《质量的测量》教学设计新探

2018-02-24 22:57张珍萍叶富军
中学教学参考·理科版 2017年8期
关键词:教学过程教学设计

张珍萍 叶富军

[摘要]质量是重要的物理概念,掌握好这一概念对学生的后续学习非常重要。为了有效提高学生的学习效率,可以在学生原有知识经验的基础上,运用探究式教学法,引导学生动手操作、合作探究提高教学质量。

[关键词]质量测量;教学设计;教学过程

[中图分类号]G633.7 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058(2017)23-0045-03

测量需要仪器,学生通过第一章的学习,已经掌握了测量的基本方法,学生能够对一些现象作简单解释。但托盘天平是学生第一次使用的较为精密的仪器,教学时应让学生亲自体验,感知天平的设计和结构原理。另外,使用托盘天平则是学生动手操作的好时机,七年级学生比较好动,接受能力强,通过动手能进一步促进其对天平构造的理解,掌握天平的使用方法,进而提高学生的综合能力。

一、教学目标

1.知识与技能

(1)知道测量质量的工具;

(2)了解托盘天平的设计过程;

(3)学会规范使用托盘天平测量物体质量。

2.过程与方法

通过对托盘天平结构和设计思路的了解,提高学生使用托盘天平的能力,让学生体会科学就在身边。

3.情感态度与价值观

(1)通过教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望,培养学生实事求是的科学态度;

(2)鼓励学生积极参与探究活动,引导学生分析现象和发现科学规律;

(3)密切联系实际,提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识。

二、教学重点

还原托盘天平的结构及设计过程。

三、教学难点

用托盘天平测物体质量的实际操作。

四、教学过程

(一)引课

出示一张看起来质量差别很大的甲、乙两位同学的照片。

问题一:你能比较两位同学的质量大小吗?

生(笑笑):甲同学的质量肯定大于乙同学的质量。

师:你的理由是什么?

生1:因为甲同学比乙同学高。

生2:因为甲同学的体积比乙同学的体积大。(学生发笑)

生3:我认为他们说的不完整,应该是甲同学比乙同学强壮。(全班大笑)

生4:看上去甲同学所含的物质明显比乙同学多嘛!

[设计思路:通过身边的同学引入课题,既激发了学生的学习兴趣,又起到了复习之效。正如布卢姆所说的,学生学习的最大动力是对学习材料的兴趣。]

师:同学们都凭借感官来判断,但往往这种判断是不可靠的。同学们能否利用自己的生活经验进一步加以比较?

生:能,我玩过跷跷板,只要一端向下,就表明向下的一端的同学质量大,反之,向上跷的一端的同学质量就小。

师:不错。如图1,甲同学和乙同学一起在玩跷跷板,你能判断他们的质量大小吗?这又该如何解释?

[设计思路:引入跷跷板,符合学生对知识的建构规律;再通过经验与想象,使他们对原有知识的认知产生冲突,促进学生深入思考。]

生1:甲的质量发生了变化。

生2:不会的;质量是物体的一种属性,不会随着位置的变化而变化。

生3:因为她俩所在位置到中点的距离不一样。

生4:是的,小学已经学过。玩跷跷板时,两边的人离中点是一样的,现在甲同学坐在离中点近一些的位置,表明甲同学的质量大些。

师:很好;要想比较质量的大小,应该将物体放在离跷跷板中心等距离处。

[设计思路:在解决问题的过程中复习知识,还原天平是等臂杠杆的设计原理;还为引导学生了解天平的结构创设情境,调动了学生学习的积极性和主动性,使他们愿学、想学、乐学。]

(二)展开

课题一:实验室里,用来测量物体质量的仪器是如何设计的?

师:如果在离跷跷板的中心等距离的位置上,放两个其他物体也能比较出它们质量的大小吗?

生:可以。

师:那我们能否用这种方法比较一些质量小的物体的质量?

生1:可以。

生2:不可以,质量小的物体可能无法引起跷跷板明显的变化。

生3:可用一短小的硬棒代替跷跷板(如图2)。

[设计思路:运用类比法促进学生思考,促进学生交流。]

师:但是这样短的硬棒两边就不容易放上物体了,那怎么办?

生:只要在两边各放一个盘子就好了。

师:这个方法不错的。那我们给它们起什么的名称呢?

