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教材评价:摆具有方向不变的性质,杭州地区是否可以证明?

作者:金亚军 来源:本站原创点击数: 发布时间:2019-05-14 09:56

 

杭州市大地彩票区朝晖小学   金亚军

       《科学》五年级下册教材《地球的运动》单元中《证明地球在自传》我曾经教过两年,当时我一直是按照教材的编写方法进行教学的,而且对于这一课也是饶有兴趣,因为它让我更加明白科学就在身边的道理。但是,说真的,经过前两年对这一课的教学,也早已引发我对教材的思考,我发现教材出了一个不小的问题。

  以下是“证明地球在自转”一课开头部分的教材内容——证明摆具有摆动方向不变的性质的实验探究:

      不得不承认摆是具有摆动方向不变的性质,但是为什么我要说这个实验不科学呢?原因是这个实验在我们在地球中纬度地区是很难做到的。而且如果这个实验在杭州真的做到了,那么随后又说傅科在中纬度的欧洲做摆的实验时却发现摆的方向在摆动中发生了偏转。同样是中纬度为什么会产生两种情况呢?所以就产生自相矛盾的现象。

        那么为什么地球中纬度难以实现这个实验呢?经过我的深入思考,如果把摆动方向设为南北摆向和东西摆向来分析就会得出答案。因为地球在沿着地轴整体自转时,我们知道在北半球北面的地方转动距离 要低于南面的地方,也就是南面的摆动速度要比北面快。而摆在南北摆动时也会出现这一现象,又因为摆在摆动时有一个空气阻力,速度慢时空气阻力小,而速度快时空气阻力就变大。于是南北摆向的摆在摆动的时候,随着地球自西向东自转时,摆到南边时的空气阻力大于摆到北边的阻力,于是就产生一个空气阻力差,在这个阻力差面前,摆摆到南边时就会产生顺时针偏转,在连续作用下,就产生摆顺时针的连续偏转。但是摆在东西摆向时,摆到东和西时都处在地轴的同距离圆上,也就是在同一纬度上,所以它们的速度和空气阻力相同,这样就会产生摆摆动方向不变的性质,但是摆要是稍有偏差也会慢慢地发生摆的偏转。

        那么地球上能做这个实验吗?根据刚才的原理,除了摆动方向在正东西时就能实现摆动方向不变的性质外,我想地球赤道上做摆摆动方向不变的性质实验效果最好,但是到南北极做这个实验效果最差。

再来推敲一下教材中的实验,假设我们在杭州做摆摆动方向不变性质的实验。大家知道摆的实验在杭州做会发生顺时针偏转,但是实验时的过程是这样的。首先将摆悬挂在铁架台上,然后摆动摆。接着,再转动底盘,按照教材的的设计要求可以实现摆具有摆动方向不变的性质。就这个实验的粗糙不说,难道转盘的大转动就能说明摆动的摆动方向不变的性质,显然是不科学的。答案是这个摆如果南北摆动,它始终会发生顺时针偏转的。

        另外,从小学生的接受能力上来说,教材本身就应该贴合学生的理解能力。证明地球在自转这一课,设置在小学教材是不妥当的。从摆的摆动方向为什么会发生偏转这一问来说,问题本身就含有非常深奥的科学原理,就连大人也不一定能理解。小学生怎么能够理解呢?就算上课做了摆的摆动方向发生偏转的实验,学生又能够和地球自转产生联系吗?所以这一课在没有让学生理解科学原理的基础上的教学活动,都会发生实验与结论脱离的现象,也就是在学生的理解能力中,实验归实验,结论归结论,最终只能以接受的形式接受这一科学原理,而不是真正理解了这一关联现象。

      阅读教材时还会发现,这也是傅科做过的实验,难道傅科也出了问题。而且,傅科的实验得出摆的摆动方向基本不变,基本不变是什么意思,我的理解是有可能稍微发生变化,有可能没有发生变化。这种表述不够科学,其实这个实验需要长时间的、重复的、非常标准的实验器材和实验环境才能实现。

       中国的小学科学教材,从原先的自然,到常识,再到科学课,随着社会发展和国际环境的要求下,我国进行教材的改进和提升无疑为我国的小学科学教育插上有力的臂膀。现行小学科学教材,总体印象较好,学生也表现出非常喜欢的态度。就像人类的科学原理一样,教材也要接受时代的检验,也会在实践中不断完善和升华。出于对教材的一种思考,我冒昧的对教材进行评析也仅仅只能代表个人的理解,至于理解的正确性也有待于大家的智慧交融。谨以此文,来说明我的个人观点。

   我确信,中国小学科学教材期待我们每一位科学教师的思考,只有这样我们的教材才会不断改进和提升!

谢谢您的赏析!

 

 

2010年11月28日

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