【物理】《跨學(xué)科實踐:制作簡易桿秤》(教學(xué)設(shè)計)-2024-2025學(xué)年人教版(2024)初中物理八年級下冊_第1頁
【物理】《跨學(xué)科實踐:制作簡易桿秤》(教學(xué)設(shè)計)-2024-2025學(xué)年人教版(2024)初中物理八年級下冊_第2頁
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文檔簡介

《跨學(xué)科實踐:制作簡易桿秤》(教學(xué)設(shè)計)-2024-2025學(xué)年人教版(2024)初中物理八年級下冊學(xué)校授課班級授課教師教材分析1.

地位與作用:

本跨學(xué)科實踐活動是人教版(2024)初中物理八年級下冊第十二章《簡單機械》的重要組成部分。通過制作簡易桿秤,學(xué)生能將之前所學(xué)的杠桿原理、力與平衡等知識進行實踐應(yīng)用,是對知識的深化和拓展。

它打破了學(xué)科界限,涉及物理、數(shù)學(xué)、技術(shù)等多學(xué)科知識,培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識解決實際問題的能力,提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

2.

內(nèi)容分析:

教材先引入桿秤的歷史和應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生興趣,然后介紹桿秤的結(jié)構(gòu)和工作原理,為制作桿秤奠定理論基礎(chǔ)。接著詳細闡述制作桿秤的步驟和方法,包括材料選擇、部件組裝、刻度標(biāo)注等,最后通過展示交流環(huán)節(jié),讓學(xué)生分享經(jīng)驗、反思改進。

內(nèi)容編排符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律,從理論到實踐,再到總結(jié)反思,有助于學(xué)生系統(tǒng)掌握知識和技能。學(xué)情分析1.

知識基礎(chǔ):

學(xué)生在之前的物理學(xué)習(xí)中,已經(jīng)掌握了杠桿的基本概念、杠桿平衡條件等知識,這為理解桿秤的工作原理和制作桿秤提供了理論支撐。

但對于將杠桿原理具體應(yīng)用到桿秤制作中,以及如何準(zhǔn)確標(biāo)注刻度等知識,還需要進一步深入學(xué)習(xí)和實踐操作。

2.

能力水平:

八年級學(xué)生已經(jīng)具備一定的觀察、分析和動手能力,但在綜合運用多學(xué)科知識解決實際問題方面還存在不足,需要教師引導(dǎo)和啟發(fā)。

在制作桿秤過程中,學(xué)生可能在材料選擇、部件組裝精度、刻度計算等方面遇到困難,需要教師給予針對性指導(dǎo)。

3.

學(xué)習(xí)特點:

學(xué)生對物理實驗和實踐活動充滿興趣,喜歡親自動手操作,但在實驗過程中可能會出現(xiàn)粗心大意、急于求成等問題,需要教師培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。

部分學(xué)生團隊合作意識不強,在小組合作制作桿秤時,可能會出現(xiàn)分工不合理、溝通不暢等情況,需要教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會合作。教學(xué)目標(biāo)1.

物理觀念:

深入理解杠桿的原理,明確桿秤是杠桿的一種實際應(yīng)用。

掌握質(zhì)量的概念,理解通過桿秤測量物體質(zhì)量的原理和方法。

理解力與平衡的關(guān)系,能運用杠桿平衡條件分析桿秤的工作過程。

2.

科學(xué)思維:

通過觀察、分析桿秤的結(jié)構(gòu)和工作原理,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

在制作桿秤和標(biāo)注刻度過程中,學(xué)會運用數(shù)學(xué)知識進行計算和推理,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。

能夠?qū)χ谱鬟^程中出現(xiàn)的問題進行分析和解決,提高學(xué)生的問題解決能力。

3.

科學(xué)探究:

經(jīng)歷制作簡易桿秤的全過程,體驗科學(xué)探究的方法和步驟,包括提出問題、設(shè)計方案、進行實驗、收集數(shù)據(jù)、分析論證等。

學(xué)會使用測量工具進行準(zhǔn)確測量,掌握實驗操作技能,提高學(xué)生的實踐能力。

4.

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:

培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度,在制作和測量過程中,注重數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實驗的規(guī)范性。

增強學(xué)生的團隊合作意識,學(xué)會與他人協(xié)作完成任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團隊精神。

讓學(xué)生認(rèn)識到物理知識在生活中的廣泛應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的責(zé)任感和使命感。教學(xué)重難點1.

教學(xué)重點:

深入理解桿秤的工作原理,掌握杠桿平衡條件在桿秤中的應(yīng)用。

熟練掌握制作簡易桿秤的方法和步驟,包括材料選擇、部件組裝、刻度標(biāo)注等。

學(xué)會使用簡易桿秤準(zhǔn)確稱量物體的質(zhì)量,并能對測量結(jié)果進行分析和評估。

2.

教學(xué)難點:

理解杠桿平衡條件在桿秤中的具體應(yīng)用,能夠運用杠桿平衡原理分析桿秤的工作過程和刻度標(biāo)注的原理。

準(zhǔn)確標(biāo)注簡易桿秤的刻度,需要學(xué)生綜合運用數(shù)學(xué)知識和物理原理進行計算和測量,對學(xué)生的能力要求較高。教學(xué)策略1.

