物理跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡易桿秤+2024-2025學(xué)年人教版初中物理八年級(jí)下冊(cè)

第2節(jié)跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡易桿秤教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)（1）物理觀念：通過制作簡易桿秤，深入理解杠桿的平衡條件，認(rèn)識(shí)桿秤作為杠桿類工具在生活中的實(shí)際應(yīng)用，形成對(duì)物理概念和規(guī)律的清晰認(rèn)知。（2）科學(xué)思維：在設(shè)計(jì)和制作桿秤的過程中，培養(yǎng)邏輯思維和創(chuàng)新思維能力，能夠運(yùn)用科學(xué)推理和分析，解決制作過程中遇到的問題，如確定秤砣質(zhì)量、刻度標(biāo)注等。（3）科學(xué)探究：經(jīng)歷提出問題、設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析論證等科學(xué)探究過程，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和科學(xué)探究素養(yǎng)，學(xué)會(huì)在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。（4）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，體會(huì)物理知識(shí)與生活實(shí)際的緊密聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活、服務(wù)社會(huì)的責(zé)任感。二、教學(xué)重難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：理解杠桿平衡條件在制作簡易桿秤中的應(yīng)用，掌握簡易桿秤的制作方法和步驟。（2）難點(diǎn)：準(zhǔn)確確定秤砣質(zhì)量、合理標(biāo)注刻度以及解決制作過程中出現(xiàn)的誤差問題。三、教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)（一）環(huán)節(jié)1：趣味導(dǎo)入，激發(fā)興趣（5分鐘）（1）設(shè)計(jì)意圖：通過展示一段古代集市上人們使用桿秤進(jìn)行交易的視頻，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)有趣的情境，激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，自然引出本節(jié)課的主題——制作簡易桿秤。（2）教師活動(dòng)：播放視頻后，提問：“同學(xué)們，在視頻中你們看到了什么工具？它有什么作用？”引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考桿秤在日常生活中的應(yīng)用。（3）預(yù)設(shè)學(xué)生回答：“看到了桿秤，用來稱東西的重量?！保?）教師引導(dǎo)：“沒錯(cuò)，桿秤是我國古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶，在日常生活和商業(yè)交易中發(fā)揮了重要作用。今天，我們就一起動(dòng)手制作一個(gè)簡易桿秤，來探索其中的物理奧秘。”（二）環(huán)節(jié)2：知識(shí)回顧，奠定基礎(chǔ)（5分鐘）（1）設(shè)計(jì)意圖：回顧杠桿的相關(guān)知識(shí)，包括杠桿的定義、五要素（支點(diǎn)、動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂）以及杠桿的平衡條件，為制作簡易桿秤提供理論支持，幫助學(xué)生更好地理解制作原理。（2）教師活動(dòng)：利用PPT展示杠桿的結(jié)構(gòu)示意圖，提問：“同學(xué)們，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了杠桿的知識(shí)，誰能說一說杠桿的五要素是什么？杠桿平衡的條件是什么？”（3）預(yù)設(shè)學(xué)生回答：“杠桿的五要素是支點(diǎn)、動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂。杠桿平衡的條件是動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2?！保?）教師引導(dǎo)：“非常好，這些知識(shí)在我們制作簡易桿秤的過程中非常重要。我們要根據(jù)杠桿平衡條件來確定秤砣的質(zhì)量和刻度的位置?！保ㄈ┉h(huán)節(jié)3：講解原理，明確方案（8分鐘）（1）設(shè)計(jì)意圖：詳細(xì)講解簡易桿秤的制作原理，結(jié)合杠桿平衡條件，分析桿秤是如何通過改變力臂來測(cè)量物體質(zhì)量的。通過展示不同類型的簡易桿秤制作方案，引導(dǎo)學(xué)生討論并選擇適合自己的方案，培養(yǎng)學(xué)生的分析和決策能力。（2）教師活動(dòng)：在黑板上畫出簡易桿秤的示意圖，標(biāo)注出支點(diǎn)、動(dòng)力臂、阻力臂等要素，講解桿秤的工作原理：“當(dāng)我們?cè)诔鱼^上掛上物體時(shí)，物體的重力就是阻力，秤砣的重力就是動(dòng)力。根據(jù)杠桿平衡條件，當(dāng)杠桿平衡時(shí)，阻力×阻力臂=動(dòng)力×動(dòng)力臂。我們通過移動(dòng)秤砣的位置，改變動(dòng)力臂的長度，使杠桿達(dá)到平衡，從而讀出物體的質(zhì)量?！比缓螅故編追N常見的簡易桿秤制作方案，包括使用筷子、直尺、硬紙板等材料制作的桿秤，讓學(xué)生觀察并討論每個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。（3）預(yù)設(shè)學(xué)生回答：“使用筷子制作的桿秤比較輕便，但可能不夠堅(jiān)固；使用直尺制作的桿秤刻度比較容易標(biāo)注，但材料可能不太好找?！保?）教師引導(dǎo)：“大家分析得都很有道理。在選擇方案時(shí)，我們要考慮材料的易得性、制作的難易程度以及最終桿秤的實(shí)用性等因素?，F(xiàn)在，請(qǐng)同學(xué)們分組討論，選擇一個(gè)你們認(rèn)為最合適的方案?！保ㄋ模┉h(huán)節(jié)4：小組合作，制作桿秤（15分鐘）（1）設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生分組進(jìn)行簡易桿秤的制作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和動(dòng)手實(shí)踐能力。