制作一個一分鐘計時器教材評析之

1、制作一個一分鐘計時器教材評析之：解析制作一個一分鐘計時器的圖示錯誤杭州市蕭山區(qū)朝暉小學(xué) 金亞軍一分鐘計時器是教科版五年級下冊三單元時間的測量的教學(xué)內(nèi)容，這是本單元的教學(xué)重點之一，它是對擺的研究教學(xué)的一種實踐性拓展，可以說是擺的研究教學(xué)的一種升華。對于制作一分鐘計時器的教學(xué)，我已經(jīng)是教學(xué)第二遍了，所以也促使我對教學(xué)進(jìn)行一些細(xì)致而深刻的分析。對于科學(xué)工具箱內(nèi)的一分鐘計時器，我感覺很不錯！從用過的教學(xué)或現(xiàn)在的試用都給我留下了深刻的印象，教學(xué)中學(xué)生也很感興趣，上課時學(xué)生那種好奇的心態(tài)和急于探究的欲望都是一種很好的見證。出于對一分鐘計時器的一種計時原理的一種思考，將一分鐘計時器進(jìn)行課前調(diào)試成功后，我開始

2、思考如何將一分鐘計時器的原理呈現(xiàn)給學(xué)生，所以就開始觀察教材中的圖示。我首先聯(lián)系一分鐘計時器的實踐操作，然后再試圖了解一分鐘計時器的圖示說明。但是，在無意之間進(jìn)行圖示推理性思考和觀察后，我發(fā)現(xiàn)了中教材關(guān)于一分鐘計時器的圖示錯誤。下面就教材的圖例進(jìn)行我的解析性分析。首先要明確的是垂體的繩索位置，從圖中可以看出擺繩的上端位置是在齒輪軸的左側(cè)，也就是垂體和繩索是從齒輪軸的左側(cè)開始用力，從而可以實現(xiàn)齒輪的逆時針轉(zhuǎn)動。關(guān)于這一點從圖中是可以明確的，是不可否認(rèn)的！但是接下來的分析就出問題了，就齒輪逆時針轉(zhuǎn)動來看。圖中的現(xiàn)象是長針與逆時針轉(zhuǎn)動的齒輪齒產(chǎn)生咬合，而且被咬的齒輪齒方向朝向左側(cè)，這樣一來長針和被咬齒

3、輪齒就會牢牢咬死。即便是撥動擺向左轉(zhuǎn)動后也出了問題，設(shè)想擺擺動到左側(cè)后，這時短針就會和下面的齒輪齒進(jìn)行接觸。接觸的方式是短針的垂直面就會和向左朝向的齒輪齒進(jìn)行咬接，咬接的方式同樣是牢牢咬死。這樣一來，左側(cè)長針與齒輪齒的咬接、右側(cè)短針和齒輪齒的咬接都是咬死狀態(tài)，也就是沒有了擺錘的左右擺動的動力。綜上所述，可以直接判斷圖示出問題了，而且還是一個不小的錯誤。后來，進(jìn)行的一分鐘計時器的實驗操作同樣驗證了我的看法，在蕭山區(qū)小學(xué)教師QQ群的交流中很多老師都支持這個看法。（圖1）（圖2）（圖3）出于對教材的改進(jìn)，如果將垂體和它的繩索安裝到齒輪軸的右側(cè)這樣就能實現(xiàn)一分鐘計時器的功能。一旦垂體和它的繩索安裝到齒

4、輪軸的右側(cè)，這就意味著用力端是齒輪軸的右側(cè)，此時齒輪轉(zhuǎn)動的方式就是順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)擺擺動到右側(cè)時，如圖1所示此時長針與齒輪齒進(jìn)行咬接，但是咬接齒輪齒有一個斜面，這時齒輪齒斜面就會對長針有一個向上的推力，從而推動長針和支軸上的擺進(jìn)行用力回擺。如圖1在齒輪齒斜面的推動下長針開始抬升，而短針開始下擺，此時齒輪會產(chǎn)生一個輪空階段，此時齒輪由于沒有阻力轉(zhuǎn)速加快。不久短針開始下擺與齒輪接觸如圖2，此時短針就會與齒輪齒斜面進(jìn)行接觸，同時齒輪齒斜面又會推動短針向上抬升，短針抬升和支軸上的擺再次進(jìn)行用力反向回擺。接著，隨著短針抬升后，齒輪又會產(chǎn)生一次輪空，于是齒輪由于沒有阻力轉(zhuǎn)速再次加快。不久，擺錘右擺使支軸上長針又與齒輪齒斜面進(jìn)行接觸如圖3，其實又回到圖1的狀態(tài)。就此，一分鐘計時器實現(xiàn)了擺的持續(xù)動力，從而實現(xiàn)一分鐘計時器的持久擺動。經(jīng)過對教材的理論推理和教材圖示的解析而產(chǎn)生的矛盾性思考，最終我維持我的推理和實驗證明。對于我對教材圖示的一種審視，我發(fā)現(xiàn)了其中的問題，我感到有些慶幸。