情境教學(xué)法:通過展示桿秤的歷史圖片、實物,以及生活中使用桿秤的場景視頻,創(chuàng)設(shè)生動的教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。

2.

小組合作學(xué)習(xí)法:將學(xué)生分成小組,共同完成桿秤的制作和測量任務(wù)。在小組合作中,學(xué)生可以相互交流、討論、分工協(xié)作,培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神和溝通能力。

3.

問題驅(qū)動教學(xué)法:在教學(xué)過程中,提出一系列具有啟發(fā)性的問題,引導(dǎo)學(xué)生思考和探究,如“桿秤的工作原理是什么?”“如何選擇合適的材料制作桿秤?”“怎樣準(zhǔn)確標(biāo)注桿秤的刻度?”等,激發(fā)學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。

4.

實踐操作法:讓學(xué)生親自動手制作簡易桿秤,在實踐操作中加深對知識的理解和掌握,提高學(xué)生的動手能力和實踐能力。教學(xué)過程1.

導(dǎo)入新課(5分鐘)

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展示與提問:

展示一些傳統(tǒng)桿秤的圖片和實物,如中藥房里的小桿秤、菜市場里的大桿秤等。

提問學(xué)生:“大家在生活中見過這些秤嗎?知道它們是怎么使用的嗎?”引導(dǎo)學(xué)生觀察桿秤的結(jié)構(gòu),包括秤桿、秤砣、秤盤、提紐等部分。

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設(shè)計意圖:通過展示直觀的圖片和實物,吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。提問引導(dǎo)學(xué)生思考,為后續(xù)講解桿秤的工作原理和制作方法做鋪墊。

2.

知識回顧(5分鐘)

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回顧杠桿知識:

提問學(xué)生:“什么是杠桿?杠桿的五要素是什么?”引導(dǎo)學(xué)生回顧杠桿的定義(一根在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒)和五要素(支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂)。

讓學(xué)生畫出杠桿的示意圖,并標(biāo)注出五要素。

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回顧杠桿平衡條件:

提問學(xué)生:“杠桿平衡的條件是什么?”引導(dǎo)學(xué)生回答出杠桿平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2)。

給出一些簡單的杠桿平衡問題,讓學(xué)生運用杠桿平衡條件進行計算,鞏固所學(xué)知識。

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設(shè)計意圖:通過回顧杠桿和杠桿平衡條件的知識,為學(xué)生理解桿秤的工作原理奠定基礎(chǔ)。讓學(xué)生動手畫圖和計算,加深對知識的理解和掌握。

3.

桿秤原理講解(10分鐘)

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講解桿秤結(jié)構(gòu)與原理:

結(jié)合桿秤的實物或示意圖,詳細講解桿秤的結(jié)構(gòu)和各部分的作用。秤桿是杠桿的主體,提紐是支點,秤盤里的物體重力是阻力,秤砣的重力是動力。

運用杠桿平衡條件,分析桿秤的工作原理。當(dāng)桿秤平衡時,動力×動力臂=阻力×阻力臂,即G砣L砣=G物L(fēng)物,因為重力G=mg,所以m砣gL砣=m物gL物,兩邊約去g,得到m砣L砣=m物L(fēng)物。由此可知,當(dāng)秤砣質(zhì)量m砣一定時,秤砣到提紐的距離L砣與物體質(zhì)量m物成正比,通過測量L砣就可以知道物體的質(zhì)量m物。

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舉例說明:

假設(shè)秤砣質(zhì)量為200g,當(dāng)秤砣到提紐的距離為10cm時,桿秤平衡,根據(jù)杠桿平衡條件,若物體質(zhì)量為1000g,那么物體到提紐的距離應(yīng)該是多少?引導(dǎo)學(xué)生運用公式m砣L砣=m物L(fēng)物進行計算,得出物體到提紐的距離為2cm。

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互動提問:

提問學(xué)生:“如果改變秤砣的質(zhì)量,對桿秤的測量有什么影響?”讓學(xué)生思考并回答,然后教師進行總結(jié)和講解。

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設(shè)計意圖:詳細講解桿秤的結(jié)構(gòu)和工作原理,結(jié)合實例和互動提問,幫助學(xué)生深入理解杠桿平衡條件在桿秤中的應(yīng)用,突破教學(xué)難點。

4.

制作前準(zhǔn)備(10分鐘)

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材料介紹:

展示制作簡易桿秤所需的材料,如一根粗細均勻的木棍(長度約40cm)、一個小盆、鉤碼(20g)、砝碼(100g)、細線若干、一把刻度尺、一支記號筆等。

講解每種材料的作用,如木棍作為秤桿,小盆作為秤盤,鉤碼作為秤砣,砝碼用于確定刻度等。

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工具使用講解:

介紹刻度尺的使用方法,包括如何正確讀取刻度、測量時的注意事項等。

演示如何用記號筆標(biāo)記刻度,提醒學(xué)生標(biāo)記要清晰、準(zhǔn)確。

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小組分工:

將學(xué)生分成小組,每組45人,進行明確分工,如材料準(zhǔn)備員、測量員、制作員、記錄員等。

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設(shè)計意圖:讓學(xué)生了解制作桿秤所需的材料和工具,掌握工具的使用方法,明確小組分工,為后續(xù)制作桿秤做好充分準(zhǔn)備。

5.