生:短棒叫横杆,盘子叫托盘。

师:好的。右图3就是按照大家的思路,画出来的。如何更准确地呈现两边物体的质量?

生:在中间加一个指针。

师:嗯,好的。那么加上的指针又如何反映两边物体的质量关系呢?

生:只要指针刚好在中间就表明两边物体的质量相等,如图4。

师:由于肉眼的局限,怎样才能更加精确地知道兩边物体的质量刚好相等?

生1:指针可以自由摆动,不好确定。

生2:只要再增加一个结构,作为参考就好了。

生3:可以增设一个像刻度尺一样的刻度。

生4:增加分度盘。(这时学生会很快从教材中获取答案,但通过刚才的讨论,清楚了分度盘的功能,学生也能初步感知天平的结构和功能)

[设计思路:通过不断提出问题和解决问题,完善学生的知识结构,培养学生分析和解决问题的能力。]

师:如图5,如果指针不指在分度盘的中间,发生了偏转说明了什么?

生1:说明了两边物体的质量是不一样的。endprint

生2:如果指针偏向了左边,就表明了左边物体的质量大于右边物体的质量。指针偏向右边,就表明右边物体的质量大。

师:如果指针没有指在分度盘的中间,应该如何调整?

生1:增加物体。

生2:不行,但是……

生3:我认为加物体不可以,因为加物体后会使指针偏转的程度更明显。

生4:可以考虑在横杆上加一个能微调的物体。

生5:那就在横梁的两侧边缘各加螺母,可左右移动,从而达到目的,如图6。

[设计思路:体现新课程的“教师为主导,学生为主体”理念,让学生在不断纠错、完善中提升创新能力,感受科技就在身边。]

师:如果指针偏向左边,那么螺母怎么调整?

生:指针偏向左边,表明左边的质量大了,那么螺母就向右边移动,直到指针刚好指在中间。

师:很好,这时的天平就算是调平了,我们将这个螺母称为平衡螺母。

(三)整合

师生一起分析探讨解决称量过程中碰到的问题,帮助学生了解天平的结构和设计思路。

师:请仔细观察图7,了解这种天平的结构和使用方法。

生:现在的天平还少了横梁标尺、游码、砝码和镊子等。

师:这些东西有什么作用?

生1:测量是与标准量进行比较的过程,砝码和游码应该就是这架天平的标准量。

生2:游码可以在横梁标尺上左右移动。

生3:将游码往右移,指针会向右偏。

师:很好,这表明了什么?

生4:移动游码相当于在右盘加入一定质量的物体。

师:根据这个现象,开始称量前,游码应该放在哪里?

生5:应该移到最左边“0”刻度的位置上。

师:既然有了游码,那么砝码又有什么作用?

生6:横梁标尺上的刻度最大只有5克,也就是说游码的改变范围只有5克,无法称量质量大于5克的物体。

生7:质量大于5克的物体,应通过加大小不同的砝码来实现。

师:既然砝码和游码的作用相似,那么砝码要放在哪一边?

生8:应该放在右盘。因为这样取放方便。

生9:那么左盘就是放物体了。

生10:我清楚了。左盘物体的质量就是右盘砝码的质量加上游码的刻度值。

[设计思路:用已有的知识和经验分析,让学生理解“左物右码”。]

师:镊子有什么作用?

生:因为砝码和游码都是由金属制成的,易生锈,所以取放时都用镊子来完成。

在整个比较过程中,学生已经清楚了称量物体质量的基本操作流程。所以,教师只要提供一些物体,让学生“自由选择”想要称量的物体,以激发学生的兴趣。然后由学生选出代表,边演示边说出称量的基本步骤,并由学生加以评价和完善。

[设计思路:学生在自由选择中更好地发挥自己的水平,在轻松、愉悦的氛围中,学生的学习效率更高。]

(四)拓展

课题三:在实际操作中可能产生的新问题。

表面上,学生已经掌握了使用天平的基本操作方法,但由于可以自由选取物体称量,学生在自由操作过程中更容易产生一些新问题,实际课堂中产生的问题如下。

生1:为什么天平上标着的量程小于砝码盒里所有砝码之和?

生2:砝码用镊子取放可防止生锈,但砝码盒里的砝码已经生锈了,会影响测量结果吗?

