物理跨学科实践：制作简易杆秤+2024-2025学年人教版初中物理八年级下册

第2节跨学科实践：制作简易杆秤教学设计一、教学目标（1）物理观念：通过制作简易杆秤，深入理解杠杆的平衡条件，认识杆秤作为杠杆类工具在生活中的实际应用，形成对物理概念和规律的清晰认知。（2）科学思维：在设计和制作杆秤的过程中，培养逻辑思维和创新思维能力，能够运用科学推理和分析，解决制作过程中遇到的问题，如确定秤砣质量、刻度标注等。（3）科学探究：经历提出问题、设计方案、进行实验、收集数据、分析论证等科学探究过程，提高学生的动手实践能力和科学探究素养，学会在实践中发现问题、解决问题。（4）科学态度与责任：培养严谨认真的科学态度，体会物理知识与生活实际的紧密联系，增强学生将物理知识应用于生活、服务社会的责任感。二、教学重难点（1）重点：理解杠杆平衡条件在制作简易杆秤中的应用，掌握简易杆秤的制作方法和步骤。（2）难点：准确确定秤砣质量、合理标注刻度以及解决制作过程中出现的误差问题。三、教学环节设计（一）环节1：趣味导入，激发兴趣（5分钟）（1）设计意图：通过展示一段古代集市上人们使用杆秤进行交易的视频，创设生动有趣的情境，激发学生的好奇心和学习兴趣，自然引出本节课的主题——制作简易杆秤。（2）教师活动：播放视频后，提问：“同学们，在视频中你们看到了什么工具？它有什么作用？”引导学生观察并思考杆秤在日常生活中的应用。（3）预设学生回答：“看到了杆秤，用来称东西的重量。”（4）教师引导：“没错，杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶，在日常生活和商业交易中发挥了重要作用。今天，我们就一起动手制作一个简易杆秤，来探索其中的物理奥秘。”（二）环节2：知识回顾，奠定基础（5分钟）（1）设计意图：回顾杠杆的相关知识，包括杠杆的定义、五要素（支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂）以及杠杆的平衡条件，为制作简易杆秤提供理论支持，帮助学生更好地理解制作原理。（2）教师活动：利用PPT展示杠杆的结构示意图，提问：“同学们，上节课我们学习了杠杆的知识，谁能说一说杠杆的五要素是什么？杠杆平衡的条件是什么？”（3）预设学生回答：“杠杆的五要素是支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。杠杆平衡的条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2。”（4）教师引导：“非常好，这些知识在我们制作简易杆秤的过程中非常重要。我们要根据杠杆平衡条件来确定秤砣的质量和刻度的位置。”（三）环节3：讲解原理，明确方案（8分钟）（1）设计意图：详细讲解简易杆秤的制作原理，结合杠杆平衡条件，分析杆秤是如何通过改变力臂来测量物体质量的。通过展示不同类型的简易杆秤制作方案，引导学生讨论并选择适合自己的方案，培养学生的分析和决策能力。（2）教师活动：在黑板上画出简易杆秤的示意图，标注出支点、动力臂、阻力臂等要素，讲解杆秤的工作原理：“当我们在秤钩上挂上物体时，物体的重力就是阻力，秤砣的重力就是动力。根据杠杆平衡条件，当杠杆平衡时，阻力×阻力臂=动力×动力臂。我们通过移动秤砣的位置，改变动力臂的长度，使杠杆达到平衡，从而读出物体的质量。”然后，展示几种常见的简易杆秤制作方案，包括使用筷子、直尺、硬纸板等材料制作的杆秤，让学生观察并讨论每个方案的优缺点。（3）预设学生回答：“使用筷子制作的杆秤比较轻便，但可能不够坚固；使用直尺制作的杆秤刻度比较容易标注，但材料可能不太好找。”