在制作過程中，學(xué)生將運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)和技能，解決實(shí)際問題，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。教師巡視指導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決學(xué)生在制作過程中遇到的問題，確保制作活動(dòng)的順利進(jìn)行。（2）教師活動(dòng)：將學(xué)生分成若干小組，每組4-5人，為每個(gè)小組發(fā)放制作桿秤所需的材料和工具，如筷子、秤砣、秤鉤、細(xì)線、刻度紙、剪刀、膠水等。強(qiáng)調(diào)制作過程中的安全注意事項(xiàng)，如使用剪刀時(shí)要小心，避免劃傷手指等。然后，巡視各小組的制作情況，及時(shí)給予指導(dǎo)和幫助。例如，當(dāng)學(xué)生在確定秤砣質(zhì)量時(shí)遇到困難，教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行計(jì)算；當(dāng)學(xué)生在標(biāo)注刻度時(shí)出現(xiàn)誤差，教師可以指導(dǎo)學(xué)生重新測(cè)量和調(diào)整。（3）學(xué)生活動(dòng)：各小組按照選定的方案進(jìn)行制作。首先，用細(xì)線將秤鉤系在筷子的一端，作為阻力作用點(diǎn)；然后，在筷子的另一端系上秤砣，作為動(dòng)力作用點(diǎn)；接著，用細(xì)線在筷子上懸掛一個(gè)支點(diǎn)，使杠桿能夠平衡；最后，在筷子上標(biāo)注刻度。在制作過程中，小組成員分工合作，有的負(fù)責(zé)測(cè)量，有的負(fù)責(zé)裁剪，有的負(fù)責(zé)粘貼，共同完成簡易桿秤的制作。（五）環(huán)節(jié)5：展示交流，評(píng)估總結(jié)（7分鐘）（1）設(shè)計(jì)意圖：各小組展示自己制作的簡易桿秤，并進(jìn)行稱重演示，分享制作過程中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。其他小組進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出優(yōu)點(diǎn)和不足之處，培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力和批判性思維。教師對(duì)各小組的作品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，總結(jié)制作過程中的亮點(diǎn)和問題，強(qiáng)調(diào)物理知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。（2）教師活動(dòng)：邀請(qǐng)各小組代表上臺(tái)展示自己制作的簡易桿秤，并進(jìn)行稱重演示。演示結(jié)束后，引導(dǎo)其他小組進(jìn)行評(píng)價(jià)：“請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察，對(duì)每個(gè)小組的作品發(fā)表自己的看法，說一說他們的桿秤有哪些優(yōu)點(diǎn)和不足之處?！比缓?，對(duì)各小組的作品進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)，肯定學(xué)生的努力和創(chuàng)意，同時(shí)指出存在的問題和改進(jìn)的方向。例如，“第一小組的桿秤制作得非常精細(xì)，刻度標(biāo)注也比較準(zhǔn)確，但在稱重時(shí)發(fā)現(xiàn)有些不穩(wěn)定，可能是支點(diǎn)的位置選擇不太合適；第二小組的桿秤設(shè)計(jì)很有創(chuàng)意，使用了廢棄的材料，體現(xiàn)了環(huán)保意識(shí)，但刻度有些模糊，影響了讀數(shù)的準(zhǔn)確性。希望同學(xué)們?cè)谡n后能夠根據(jù)大家的建議，對(duì)自己的桿秤進(jìn)行改進(jìn)和完善?！保?）學(xué)生活動(dòng)：各小組代表上臺(tái)展示并演示自己制作的簡易桿秤，介紹制作過程中的思路和方法。其他小組認(rèn)真觀察，積極發(fā)言，提出自己的評(píng)價(jià)和建議。通過展示交流，學(xué)生不僅能夠了解其他小組的制作經(jīng)驗(yàn)，還能發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，從而在今后的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中不斷提高。四、板書設(shè)計(jì)（一）跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡易桿秤1.杠桿平衡條件：F1L1=F2L22.桿秤結(jié)構(gòu)：支點(diǎn)、動(dòng)力（秤砣重力）、動(dòng)力臂、阻力（物體重力）、阻力臂3.制作步驟：（1）選擇材料（2）確定支點(diǎn)（3）安裝秤鉤和秤砣（4）標(biāo)注刻度五、教學(xué)反思（一）優(yōu)點(diǎn)1.通過趣味導(dǎo)入和實(shí)際操作，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度，學(xué)生在制作過程中積極思考、動(dòng)手實(shí)踐，充分發(fā)揮了主觀能動(dòng)性。2.采用小組合作學(xué)習(xí)的方式，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力，學(xué)生在小組中分工協(xié)作，共同解決問題，提高了綜合素質(zhì)。3.將物理知識(shí)與實(shí)際生活緊密結(jié)合，讓學(xué)生在制作簡易桿秤的過程中，深刻體會(huì)到物理知識(shí)的實(shí)用性，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的動(dòng)力。（二）不足1.部分學(xué)生在制作過程中對(duì)杠桿平衡條件的應(yīng)用不夠熟練，導(dǎo)致秤砣質(zhì)量確定不準(zhǔn)確，刻度標(biāo)注出現(xiàn)較大誤差。在今后的教學(xué)中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)物理知識(shí)的鞏固和應(yīng)用練習(xí)。2.由于時(shí)間有限，各小組在展示交流環(huán)節(jié)的時(shí)間略顯緊