资源简介

跨学科实践————制作简易杆秤教学设计
一、教材分析
课本提到了小杆秤，要让学生认识到小杆秤运用了杠杆原理，以及所蕴含的科学知识以及杆秤上面有两个提绳的原因，但由于现在的孩子缺少生活经验以及电子称的普及很多学生没使用过，甚至没见过。要让没有接触过的孩子明白其中的杠杆知识也太强人所难了。新学期刚开学，课务安排相对轻松一些，可以单独成课，于是把这课内容放到现在提倡的拓展课程中去，设计成一节综合实践课，让孩子们在前面所学《杠杆》知识的基础上综合地应用“杠杆平衡条件”知识来展开的，通过了解我国杆秤的历史与变迁、小杆秤设计和制作、使用小杆秤的过程中提高科学素养。它既符合了由易到难、由简到繁的认知规律，又保持了知识的结构性和系统性；它既是前面所学的知识的延伸，又为学生了解杆秤的变迁等知识奠定基础，起到承上启下的作用。因此这一节的知识对人们的日常生活，生产技术和科学研究有着较大的现实意义。
另外教学中的情景图片，贴近学生的生活，增加了学生对物理的亲切感和兴趣，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”新课程理念。这节课需要用1课时来完成。
二、学情分析
初二年级学生抽象思维还不成熟，在学习过程仍需一些感性认识作为依托，因此在教学中可以借助实验和实例分析加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。制作小杆秤不仅是学生对杠杆原理的理解和应用，也是培养科学动手制作兴趣的一次实践，应该让每一个学生都认真完成。将完成制作的时间从课外调整到课内，学生的动手探究能力得到了充分的锻炼，科学素养也得到了进一步提高。作为教师也能在指导的过程中及时的发现教学中的不足，及时发现学生存在的问题，及时进行反思和改进。
三、教学目标
物理观念:了解杠杆原理，会用杠杆原理解释简单的机械，能够运用杠杆原理制作杆秤；能通过秤杆在不同情形时的状态分析秤杆受力情况。
科学思维:能将杆秤转化为杠杆模型，并对秤杆进行刻度标记。
科学探究:能基于秤杆标识刻度分析并验证下一刻度线的位置，并进行解释。
科学态度与责任:通过杆秤的制作了解科学与社会之间的关系，树立民族自豪感。
四、教学重难点
重点：秤杆水平平衡时与杠杆五要素的匹配分析；秤杆刻度标记及影响因素分析
难点：秤杆0刻线标记及影响因素分析
五、教学过程
新课导入：认识杆秤
杆秤是秤的一种，是利用杠杆原理来称质量的简易衡器，由木制的带有秤星的秤杆、金属秤锤、提纽、秤钩等组成。
杆秤是秤的一种，是利用杠杆原理来称质量的简易衡器，由木制的带有秤星的秤杆、金属秤锤、提纽、秤钩等组成。
（一）杆秤平衡理论准备
杠杆原理：杆秤的制作基于杠杆原理，即动力×动力臂=阻力×阻力臂。在杆秤中，阻力为秤盘和被测物的重力，动力为秤砣的重力，通过调整秤砣的位置使秤杆保持水平平衡，从而测量出物体的质量。
G盘×LOA=G砣×L0B+G杆×L0C、、①
将重物G置于称盘内，移动秤砣至D点杆秤平衡。由杠杆平衡条件得到：
(G盘+G)×LOA=G砣×LOD+G杆×L0C、、②
②-①得：G×LOA=G砣×LBD
LBD表示秤砣悬挂点到定盘星的距离，m砣为秤砣质量。更换物体m时，LOA不变，m砣不变，则m与LBD成正比，所以杆秤上的刻度是均匀的。
（二）准备材料
秤杆：可以使用一次性筷子、粗细均匀的长木棍或类似的直长物体。
秤盘：蛋糕纸盘、盖子或任何平坦的轻质盘子。
秤砣：石头、六角螺母或任何重物，重量可根据需要调整。
细线或棉线：用于系秤盘、秤砣和提纽。
工具：剪刀、工字钉（或大头针）、笔、刻度尺、钻孔工具（如钉子或电钻，如果需要在秤杆上钻孔的话）。
标准质量：如5克、10克、15克、20克的钩码，用于校准刻度。
（三）制作步骤
1、制作秤盘： 如果使用蛋糕纸盘，用工字钉在纸盘边缘均匀地扎3个孔，用于系细线。 如果使用其他材料，确保能够稳定地固定细线并挂在秤杆上。
2、制作秤砣： 找一块重物作为秤砣，如石头或螺母。 用细线一端系住秤砣，另一端系成环状，便于调节位置。
3、固定秤盘和提纽： 在秤杆上选择适当的位置，用剪刀或工具切出两个浅槽（或使用工字钉打孔），一个用于系秤盘，另一个用于系提纽。 将秤盘用细线系好，挂在秤杆的一端。 在秤杆靠近秤盘一侧合适位置系上提纽。
4、校准刻度： 手拿提纽，调节秤砣位置，直到秤杆水平平衡。此时，秤砣的位置即为0刻度，用笔在秤杆上做上标记。 在秤盘里放入已知质量的钩码（如5克），调节秤砣位置直到秤杆再次水平平衡，并在秤杆上标上5克刻度。 重复上述步骤，依次放入10克、15克、20克钩码，并在秤杆上标上相应刻度。 在0～5克、5～10克、10～15克、15～20克之间各分10等分，以提高秤的准确度。 根据杠杆原理，即动力×动力臂=阻力×阻力臂。动力（秤砣质量）、阻力臂（提纽到系秤盘之间水平距离）一定时，阻力（被测物体质量）与动力臂（提纽到秤砣之间水平距离）成正比，所以刻度是均匀的。
(四)制作秤杆使用说明书
产品名称：传统手工秤杆
产品型号：
制造商：
联系方式：
产品概述:
主要部件及功能:
杆秤原理:
G×LOA=G砣×LBD
使用方法:
(五)交流、展示
1、学生总结本次实验的收获，分享自己的感悟。
2、教师点评学生的实验表现，总结实验中的注意事项。
3、学生对杆秤制作原理和使用的理解。
4、学生对实验结果的记录和分析能力。
六、教学反思：
本次跨学科实践让学生自制杆秤，旨在让学生深刻理解杆秤的工作原理，提高学生的动手能力。在实验过程中，学生通过观察、讨论、制作、实验等环节，充分体现了自主学习、合作学习的精神。教师在教学中要注意引导学生运用物理知识解决生活问题，提高学生的实践能力。同时，也要关注学生在实验过程中的安全问题，确保实验的顺利进行。

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