【物理】《跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡易桿秤》（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2024-2025學(xué)年人教版（2024）初中物理八年級下冊

《跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡易桿秤》（教學(xué)設(shè)計(jì)）-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(shí)踐活動是人教版（2024）初中物理八年級下冊第十二章《簡單機(jī)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(jìn)行實(shí)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(yùn)用知識解決實(shí)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(xì)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(yàn)、反思改進(jìn)。

內(nèi)容編排符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，從理論到實(shí)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(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和實(shí)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(yùn)用多學(xué)科知識解決實(shí)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(jì)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(diǎn)：

學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動充滿興趣，喜歡親自動手操作，但在實(shí)驗(yàn)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(tuán)隊(duì)合作意識不強(qiáng)，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(shí)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(yùn)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(yùn)用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行計(jì)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(jìn)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(yàn)科學(xué)探究的方法和步驟，包括提出問題、設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析論證等。

學(xué)會使用測量工具進(jìn)行準(zhǔn)確測量，掌握實(shí)驗(yàn)操作技能，提高學(xué)生的實(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)的規(guī)范性。

增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)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(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的責(zé)任感和使命感。教學(xué)重難點(diǎn)1.

教學(xué)重點(diǎn)：

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(jìn)行分析和評估。

2.

教學(xué)難點(diǎn)：

理解杠桿平衡條件在桿秤中的具體應(yīng)用，能夠運(yùn)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(yùn)用數(shù)學(xué)知識和物理原理進(jìn)行計(jì)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(shí)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(tuán)隊(duì)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(shí)踐操作法：讓學(xué)生親自動手制作簡易桿秤，在實(shí)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(shí)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(shí)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(jì)意圖：通過展示直觀的圖片和實(shí)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(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒）和五要素（支點(diǎn)、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(yùn)用杠桿平衡條件進(jìn)行計(jì)算，鞏固所學(xué)知識。

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設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)物或示意圖，詳細(xì)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(diǎn)，秤盤里的物體重力是阻力，秤砣的重力是動力。

運(yùn)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?yàn)橹亓=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(yùn)用公式m砣L砣=m物L(fēng)物進(jìn)行計(jì)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(jìn)行總結(jié)和講解。

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設(shè)計(jì)意圖：詳細(xì)講解桿秤的結(jié)構(gòu)和工作原理，結(jié)合實(shí)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(diǎn)。

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(xì)均勻的木棍（長度約40cm）、一個小盆、鉤碼（20g）、砝碼（100g）、細(xì)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(xiàng)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(jìn)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(jì)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(xì)線作為提紐。教師進(jìn)行示范操作，強(qiáng)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(xì)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(xì)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(xì)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(jì)算方法和標(biāo)注要點(diǎn)，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(jìn)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(yàn)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(jì)意圖：通過詳細(xì)的步驟講解和示范，讓學(xué)生明確制作桿秤的方法和要點(diǎn)。學(xué)生親自制作，在實(shí)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(tuán)隊(duì)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(jì)算進(jìn)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(jìn)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(jìn)：

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(jìn)行評價。各小組相互評價，提出改進(jìn)建議。如建議使用更細(xì)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(hù)漆，增加耐用性等。

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設(shè)計(jì)意圖：通過小組展示，讓學(xué)生分享制作經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的自信心和成就感。測量與比較培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。評價與改進(jìn)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(diǎn)。強(qiáng)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(yàn)。

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設(shè)計(jì)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