〔关键词〕单摆　改装　实验材料 

在研究影响钟摆摆动频率的主要因素——摆长的时候，原有教材大致地把摆长等同于绳长。但是我们在做实验时，发现把4个钩码串挂起来与原来只有一个钩码的摆摆动快慢是不一样的，这就影响了学生关于摆的快慢的概念形成。所以在新教材里增加了《做一个钟摆》这一课。这一课的教学要使学生明白绳长不等于摆长，摆长是摆锤重心至固定点的距离。而重心的概念较为抽象，小学生形成和理解这一概念尚存在不少的困难。我从学习材料入手来解决摆长的概念。

【实验改装引领学生思考】

1．第一个对比实验目的是让学生初步认识摆长的概念。材料改成绳长是14厘米，用钢条作摆锤（钢条可以与磁铁相吸，与后面的实验相统一）。对比实验的两个摆改成：一个摆的摆锤是钢条竖着放，磁铁夹在钢条的最中间，另一个摆的摆锤也是钢条竖着放磁铁夹在钢条的最下面。改装理由：这是一个对比实验，只改变一个变量就是磁铁的位置不一样，实质是改变重心高低这个变量。这个对比实验让学生初步认识了重心高低不同会影响摆的快慢，学生能很直观地发现磁铁在不同的高度，摆的快慢是不一样的。

【片段一】

师：如图所示。这两个摆的快慢是怎样的呢？请猜一猜，并说说理由。

生：我认为这两个摆的快慢是一样的，因为它的长度没有变化，摆锤的重量也没有变，所以，摆的快慢是一样的。

生：我认为磁铁夹在钢条不同高度的位置，它摆动的快慢也会不一样。

这个对比实验的绳长一样，摆锤放的方法也一样，只是磁铁夹的位置不一样。通过这个实验有一半多学生似乎感觉到摆的快慢与磁铁夹的位置不同有关系，但是究竟为什么引起这些变化，大部分学生还不很清楚。通过学生亲自操作实验验证了一部分学生的猜测，摆的快慢的确是不一样的。

2．第二个对比实验目的是让学生进一步认识摆长的概念。材料同上。对比实验的两个摆改成：一个摆将钢条横着挂，另一个摆将钢条竖着挂（没有改变绳长，没有改变摆锤的重量）。改装理由：对比实验中只能有一个变量，设计的对比实验实质是只改变了摆锤重心高低这一个变量。而书本62页的两个摆的装置既改变了重心高低，又改变了摆锤重量两个变量，这样两个变量的改变不符合对比实验的设计。通过这样的实验装置，希望学生能在这个改变的变量中寻求答案。

【片段二】

师：出示两个摆，他们的摆绳一样长，摆锤的重量也一样，只是挂的方法不一样。请你们来猜一猜这两个摆的快慢，并说说你的理由？

生：一样，因为它们的绳子长度是一样的，摆锤的重量也是一样。所以，我认为他们摆的一样快。

生：不一样，因为它们放的方法不一样， 2号摆比1号摆挂得更低一点，看起来更长一点。根据绳长影响摆的快慢，我猜是一号摆摆得快一点。

[教师演示这两个摆在30秒内摆动的次数，结果1号摆摆了27次，2号摆摆了31次。]

师：同样的绳长和同样的摆锤，它们摆的次数为什么会不一样的呢？

生：我感觉2号摆锤上有一段距离可以看作是绳子长，所以2号摆慢一点。

这两个摆从形状、大小、摆锤长度上看，都存在着很大的不同，教师通过演示得到的结果引领学生思考摆动快慢的根本原因。这个认知矛盾引起了学生的进一步思考，引起了学生从悬挂的方法上思考，从而达到了实验改装的目的。这样前后两次对比实验，学生似乎从中找到了根源，学生从实验的数据和图上认知摆的快慢与摆锤重心的高低有关，从而引出摆长的概念：摆锤重心至固定点的距离，摆长越长摆得越慢，摆长越短摆得越快。

【课后反思】

反思一：实验改装带来的效率

其一：在这节课中，通过两次实验的改装为解决这节课的难点提供了很直观的平台。既没有违背上节课得出的结论：摆的快慢与摆锤的重量无关，又给这节课的难点分析带来了很大的帮助，使学生的思考集中在与摆长的关系上。这样的实验和分析层层递进，将学生的思考一步步引入到本课的重点，激发他们的探知欲望。学生在这样形象的实验基础上，通过自己的不懈探究，再难的困惑都会解决的。所以，这样的实验改装给课堂教学提高了效率。

其二：摆的摆锤改装成有均匀分布的小孔和用磁铁吸住钢条的方法。磁铁在一秒钟内就可以上下自如移动，非常快的解决了重心上下调整的困难。而教材的初始是摆锤用木条，在木条上夹垫圈，想来这样的实验材料再快，如果调整一个重心，也要花上1分钟时间，这1分钟与3秒钟就相差太多了。在课堂上要调整重心的次数比较多，学生花在这个上面的时间就是一种浪费。另外，我改装的摆锤是均匀分布的钢条，学生只要移动磁铁就能用磁铁所在的钢条的格数来说明重心的高低，方便学生汇报时节约时间。而教材初始用的是木条，并还要通过测量，才能用一个数据来说明重心的高低，一旦涉及到测量，实验的速度肯定是变慢了。本课这样的改装比原来的实验材料节约很多时间，如此一来，就能让学生有充分的思考和回答放在重心高低影响摆的快慢上。这节课的效率就将因此而大大提高，不会把时间浪费在无谓的操作上。

反思二：实验需要改进的地方

其一：实验中设计摆的单位时间是30秒，通过教学后感觉时间太长，导致最后的环节（数据分析）和最后的思考没有留下足够的时间。如果充分利用学生实验得出的数据来分析30秒摆30次的摆和30秒摆15的摆如何调整，相信学生的思维会有一个大提高。

其二：实验中磁铁的份量太轻，导致摆锤重心位置没有完全在磁铁所夹位置，所以，摆长相差不明显，摆的次数相差不明显。如果实验中单位时间改为15秒，学生操作后不同摆长的摆的次数相差也很微弱，根据本单元前两课的教学情况来看，学生在操作摆的过程中每次误差1次是允许的。那如果在这一课中，摆的次数相差不多的话，学生会认为是误差的原因造成，那这节课的目标就根本无法完成。另外，实验中选取的绳索要尽可能的细和轻，这对减小实验误差也大有帮助。所以，通过本节课的教学反思，再次改进实验材料也是很关键。

（评析：教师在使用老教材时善于观察在实验中存在的问题，使用新教材后有敏锐的辨别和判断能力，选择典型的问题进行研究。《做一个钟摆》这一课的实验材料改进对学生理解摆长的概念起到了至关重要的作用。在设计第一个实验时，认知矛盾引起了学生的思考，引起了学生思维的碰撞，激发了学生求真知的欲望，也为后面的学习打下基础。第二个实验的改进为学生的思维推理打开了重要一页，因为，它是决定本节课的关键所在，重心高低直接影响了摆的快慢，学生从实验材料中直观地发现摆锤的重心高低是不一样，材料帮助学生快速地建构了摆长的概念，从而突破了本节课的难点。教师材料的选择无论从操作上，还是帮助学生理解概念上，都有很大的帮助。当然，为了使实验操作的误差变得更小，材料还需要作更进一步的改进。）