1、“怎樣的斜面更省力”的實驗改進與實踐本人原創(chuàng) 敬請指導【內容提要】探索大自然的奧秘一定要通過學生的親自實踐，任何人都不能包辦替代。科學課就是通過課堂教學，科學實驗，讓學生發(fā)現(xiàn)問題，敢于挑戰(zhàn)權威，大膽質疑，思考和尋求解決問題的方法。本文論述的是運用控制論的“控制變量法”，對“斜面能省力嗎和怎樣更省力？”的實驗，把斜面教具做了大的改進，使得“高度”、“長度”等條件只能有一個變量（斜面的坡度不同），其他條件保證相同。并且把改進后的的實驗器材在實際課堂教學中運用，取得了很好的效果，受到了師生的青睞。學生在做和玩的過程中，直觀的看清了斜面能省力和怎樣更省力的科學原理，懂得了在斜坡上，坡度越小越省力，但費

2、距離的科學道理。并能結合實際運用這一原理解決日常生產和生活中的一些具體難題?！娟P鍵詞】 斜面 坡度 省力 湖南科學技術出版社出版的小學五年級上冊科學第二單元“簡單機械”第5課在斜坡上，活動一：斜面能省力嗎？活動二：怎樣更省力？我認為實驗室配備的斜面，從設計來看沒有很好的解決“控制變量法”所要求的：實驗時，只有一個量是不同的要求，而且實驗操作時有些繁瑣，“對比性”不太強。為了更好的培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，我和同學們一起對實驗室的教具斜面進行了改進，設計制作了教具“滾筒和斜面”，使這個實驗的操控難度大大降低了，體現(xiàn)了實驗的公平性及合理性，其結果更直觀，操作更方便，提高了實驗的有效性。學生在做和玩的過程

3、中，弄清了斜面能省力及斜面的坡度的大小與斜面的省力有緊密的聯(lián)系，斜面的坡度越小越省力以及人們在日常生產和生活中為什么要使用斜面的科學道理。實驗室配備的斜面：長為28厘米，高為18厘米，兩塊木板連接，沒有滾筒。重物常常用字典或木塊或磚頭代替。當斜面的高度不變改變長度或長度不變改變高度時用這個兩節(jié)的斜面去實驗，操作起來看似簡單卻難以掌控“高度”、“長度”的相同與不同，無法保證實驗的公平性。為了解決實驗操作上的難題，控制一個變量，其他的條件保證相同，體現(xiàn)公平實驗。我引導學生把斜面進行了改進，獲得了事半功倍的效果，達到了實驗的目的。一、實驗的改進。為了讓學生更好地認知大自然，第一次上課在探究活動結束后

4、，我問同學們，實驗室配備的教學儀器斜面，操作起來方便嗎？有的學生說：“不太好用。”怎么不好用？有什么地方需要改進嗎？具體的改進方法學生一時也說不上來。我又引導學生回想實驗操作時遇到了哪些困惑?同學們的智慧大門一下子就打開了，有的說：“斜面的高度與長度的變化不易控制，需要幾人合作還難以達到目的，方形的物體（重物）在斜面上拉動，運動不流暢，測力計指針不穩(wěn)定，上下跳動，難以讀出牽引力大小的準確數字來?！边€有的說：“斜面的長度好像覺得短了，往往拉動的物體已到了斜面的盡頭，運動就停止了，讀測力計的同學卻讀不出數來?！边@時我及時引導提問：“大家找到了使用不方便的原因所在，能想出改進的辦法來嗎？”同學們恍然

5、大悟，馬上就有很多同學舉起了小手。生A爭先恐后的說：“斜面再加長一點，在兩段的基礎上再增加一段。”生B胸有成竹地說：“方形物體（重物）改為圓形滾筒就能克服操作時出現(xiàn)的難題。”我肯定地說:“你們很聰明，想的辦法都很好。但是，應該先設計出圖紙來，再按圖紙的樣子及尺寸進行加工會更好一些?！蓖瑢W們都認為這樣可行。于是，畫了圖樣，標注了尺碼，讓家里有木工工具的學生在周末把圖紙帶回家，在家長的協(xié)助下選好材料再完成斜面和滾筒的制作。1、制作材料：10厘米寬，90厘米長的木板1塊;合頁2個;螺釘10顆;10厘米粗10厘米長的原木一段;鐵絲一段;油漆少許。2、制作步驟： （1）先用刨子把木板刨光，然后把木板截取

6、60厘米長的一段，15厘米長的兩段。 （2）安合頁。把三塊木板按60厘米、兩個15厘米的順序用合頁連接起來。（3）加工滾筒。先將圓木去皮，刨去不圓、不光的地方，使其更圓滑。然后把鐵絲彎成兩端各有一個小環(huán)，中間有拉鉤的形狀。最后用螺釘上在滾筒的兩端，用測力計掛住拉鉤，拉動滾筒時能靈活轉動即可。（4）打磨。用砂紙把斜面及滾筒的表面打磨光滑。（5）上漆。斜面及滾筒均刷上銀灰色的漆，使其更加美觀。五個步驟完成，斜面和滾筒就加工好了。它是在實驗裝備的斜面的基礎上進行改進而成的。改進后的斜面、滾筒在探究實驗活動中用起來得心應手，大大降低了操作的難度。受到了師生的親睞，提高了實驗的科學性。二、實驗教學的實踐