生3:如果错将物体放在天平的右盘了,那物体的质量还能测出吗?

生4:天平的左右托盘调换了可以吗?

生5:称量时发现指针偏转,能否用平衡螺母来调节?

生6:如果要称量12克食盐,应该怎么操作?

生7:有了电子秤后,天平的使用显得很不方便,为什么还要学习?

[设计思路:以上问题,有些是教师可以预设的,也有些是课堂生成的,教师将这些问题一起呈现出来,然后由全班学生讨论,再由学生自己选择探究,这样可以让优生对相关问题有更深层次的理解。在这个阶段,教师可放手让学生讨论,关键时才点拨。1~5题应该是学生在称量过程中出现的问题;但第6、7两题,则表明学生已经基本掌握了天平的使用方法,并将相关知识应用到生活中。这样的问题教师应该鼓励学生思考,学习科学的目的就是让知识回归生活,服务于生活。]

师:学习就是解决问题,又不断产生新问题的过程,让我们在解决问题的过程中,提高自己的能力,有关质量的相关知识我们在下阶段还将继续研究。现将《质量的测量》的知识内容总结如下,如图8所示。

五、《质量的测量》的内容框图

六、作业布置

(1~6必做题,7~9选做题)

1.在使用天平之前,发现指针偏左,如何处理?

2.使用天平时,取放砝码必须用镊子,其原因是( )。

A.砝码不易弄脏生锈

B.可以轻轻地将砝码放在托盘上,不易损坏天平

C.传统的习惯

D.上述原因都不是

3.某同学用一架调节好的托盘天平测一本书的质量,天平平衡时,右盘上的砝码为:100克砝码一个,20克砝码两个,10克砝码一个,5克砝码一个,游码位置如图9所示。则这本书的质量为( )。

A.153.8克 B。156.2克

C.153.6克 D。156.8克

4.小明用托盘天平测物体的质量,他把托盘天平放在水平桌面上,旋转平衡螺母使横梁在水平位置平衡,但忘了将游码归零,这样称出的物体质量比真实值( )。

A.偏大 B.偏小 C.相等 D.不能确定

5.某同学在称一小铁块的过程中,发现指针偏左,如何处理?指针偏右呢?

6.一架天平的砝码由于使用不当而磨损了,用这架天平称物体的质量,其测量结果和物体的实际质量相比( )。

A.偏大 B.偏小 C.相等 D.不能确定

7.某同学称25克食盐的质量,发现指针偏右,如何处理?指针偏左呢?

8.某同学在称一小铁块的过程中,当他在调节平衡前,游码指在了0.6克处,则当他称20克物体时,结果是多少?

9.某同学在称一小铁块的过程中,错误地把物体放在了右盘,称得小铁块的质量为8.6克,则物体实际质量为多少?

[设计思路:运用超市式作业,能让学生根据自己的学习能力,自主选择,既可以检测学习过程中未真正理解的知识,又可以让优生有机会拓展思维,培养能力,起到了自然分层的作用。]

七、教学反思

通过对教材的分析及课堂中教师和学生的反馈,笔者有以下几方面的思考。

(1)位置变化。本节内容有一个重要的变化,就是将原先位于七年级上册第一章的内容推至七年级上册第四章。这样的调整,为学习密度、比热等重要概念缩短了时间,更體现了知识的系统性与整体性。

(2)学情变化。笔者曾将质量的概念、测量仪器和测量方法全部合为一课。从一些学生反馈的情况来看,学生对这节内容不能很好理解。虽然能结合图片和器材知道天平的结构,但信息量比较大,无法真正的理解,还需要课外花时间加以强化识记。根据学生的学情,将质量的概念以及特征放在第一课时;而将测量仪器和使用方法放在第二课时上,围绕问题解决展开学习。让学生在“做中学,学中做”,这样能促进学生对知识的理解,还会产生新的问题。这样的学习,学生热情更加高涨。

(3)教法变化。新课程强调课堂教学应以“学生为主体,教师为主导”,教师始终坚持以学生的已有经验和知识为基点,以学生已有的对“跷跷板”的经验为背景,设计和完善天平构造的教学。学生在学习过程中不断解决问题,又源源不断地产生新的问题,无形中提升了学生的科学素养。

(责任编辑易志毅)endprint

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