯系起來，輕松地解決了課本中用撬棍撬重物如何省力這一實際問題。

（二）實驗記錄表的優化

表1為優化后的實驗記錄表，表中數據以在杠桿尺的左邊第2個格處掛上1個鉤碼，即阻力為0.51N時，移動用力點位置，獲得的數據為例。

填表說明：第2～3列，記錄用力點、阻力點到支點的距離；第5列根據實驗實際讀數填寫；第6列填上述序號。

實驗教學過程中發現，學生處理數據的能力比較弱，主要表現在對課本中杠桿尺記錄表中數據的分類、整理、歸納總結能力比較差。經過分析發現課本中的實驗記錄表要求的實驗次數為15次，數量太多，表格呈現的項目不夠細，學生耗費大量的時間去得出結論。優化后的實驗記錄表，一是增加了第1列對實驗次數進行編序，每三組數據為一類，幫助學生對數據進行分類，對同類數據進行歸納總結；二是增加了第4列，即第2列與第3列數據的比較，使學生在設計實驗方案時更有目的性，減少學生的盲目性，更有利于學生得出結論；三是大大減少了學生做實驗的次數，從表中可以看出學生完成三組實驗僅需9次實驗操作，大大節省了教學時間，學生完全可以獨立地設計實驗方案，完成實驗探究，得出實驗結論，體驗科學探究的樂趣，并將其應用于生活實踐。

三、實踐效果及反思

經過多次教學實踐，利用自制的研究杠桿秘密的實驗教具操作簡單、器材容易準備；改用彈簧秤拉，使杠桿實現平衡狀態，作用在用力點上的力，就是學生親自用的力，學生更容易理解阻力和用力，更切合實際生活，便于學生的理解；學生只要改變作用點，通過彈簧秤讀數便可搜集數據，實現實驗目的，同時解決了由于鉤碼使用時間長，存在誤差的問題；并且學生在杠桿尺的任意一個位置操作都能讓杠桿尺實現平衡狀態，得出相應的數據，大大減少了實驗次數，提高了課堂教學效率。重新優化后的實驗記錄表符合大多數學生的認知能力，更有助于學生實驗方案的設計、實驗結論的歸納總結，學生參與度很高，每個學生都有機會有能力參與實驗活動，在合作探究的過程中得到新的發展，他們真正成了科學實驗課堂的小主人。

當然，教學無固定的方法，貴在如何組織引導。我用的自制教具和優化實驗記錄表開展教學，不僅能激發學生科學探究的興趣，讓學生了解了科學探究的方法，體驗了生活中的科學，實現了教學目的，而且能進一步激發學生搜集零碎材料，組裝教玩具。誠然，也有不足的地方，期待同行給予指點，共同探究。

參考文獻

[1]郁波.義務教育實驗教科書科學（六年級上冊）[M].北京：教育科學出版社，2013.

[2]中華人民共和國教育部.關于加強和改進中小學實驗教學的意見[S]北京：教基〔2019〕16號，2019.11