自制教具“單擺演示器”技術(shù)資料

一、教具名稱

單擺演示器。

二、教具制作人

湖南省郴州市湘南學(xué)院附屬小學(xué)陳盈 423000

三、教具的教學(xué)意義和價值

在小學(xué)科學(xué)課堂學(xué)習(xí)中，“擺”是教科版五年級下冊的科學(xué)實驗探究學(xué)習(xí)中一項重要的內(nèi)容，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點和難點。

教材原有的擺的模型是由鐵架臺、細繩、螺母組成的簡單的單擺，在實際教學(xué)中，這種簡單的單擺在研究擺的運動快慢與擺長、擺錘重量和擺幅的關(guān)系時，遇到了不少問題：（1）量角器與單擺結(jié)合，可測量擺線長度以及擺角大小。用螺母作為擺重，增加或減少重量時，難以把握重心位置。（2）擺繩的長度不好控制。學(xué)生在改變擺繩長短時，繩結(jié)需反復(fù)拆解，學(xué)生操作困難。具體表現(xiàn)為：繩子系不緊，系繩子花費的時間過長。（3）在改變擺幅時，因為缺少標(biāo)尺，擺動的幅度只能靠學(xué)生估算，造成數(shù)字證據(jù)的缺失。（4）在實驗中，學(xué)生一邊計時一邊計數(shù)，很難準(zhǔn)確地測量出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

基于以上種種因素，致使本實驗難以保證探究的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

我們對教具進行改進，改進后的《單擺演示器》具有以下特點：

1.計時計數(shù)科學(xué)準(zhǔn)確

在單擺底部安裝了自制“計數(shù)計時器”，該裝置能精確、客觀地測量出單擺在單位時間內(nèi)擺動的次數(shù)，更科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匮菔締螖[在不同情況下擺動的情況，方便學(xué)生開展“在不同情況下擺動的快慢”研究活動。

2.改變擺錘輕重，重心不變

利用塑料帶環(huán)小球、超輕黏土、金屬顆粒等自制“單擺小球擺錘”，解決了改變擺錘重量不方便的問題。該擺錘具有以下優(yōu)點：通過改變橡皮泥中金屬顆粒的數(shù)量來改變擺錘輕重，通過“超級電子秤”準(zhǔn)確記錄擺錘重量，通過超輕黏土的可塑性來控制“單擺小球”中心位置。

3.擺繩長短變化清晰

把繩子分成若干等份，并涂上不同的顏色，自制“多彩擺線”。利用“多彩擺線”和“固定夾”輔助學(xué)生控制擺繩長度變化。

4.擺幅變化準(zhǔn)確可量

支架上方安裝量角器，可以準(zhǔn)確測量擺幅大小。

四、教具裝置圖（圖1）

五、儀器特點及用途

1.特點：本教具將信息技術(shù)融入科學(xué)教學(xué)實踐活動，借用“計數(shù)計時器”準(zhǔn)確測量單擺單位時間內(nèi)擺動的次數(shù)，讓學(xué)生的探究活動有據(jù)可依，使單擺的教學(xué)具象化，演示現(xiàn)象更為科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、有趣。

2.用途：本教具可演示多種單擺探究實驗

（1）量角器與單擺結(jié)合，可測量擺線長度以及擺角大小。

（2）探究擺線長度對單擺周期的影響。

（3）探究擺球質(zhì)量對單擺周期的影響。

（4）探究擺角大小對單擺周期的影響。

六、制作材料

環(huán)保木板、電子計數(shù)計時器、合頁、磁鐵、塑料小球、橡皮泥、棉線、夾子、彩筆。

七、制作方法

1.用環(huán)保木板做成盒裝，預(yù)留計數(shù)計時器的屏幕孔。盒頂部兩端利用合頁和磁鐵做出開口，方便收納。

2.在盒內(nèi)固定電子計數(shù)計時器，使探頭朝向單擺運動的中心，顯示屏朝向觀測者。

3.取圓木棍作為支架，頂端安裝量角器，在支架上等距做出標(biāo)記，取棉線作為擺繩。

八、使用方法

將本教具放置在水平桌面上。

打開盒子，取出木棍、棉線、塑料球。

將木棍拼接成支架，安裝擺繩（棉線）、擺錘（塑料球）。

打開電子計數(shù)計時器，使單擺運動。

記錄并分析數(shù)據(jù)，比較單擺在不同情況下擺動的快慢。