第4节 科学测量 长度的测量 教学设计

《长度的测量》教学设计
教材章节 长度的测量 课时 1学时
设计理念 以“全面提高学生的科学物理素养”为教学理念，从四维目标（物理观念，科学思维，科学探究，科学态度与责任）设计教学； 渗透高中物理核心素养和规律，培养学生观察问题、分析问题的能力和水平； 体现以学生为主体，教师为主导的教学理念，“从做中学”构建知识框架； 采用多种教学方式和教学媒体，优化教学手段； 通过演示实验帮助学生发现物理规律，得到物理知识与技能水平的提高，从而增强学生物理核心素养。
教材分析 本课时取自《浙教版科学教科书》第一章第四节 课程标准对该课时的要求： 能利用简单仪器测量一些物体的长度、质量、体积、温度等常见特征，并使用恰当的计量单位进行记录。 用刻度尺测量物体的长短与厚薄等，了解科学的测量方法及测量工具的使用。 教材内容分析：长度的概念，长度的单位，长度的测量工具及正确使用方式，学生的估算能力，科学计数法以及单位换算。 地位：本课时取自初中科学七年级上册第一章第四节《科学测量》中的一部分内容，作为科学测量中的第一课时内容十分重要，除了需要深化学生在小学阶段对对于长度概念的认知外，我们还需要培养学生的估算和单位换算能力，为后续力学部分内容打好坚实的基础。 前后知识的联系：本节《长度的测量》选自浙教版初中科学七年级(上)第一章第四节，本节内容是学生已经在前面三节课初步体会到了大自然的神奇以及科学家的探究工作后,本节课是学生第一次在课堂上学习测量的有关知识。学生在本节课中会学习如何测量长度，本节知识中的长度的单位的学习，为接下来学习其他单位，如温度的单位打下根底，而本节知识中刻度尺的学习，未接下来学习带有刻度的工具，如温度计、量筒的学习埋下伏笔。因此我认为本节课在教材中具有承.上启下的作用，是初中科学教学中十分重要的一节。
学情分析 学生在本课时阶段的知识基础 （已有的知识基础）：刻度尺的初步使用，长度的初步认识。 （前概念）：生活经验丰富，实例众多，例如：利用刻度尺测量某物体的长度，但并不规范；在日常生活中常用米（m)作单位，对于跑步距离常用千米(km)作单位，1千米跑。 学生的思维水平 根据皮亚杰的“认知发展理论”，初一的学生已经处于形式运算阶段，这个阶段的学生已经具备了一定的逻辑推理能力和思维模式。但是在建立速度概念框架时，有很多学生可能还是会生搬硬套初中的内容，使得高中关于速度的概念框架难以建立，因此教师还是要在适当位置、适当时间对学生的学习和思考加以引导。 分析学生的学习态度和学习兴趣 初中学生的学习分为“直接学习”和“间接学习”，在物理教学中，我们要充分把握好学生这两种学习状态。当然，学生对于物理实验方面的学习还是比较浓厚，比较有趣的，但可能对于物理概念和物理规律这一部分的学习就显得学生比较懵懂甚至时不感兴趣，因此教师要把握重难点，适当引导学生学习。 分析本班学生的学习特点 （以下为模拟班级学习兴趣分析）大多数学生对科学这门学科还是有比较大的兴趣，学生非常乐衷于解答出某一个问题的难点，但是可能会有少部分学生对于物理规律和物理概念这一部分内容不太感兴趣，教师也应该多照顾这一部分的学生。
教学目标 物理观念：长度的概念，长度的常用单位以及单位的换算，科学计数法，长度的测量工具介绍，长度测量工具的正确使用方式，估算。 科学思维： 构建物理模型：在《长度的测量》这一课时内容中，我们需要构建长度这一物理概念，并利用这一概念帮助学生学习单位换算及长度的基本测量； 科学推理：科学推导采用的方法和手段有很多，但都离不开归纳、演绎、类比这三种基本方法，归纳是从个别到一般，我们可以从生活入手，将关于速度定义分各类别总结和综合起来最终得到一般解。当然我们也可以从一般入手，先得到长度的概念再将它推广乃至细分到各个方案和细则当中。 评价和反思：在树立学生的科学思维过程中，我们要及时反思和总结，帮助自己的教学能够充分渗透到学生的科学思维中。 科学探究：能够从长度这一概念的建立中得出科学规律总结的不易和困难；在小组实验过程中体会到小组协作与合作的乐趣；在测量时仔细观察，积极认真地投入到整个测量的过程中；运用所学的理论知识，在面对实际问题时，初步体会提出问题、作出猜测、收集证据、验证假设并沟通交流，初步体验科学探究的过程与方法。 情感态度价值观：积极认真，在读数时应事实求是；提出问题并解决问题的整个过程中，学会与老师同学合作交流；运用所学的理论知识解决生活中一些相关问题，体会到科学就在身边，进而喜欢科学、亲近科学。
教学重难点 教学重点：长度的单位及单位之间的换算关系；正确使用刻度尺。 教学难点：运用科学计数法计数；刻度尺的规范使用方法。
选择教学方法 以讲授法为主，结合师生问答、实验演示的综合性启发式教学方法，让学生进行 有意义的自我学习，自主构建知识框架。
教学过程
教学环节 教师行为 预设学生行为 设计意图
