資源簡介

跨學科實踐————制作簡易桿秤教學設計
一、教材分析
課本提到了小桿秤，要讓學生認識到小桿秤運用了杠桿原理，以及所蘊含的科學知識以及桿秤上面有兩個提繩的原因，但由于現在的孩子缺少生活經驗以及電子稱的普及很多學生沒使用過，甚至沒見過。要讓沒有接觸過的孩子明白其中的杠桿知識也太強人所難了。新學期剛開學，課務安排相對輕松一些，可以單獨成課，于是把這課內容放到現在提倡的拓展課程中去，設計成一節綜合實踐課，讓孩子們在前面所學《杠桿》知識的基礎上綜合地應用“杠桿平衡條件”知識來展開的，通過了解我國桿秤的歷史與變遷、小桿秤設計和制作、使用小桿秤的過程中提高科學素養。它既符合了由易到難、由簡到繁的認知規律，又保持了知識的結構性和系統性；它既是前面所學的知識的延伸，又為學生了解桿秤的變遷等知識奠定基礎，起到承上啟下的作用。因此這一節的知識對人們的日常生活，生產技術和科學研究有著較大的現實意義。
另外教學中的情景圖片，貼近學生的生活，增加了學生對物理的親切感和興趣，體現“從生活走向物理，從物理走向社會”新課程理念。這節課需要用1課時來完成。
二、學情分析
初二年級學生抽象思維還不成熟，在學習過程仍需一些感性認識作為依托，因此在教學中可以借助實驗和實例分析加強直觀性和形象性，以便學生理解和掌握。制作小桿秤不僅是學生對杠桿原理的理解和應用，也是培養科學動手制作興趣的一次實踐，應該讓每一個學生都認真完成。將完成制作的時間從課外調整到課內，學生的動手探究能力得到了充分的鍛煉，科學素養也得到了進一步提高。作為教師也能在指導的過程中及時的發現教學中的不足，及時發現學生存在的問題，及時進行反思和改進。
三、教學目標
物理觀念:了解杠桿原理，會用杠桿原理解釋簡單的機械，能夠運用杠桿原理制作桿秤；能通過秤桿在不同情形時的狀態分析秤桿受力情況。
科學思維:能將桿秤轉化為杠桿模型，并對秤桿進行刻度標記。
科學探究:能基于秤桿標識刻度分析并驗證下一刻度線的位置，并進行解釋。
科學態度與責任:通過桿秤的制作了解科學與社會之間的關系，樹立民族自豪感。
四、教學重難點
重點：秤桿水平平衡時與杠桿五要素的匹配分析；秤桿刻度標記及影響因素分析
難點：秤桿0刻線標記及影響因素分析
五、教學過程
新課導入：認識桿秤
桿秤是秤的一種，是利用杠桿原理來稱質量的簡易衡器，由木制的帶有秤星的秤桿、金屬秤錘、提紐、秤鉤等組成。
桿秤是秤的一種，是利用杠桿原理來稱質量的簡易衡器，由木制的帶有秤星的秤桿、金屬秤錘、提紐、秤鉤等組成。
（一）桿秤平衡理論準備
杠桿原理：桿秤的制作基于杠桿原理，即動力×動力臂=阻力×阻力臂。在桿秤中，阻力為秤盤和被測物的重力，動力為秤砣的重力，通過調整秤砣的位置使秤桿保持水平平衡，從而測量出物體的質量。
G盤×LOA=G砣×L0B+G桿×L0C、、①
將重物G置于稱盤內，移動秤砣至D點桿秤平衡。由杠桿平衡條件得到：
(G盤+G)×LOA=G砣×LOD+G桿×L0C、、②
②-①得：G×LOA=G砣×LBD
LBD表示秤砣懸掛點到定盤星的距離，m砣為秤砣質量。更換物體m時，LOA不變，m砣不變，則m與LBD成正比，所以桿秤上的刻度是均勻的。
（二）準備材料
秤桿：可以使用一次性筷子、粗細均勻的長木棍或類似的直長物體。
秤盤：蛋糕紙盤、蓋子或任何平坦的輕質盤子。
秤砣：石頭、六角螺母或任何重物，重量可根據需要調整。
細線或棉線：用于系秤盤、秤砣和提紐。
工具：剪刀、工字釘（或大頭針）、筆、刻度尺、鉆孔工具（如釘子或電鉆，如果需要在秤桿上鉆孔的話）。
標準質量：如5克、10克、15克、20克的鉤碼，用于校準刻度。
（三）制作步驟
1、制作秤盤： 如果使用蛋糕紙盤，用工字釘在紙盤邊緣均勻地扎3個孔，用于系細線。 如果使用其他材料，確保能夠穩定地固定細線并掛在秤桿上。
2、制作秤砣： 找一塊重物作為秤砣，如石頭或螺母。 用細線一端系住秤砣，另一端系成環狀，便于調節位置。
3、固定秤盤和提紐： 在秤桿上選擇適當的位置，用剪刀或工具切出兩個淺槽（或使用工字釘打孔），一個用于系秤盤，另一個用于系提紐。 將秤盤用細線系好，掛在秤桿的一端。 在秤桿靠近秤盤一側合適位置系上提紐。
4、校準刻度： 手拿提紐，調節秤砣位置，直到秤桿水平平衡。此時，秤砣的位置即為0刻度，用筆在秤桿上做上標記。 在秤盤里放入已知質量的鉤碼（如5克），調節秤砣位置直到秤桿再次水平平衡，并在秤桿上標上5克刻度。 重復上述步驟，依次放入10克、15克、20克鉤碼，并在秤桿上標上相應刻度。 在0～5克、5～10克、10～15克、15～20克之間各分10等分，以提高秤的準確度。 根據杠桿原理，即動力×動力臂=阻力×阻力臂。動力（秤砣質量）、阻力臂（提紐到系秤盤之間水平距離）一定時，阻力（被測物體質量）與動力臂（提紐到秤砣之間水平距離）成正比，所以刻度是均勻的。
(四)制作秤桿使用說明書
產品名稱：傳統手工秤桿
產品型號：
制造商：
聯系方式：
產品概述:
主要部件及功能:
桿秤原理:
G×LOA=G砣×LBD
使用方法:
(五)交流、展示
1、學生總結本次實驗的收獲，分享自己的感悟。
2、教師點評學生的實驗表現，總結實驗中的注意事項。
3、學生對桿秤制作原理和使用的理解。
4、學生對實驗結果的記錄和分析能力。
六、教學反思：
本次跨學科實踐讓學生自制桿秤，旨在讓學生深刻理解桿秤的工作原理，提高學生的動手能力。在實驗過程中，學生通過觀察、討論、制作、實驗等環節，充分體現了自主學習、合作學習的精神。教師在教學中要注意引導學生運用物理知識解決生活問題，提高學生的實踐能力。同時，也要關注學生在實驗過程中的安全問題，確保實驗的順利進行。

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