制作簡易桿秤(20分鐘)

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步驟講解與示范:

第一步:確定提紐位置。在木棍的一端刻一個槽A,在距離槽A稍近處再刻一個槽B。把小盆掛在槽A處作為秤盤,在槽B處系一根細線作為提紐。教師進行示范操作,強調(diào)刻槽時要注意安全,槽的深度要適中,確保小盆和提紐能夠牢固固定。

第二步:確定定盤星位置。用細線系一個20g的鉤碼,作為秤砣。調(diào)節(jié)秤砣的位置使桿秤平衡,這時細線在秤桿上的位置為秤的定盤星O,用記號筆標(biāo)記此位置。教師示范如何調(diào)節(jié)秤砣位置使桿秤平衡,以及如何準(zhǔn)確標(biāo)記定盤星。

第三步:確定刻度線。在秤盤中放100g砝碼,手提提紐,并調(diào)節(jié)秤砣的位置使秤桿平衡。此時,標(biāo)記秤砣細線在秤桿上的位置C,并記為100g。在定盤星O到C之間均勻地畫上49條刻度線,每一格就表示2g。教師講解刻度線的計算方法和標(biāo)注要點,如要保證刻度線均勻分布,標(biāo)記要清晰準(zhǔn)確。

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學(xué)生制作:

學(xué)生小組按照教師講解的步驟和示范進行制作,教師巡視指導(dǎo),及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在制作過程中出現(xiàn)的問題并給予幫助。如提醒學(xué)生注意安全,防止在刻槽、系線等操作中受傷;檢查學(xué)生的測量和標(biāo)記是否準(zhǔn)確,指導(dǎo)學(xué)生正確調(diào)節(jié)秤砣位置使桿秤平衡等。

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小組交流:

鼓勵小組內(nèi)成員相互交流,分享制作過程中的經(jīng)驗和遇到的問題,共同探討解決方法。如討論如何使秤桿更加平衡,如何提高刻度標(biāo)注的準(zhǔn)確性等。

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設(shè)計意圖:通過詳細的步驟講解和示范,讓學(xué)生明確制作桿秤的方法和要點。學(xué)生親自制作,在實踐中提高動手能力和解決問題的能力。小組交流培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神和溝通能力。

6.

展示交流(15分鐘)

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小組展示:

各小組展示制作好的簡易桿秤,介紹制作過程、遇到的問題及解決方法。如有的小組可能在確定提紐位置時遇到困難,通過多次嘗試和調(diào)整最終找到合適的位置;有的小組在標(biāo)注刻度時出現(xiàn)誤差,通過重新測量和計算進行了修正。

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測量與比較:

用制作好的桿秤稱量一些物體的質(zhì)量,如蘋果、書本等,并與用天平稱量的結(jié)果進行比較。記錄測量數(shù)據(jù),分析測量誤差產(chǎn)生的原因。如可能是由于桿秤本身的質(zhì)量不均勻、刻度標(biāo)注不準(zhǔn)確、測量時桿秤沒有完全平衡等原因?qū)е抡`差。

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評價與改進:

從材料是否易得、組裝制作的方便性、稱量的準(zhǔn)確性、耐用性等方面對自制桿秤進行評價。各小組相互評價,提出改進建議。如建議使用更細更均勻的木棍作為秤桿,以提高稱量的準(zhǔn)確性;在秤桿上涂上保護漆,增加耐用性等。

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設(shè)計意圖:通過小組展示,讓學(xué)生分享制作經(jīng)驗,增強學(xué)生的自信心和成就感。測量與比較培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。評價與改進環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生反思制作過程中的不足,培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新能力。

7.

總結(jié)拓展(10分鐘)

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總結(jié)制作過程與原理:

引導(dǎo)學(xué)生回顧制作簡易桿秤的過程,總結(jié)桿秤的工作原理和制作要點。強調(diào)杠桿平衡條件在桿秤制作和使用中的重要性。

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拓展思考:

提出一些拓展性問題,如“如何制作一個可以稱量更大質(zhì)量的桿秤?”“如果改變提紐的位置,桿秤的刻度會發(fā)生怎樣的變化?”讓學(xué)生思考并討論,鼓勵學(xué)生課后繼續(xù)探究。

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布置作業(yè):

讓學(xué)生回家后,用自制的桿秤稱量一些生活中的物品,記錄測量數(shù)據(jù),并與家人分享制作和使用桿秤的經(jīng)驗。

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設(shè)計意圖:總結(jié)制作過程和原理,幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識。拓展思考激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望,培養(yǎng)學(xué)生

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