（4）教师引导：“大家分析得都很有道理。在选择方案时，我们要考虑材料的易得性、制作的难易程度以及最终杆秤的实用性等因素。现在，请同学们分组讨论，选择一个你们认为最合适的方案。”（四）环节4：小组合作，制作杆秤（15分钟）（1）设计意图：学生分组进行简易杆秤的制作，培养学生的团队合作精神和动手实践能力。在制作过程中，学生将运用所学的物理知识和技能，解决实际问题，提高学生的综合素养。教师巡视指导，及时发现并解决学生在制作过程中遇到的问题，确保制作活动的顺利进行。（2）教师活动：将学生分成若干小组，每组4-5人，为每个小组发放制作杆秤所需的材料和工具，如筷子、秤砣、秤钩、细线、刻度纸、剪刀、胶水等。强调制作过程中的安全注意事项，如使用剪刀时要小心，避免划伤手指等。然后，巡视各小组的制作情况，及时给予指导和帮助。例如，当学生在确定秤砣质量时遇到困难，教师可以引导学生根据杠杆平衡条件进行计算；当学生在标注刻度时出现误差，教师可以指导学生重新测量和调整。（3）学生活动：各小组按照选定的方案进行制作。首先，用细线将秤钩系在筷子的一端，作为阻力作用点；然后，在筷子的另一端系上秤砣，作为动力作用点；接着，用细线在筷子上悬挂一个支点，使杠杆能够平衡；最后，在筷子上标注刻度。在制作过程中，小组成员分工合作，有的负责测量，有的负责裁剪，有的负责粘贴，共同完成简易杆秤的制作。（五）环节5：展示交流，评估总结（7分钟）（1）设计意图：各小组展示自己制作的简易杆秤，并进行称重演示，分享制作过程中的经验和体会。其他小组进行评价，提出优点和不足之处，培养学生的表达能力和批判性思维。教师对各小组的作品进行综合评价，总结制作过程中的亮点和问题，强调物理知识在实际生活中的应用，提升学生的学习效果。（2）教师活动：邀请各小组代表上台展示自己制作的简易杆秤，并进行称重演示。演示结束后，引导其他小组进行评价：“请同学们认真观察，对每个小组的作品发表自己的看法，说一说他们的杆秤有哪些优点和不足之处。”然后，对各小组的作品进行总结评价，肯定学生的努力和创意，同时指出存在的问题和改进的方向。例如，“第一小组的杆秤制作得非常精细，刻度标注也比较准确，但在称重时发现有些不稳定，可能是支点的位置选择不太合适；第二小组的杆秤设计很有创意，使用了废弃的材料，体现了环保意识，但刻度有些模糊，影响了读数的准确性。希望同学们在课后能够根据大家的建议，对自己的杆秤进行改进和完善。”（3）学生活动：各小组代表上台展示并演示自己制作的简易杆秤，介绍制作过程中的思路和方法。其他小组认真观察，积极发言，提出自己的评价和建议。通过展示交流，学生不仅能够了解其他小组的制作经验，还能发现自己的不足之处，从而在今后的学习和实践中不断提高。四、板书设计（一）跨学科实践：制作简易杆秤1.杠杆平衡条件：F1L1=F2L22.杆秤结构：支点、动力（秤砣重力）、动力臂、阻力（物体重力）、阻力臂3.制作步骤：（1）选择材料（2）确定支点（3）安装秤钩和秤砣（4）标注刻度五、教学反思（一）优点1.通过趣味导入和实际操作，激发了学生的学习兴趣和参与度，学生在制作过程中积极思考、动手实践，充分发挥了主观能动性。2.采用小组合作学习的方式，培养了学生的团队合作精神和沟通能力，学生在小组中分工协作，共同解决问题，提高了综合素质。3.将物理知识与实际生活紧密结合，让学生在制作简易杆秤的过程中，深刻体会到物理知识的实用性，增强了学生学习物理的动力。（二）不足1.部分学生在制作过程中对杠杆平衡条件的应用不够熟练，导致秤砣质量确定不准确，刻度标注出现较大误差。在今后的教学中，应加强对物理知识的巩固和应用练习。2.由于时间有限，各小组在展示交流环节的时间略显紧