7、。當一課二上時，我們的探究實驗就是用的自己改進的斜面和滾筒。其實驗的經過如下：實驗時要先提出要求，然后分工合作。要求：安全第一，規(guī)范操作，在讀測力計和米尺的數字時，視線要與刻度一致。觀察要認真仔細，一邊觀察一邊思考，把自己看到的，想到的，有什么發(fā)現(xiàn)，填在記錄表中，小組討論后選出代表在班上匯報交流。小組分工及實驗如下：1、探究斜面能省力嗎？由一小組的同學完成這個實驗。小組成員分工：生A任組長，負責操作，生B讀數，生C記錄，生D協(xié)助。生A先用測力計豎直提起滾筒，生B讀出用了多大的力。然后生A把滾筒放在斜面上用測力計拉動滾筒，生B再次讀出用力的大小。最后生A用米尺量出斜面的長（物體拉動的距離）和高（

8、物體被抬高的距離），生B讀出各有多少厘米。生C填寫記錄表如下：斜面能否省力記錄表 單位：力 N 長度 cm 記錄人：第一小組 C 物體豎直提起用力在斜面上拉動用力拉動的距離抬高的距離滾筒3.7 1.5 60 15 第一小組的同學通過數據對比、討論后，發(fā)現(xiàn)物體沿斜面拉動時比直接向上提所用的力要小一些，但移動的距離卻長些。驗證了斜面能省力,但費距離。2、探究怎樣的斜面更省力。（1）第二小組分工與第一小組大致相同，完成下面的實驗。 斜面高度不變15厘米（兩段15厘米長的板子疊在一起），斜面長度60 厘米，在斜面上用測力計拉動滾筒用1.5牛頓的力；斜面長度75厘米（將15厘米長的另一段展開，即：601

9、575），在斜面上用測力計拉動滾筒用1牛頓的力。怎樣的斜面更省力記錄表一 單位：長度 cm 力 N 記錄人：第二小組 C物 體斜面長斜面高拉 力拉動距離抬高距離滾 筒60151.56015751517515 第二小組的同學將數據對比、討論后得出結論：斜面高度不變，長度越長（坡度越?。┰绞×?，但越費距離。（2）第三小組分工與第二小組基本相同，完成下面的實驗。 斜面長度不變60厘米，斜面高度 15厘米，在斜面上用測力計拉動滾筒用1.5牛頓的力；斜面高度30厘米（將另一段15厘米的木板展開作為高，15+15=30），在斜面上拉動滾筒用 2牛頓的力。怎樣的斜面更省力記錄表二 單位：長度 cm 力 N

10、記錄人：第三小組 C物 體斜面長斜面高拉 力拉動距離抬高距離滾 筒60151.56015603026030第三小組把數據對比、討論后得出結論：斜面長度不變，高度越低（坡度越小）越省力，但越費距離。 各小組在班級匯報交流后得出結論：斜面都能省力，斜面的坡度越小越省力，但費距離。改進后的斜面和滾筒教具與實驗裝備教具斜面相比較，具有實用、效果明顯的特點。它很好地解決了實驗公平的問題，受到了師生的喜愛。學生在做和玩的過程中，直觀的看清了斜面能省力和怎樣更省力的科學原理，懂得了在斜坡上，坡度越小越省力的科學道理。并能結合實際，運用這一道理解決日常生產和生活中的一些具體難題。同學們在交流斜面的應用時，第一

11、小組的A同學首先說:“我發(fā)現(xiàn)街上方家油坊裝卸工人叔叔就是利用斜面能省力的科學原理將大油桶推到汽車上的?！钡诙〗M的B同學接著說：“我發(fā)現(xiàn)佛坪嶺的盤山公路是因為山的高度是固定的，延長斜坡的長度就等于減小了斜坡的坡度，使車輛和行人上山時更加省力，所以公路修成之字形?！钡谝恍〗M的C同學搶著說：“我發(fā)現(xiàn)螺旋千斤頂也是利用了斜面能省力的原理將汽車頂起來的。”第三小組的D同學最后說：“我發(fā)現(xiàn)西安高速公路立交橋的引橋以及我們平常所用的螺絲等等，都是利用了斜面能省力的原理去解決日常實際問題的應用，它們雖然費距離，卻能解決工作中遇到的難題，總的看來是利大于弊的。斜面的應用是不勝枚舉的?！蔽倚〗Y說：“生活處處有斜

12、面，只要我們做生活的有心人，時時留意觀察身邊的事物，就會有新發(fā)現(xiàn)，新收獲，讓簡單機械斜面，為我們解決更多的難題，更好地為我們服務，造福于人類?！敝档每隙ǖ氖牵趲熒涣髦?，學生在實驗操作中，發(fā)現(xiàn)了很多值得研究的、有價值的問題。有時候“生成”資源超過了教師的“預設”。真正達到了“教學相長”效果，這是本節(jié)課收效最好的“資源”。下課了，同學們久久不愿離去，多想下節(jié)課還上科學，去探究更多的科學問題，認知更多的自然現(xiàn)象，為建設美麗的家鄉(xiāng)和創(chuàng)造幸福的生活出謀劃策，貢獻自己的聰明才智。 這個改進教具很好地解決了實驗公平的問題，易于操控，效果明顯。探索大自然的奧秘一定要通過學生的親自實踐，任何人都不能包辦替代。只有善于發(fā)現(xiàn)問題，敢于挑戰(zhàn)權威，大膽質疑，才能千方百計地去