自制教具“单摆演示器”技术资料

一、教具名称

单摆演示器。

二、教具制作人

湖南省郴州市湘南学院附属小学陈盈 423000

三、教具的教学意义和价值

在小学科学课堂学习中，“摆”是教科版五年级下册的科学实验探究学习中一项重要的内容，是学生学习的重点和难点。

教材原有的摆的模型是由铁架台、细绳、螺母组成的简单的单摆，在实际教学中，这种简单的单摆在研究摆的运动快慢与摆长、摆锤重量和摆幅的关系时，遇到了不少问题：（1）量角器与单摆结合，可测量摆线长度以及摆角大小。用螺母作为摆重，增加或减少重量时，难以把握重心位置。（2）摆绳的长度不好控制。学生在改变摆绳长短时，绳结需反复拆解，学生操作困难。具体表现为：绳子系不紧，系绳子花费的时间过长。（3）在改变摆幅时，因为缺少标尺，摆动的幅度只能靠学生估算，造成数字证据的缺失。（4）在实验中，学生一边计时一边计数，很难准确地测量出准确的数据。

基于以上种种因素，致使本实验难以保证探究的科学性和严谨性。

我们对教具进行改进，改进后的《单摆演示器》具有以下特点：

1.计时计数科学准确

在单摆底部安装了自制“计数计时器”，该装置能精确、客观地测量出单摆在单位时间内摆动的次数，更科学、严谨地演示单摆在不同情况下摆动的情况，方便学生开展“在不同情况下摆动的快慢”研究活动。

2.改变摆锤轻重，重心不变

利用塑料带环小球、超轻黏土、金属颗粒等自制“单摆小球摆锤”，解决了改变摆锤重量不方便的问题。该摆锤具有以下优点：通过改变橡皮泥中金属颗粒的数量来改变摆锤轻重，通过“超级电子秤”准确记录摆锤重量，通过超轻黏土的可塑性来控制“单摆小球”中心位置。

3.摆绳长短变化清晰

把绳子分成若干等份，并涂上不同的颜色，自制“多彩摆线”。利用“多彩摆线”和“固定夹”辅助学生控制摆绳长度变化。

4.摆幅变化准确可量

支架上方安装量角器，可以准确测量摆幅大小。

四、教具装置图（图1）

五、仪器特点及用途

1.特点：本教具将信息技术融入科学教学实践活动，借用“计数计时器”准确测量单摆单位时间内摆动的次数，让学生的探究活动有据可依，使单摆的教学具象化，演示现象更为科学、严谨、有趣。

2.用途：本教具可演示多种单摆探究实验

（1）量角器与单摆结合，可测量摆线长度以及摆角大小。

（2）探究摆线长度对单摆周期的影响。

（3）探究摆球质量对单摆周期的影响。

（4）探究摆角大小对单摆周期的影响。

六、制作材料

环保木板、电子计数计时器、合页、磁铁、塑料小球、橡皮泥、棉线、夹子、彩笔。

七、制作方法

1.用环保木板做成盒装，预留计数计时器的屏幕孔。盒顶部两端利用合页和磁铁做出开口，方便收纳。

2.在盒内固定电子计数计时器，使探头朝向单摆运动的中心，显示屏朝向观测者。

3.取圆木棍作为支架，顶端安装量角器，在支架上等距做出标记，取棉线作为摆绳。

八、使用方法

将本教具放置在水平桌面上。

打开盒子，取出木棍、棉线、塑料球。

将木棍拼接成支架，安装摆绳（棉线）、摆锤（塑料球）。

打开电子计数计时器，使單摆运动。

记录并分析数据，比较单摆在不同情况下摆动的快慢。