在我們的小學(xué)科學(xué)課堂中，不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)著實(shí)不少。今天，我就來(lái)說(shuō)說(shuō)滑輪組一課中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。先請(qǐng)大家看看六上教材中的實(shí)驗(yàn)插圖。
實(shí)驗(yàn)一是用一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組合而成的滑輪組，實(shí)驗(yàn)二是用多個(gè)定滑輪和多個(gè)動(dòng)滑輪組合的滑輪組，這兩個(gè)圖有沒(méi)有問(wèn)題？
沒(méi)有問(wèn)題？答對(duì)了！哈哈，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)圖確實(shí)沒(méi)有問(wèn)題。可是，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)到我們的課堂中，問(wèn)題就來(lái)了。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)圖的箭頭處，肯定是用彈簧秤進(jìn)行測(cè)量——而在上節(jié)課《定滑輪和動(dòng)滑輪》的.教學(xué)中，我已經(jīng)感覺(jué)到彈簧秤倒過(guò)來(lái)拉是有誤差的。明知存在著誤差，卻還默許這樣的實(shí)驗(yàn)操作方法，那就太陰暗了吧。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)要規(guī)范操作，這不應(yīng)該只是口號(hào)，而必須從現(xiàn)在做起，從點(diǎn)滴的細(xì)節(jié)做起。為此，我對(duì)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)著實(shí)動(dòng)了一番腦筋。具體改進(jìn)方法如下：
實(shí)驗(yàn)一：一定一動(dòng)滑輪組
把線固定在動(dòng)滑輪的上端，然后繞過(guò)定滑輪，再繞過(guò)動(dòng)滑輪，最后連接在彈簧秤上。這樣，拉彈簧秤時(shí)方向是往上的，就避免了操作中的誤差。改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有 3 段線連接在動(dòng)滑輪上，和教材的實(shí)驗(yàn)比較多了 1 條，省力情況更明顯。
還有一種方法，仍然是使用書(shū)本的實(shí)驗(yàn)圖，但箭頭處不使用彈簧秤，而是用鉤碼。后來(lái)掛上的象征拉力的鉤碼，雖然和前面掛上的代表物體的鉤碼一樣重，但因?yàn)槭褂没喗M可以省力，所以肯定是不平衡的，這就很好的證明了滑輪組可以省力。
實(shí)驗(yàn)二：一定二動(dòng)滑輪組
書(shū)本的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，要解決彈簧秤往下拉，方法更簡(jiǎn)單，只要把最后一個(gè)定滑輪去了。與第一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較，這個(gè)實(shí)驗(yàn)使用了兩個(gè)動(dòng)滑輪，有 4 段線連接在動(dòng)滑輪上，所以省力情況比第一個(gè)實(shí)驗(yàn)更明顯。學(xué)生還會(huì)發(fā)現(xiàn)省力的原因是增加了一個(gè)動(dòng)滑輪。
若有人一定要用書(shū)上的二定二動(dòng)滑輪組做實(shí)驗(yàn)，我也有辦法，也是不用彈簧秤來(lái)測(cè)量，而是采用掛鉤碼的方法來(lái)比較。如果兩邊鉤碼數(shù)一樣，肯定是不平衡，則說(shuō)明可以省力。如果是調(diào)節(jié)兩邊鉤碼的數(shù)量達(dá)到平衡，則物體重量和拉力大小的比例應(yīng)該是接近 4 ： 1 。不過(guò)用鉤碼作拉力有個(gè)小問(wèn)題，得出的數(shù)據(jù)比較呆板，分析概括不夠豐富。
最后，我還要強(qiáng)調(diào)的是，做這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，許多老師往往容易把關(guān)注點(diǎn)放在省力上，而忽略了用力方向的改變，那就把滑輪組的作用給打成 5 折了。可是如果在實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生做出力的方向改變，那勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)往下拉彈簧秤的情況，就又繞回到老路了。我覺(jué)得可以采用讓學(xué)生畫(huà)圖的方法，提供實(shí)驗(yàn)裝置圖，讓學(xué)生去畫(huà)滑輪之間的連接線，在此基礎(chǔ)上概括：滑輪組能省力，還可以改變力的方向。（請(qǐng)注意，“可以”改變，其中隱含的意思還包括可以不改變，具體是不是改變力的方向要看怎樣連接。）
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