激发 兴趣，引入新课 【教师对《科学观察》进行复习】 1.在长度的测量这一节开始可以先复习上一节课中的内容（即科学观察） 【教师通过日常生活例子引入新课】 活动一： 教师通过日常生活中需要测量并且利用什么工具引出测量的概念。 （此时学生通常会利用感官对长度判断，但是通过上一节科学观察的学习，人的感官是存在视觉偏差是不准确的） 测量是一个将待测的量与公认的标准量进行比较的过程，所以，测量需要一个标准。 （学生在引入阶段保持一定兴趣，并且能够通过小学知识进行初步解答） 【复习内容】复习科学观察这一节中的数据记录方法，有文字描述记录法、表格记录法和图形记录法（学生复习上一节课内容，巩固基础）。 【引入新课】学生能够积极举手踊跃回答，学生对于长度的国际制单位米已经了一定的了解，能够得出长度测量的标准。 引入新课这一环节是必要并且十分重要的，因为对于初一的学生而言，他们在小学对于长度及其单位的学习已经过去了很久，可能很多都有些遗忘，并且小学阶段对于长度利用刻度尺的测量对于具体的规范操作要求并没有这么大，而初中阶段对于使用刻度尺的规范要中重点强调并且增加了估计值。因此新课的导入不仅可以帮助学生重新认识速度概念，也可以帮助他们激发学习兴趣，提高课堂学习的积极性与主动性，这一块内容尤为重要。
引入 新课（长度的定义及单位换算） 【教师通过日常生活例子引入新课】 活动二：教师在介绍完测量的定义后可以通过对于一物体的描述来过渡到长度的定义这部分内容。 例如：这条鱼很大，科学上对它如何描述呢？ 活动二结论： 对于距离较长的长度我们使用米（m)，对于距离较短的长度我们使用分米（dm)厘米（cm)毫米（mm)， 对于微观世界的长度我们一般采用微米和纳米两种单位。 活动二延伸1: 1.不同的单位应用于不同的场合，对于 同一场合要要使用不同单位时就需要进行单位换算。 （例如长跑1km换算成1000米） 2.教师说明m→dm→cm→mm 每一级都是十进位，km→m→mm→μm→nm每一级都是千进位。再给学习题进行相应的联系（于附录一） 活动二延伸2: 若对于位数很高的数值我们记录是不是非常的麻烦，那对于这样的数值我们可以利用科学计数法来进行解决 （学生在新课阶段接触到的知识点可能会存在一定的难度） 【情境设置】 一开始学生可能会对于这条鱼的大小产生一定的兴趣，这里教师就可以利用课堂吸引学生的眼球了，其次学生可以用刚刚学过的测量以及小学部分的内容进行一个初步的解答。 （例如质量达到127公斤，体长有2.7米，体积等量来定量描述。) 【活动二延伸1】 学生在小学阶段已经学习了一部分，因此对于普通单位的换算能够换算一部分了，但是对于长度的微观单位可能还不是特别了解。因此学生学习后进行练习和训练。遇到问题及时向老师反馈，老师给出相应的回答。 【活动二延伸2】 一开始会对科学计数法感到非常的陌生甚至恐惧，因为这一块的内容本身就是新接触到的内容。 在引入新课这一阶段， 教师首先应该根据在一处内容中的情境得出速度的定义式。直接开门见山，在得到学生的回答后，利用讲授法直接给予学生一定程度上的知识与内容。但由于学生小学学习过的内容与初中长度部分内容不径相同。因此在这个环节教师必须重点设计这一部分的内容，当然包括长度的概念，以及对于长度单位的换算以及科学计数法的求解，这也是本课时的重难点之一。
三、拓展提高，激发思维（刻度尺的正确使用方法） 【教师通过习题激发学生思维，帮助学生采用另一种方式解决单位换算问题】 活动三： 教师给出一道练习题采用公式法进行单位换算，拓展和激发学生思维。 活动三结论： 对于单位的换算还可以采用前面数字乘以数字1进行单位换算的方式解决。 活动四（刻度尺的规范使用）： 学生开展实验，利用刻度尺测量身边科学教科书的长度和宽度并让学生汇报结果。 活动四结论; 学生得到数据并相同，实际是由于刻度尺并未规范使用并且没有估读值。 【教师讲解刻度尺的规范使用以及估读值的正确读法】 活动五（误差分析）： 测量值和实际值相比存在误差（学生分析数据后得知），探究误差的产生原因及减小误差的方法。 活动五结论： 误差的来源有三种,估读、仪器本身不准确、环境温度变化等。误差是不可避免的，并不是错误。 减小误差同样有三种方法选择精密仪器，提高估读能力，改变方法。 （学生带入生活实际） 【活动三】 教师给出生活中的实例，课桌面的长度、自来水水管的内径、高速公路的长度，让学生根据长度的不同单位作答（体会到在生活中利用不同单位时要具体情况具体分析） 【活动四】 学生得到答案不尽相同，采用多次测量取平均值作为结果以此来减小误差。 【活动五】 学生分析数据得知误差并分析。
四、总结内容，巩固基础 活动六： 活动六： 不同情境下的特定测量方式。 ①一张纸的厚度，金属丝的直径 ②利用自行车轮求一段路程的长度 ③测量曲线长度 ④求硬币的直径 活动六结论： 对于特殊情境下的长度测量我们使用不同的方法。 （学生对已学内容进行总结） 在最后一块总结环节中，可以让学生再次回顾当前课堂所学知识，帮助巩固现有的知识与技能，并在一定程度上创新提高，更有利于学生的学习。在教育学中存在巩固性原则这一条，其告诉我们要不断增强知识的重现，帮助学生完成知识逻辑的不断构建，因此总结部分内容是十分有必要的。
五、评价反思 在整节课的学习内容完毕后，我惊奇地发现在教科书中的末尾有一块实 验探究： 这部分内容体现了现代科学技术的进步，是我们必须去涉猎的。
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