第六章 质量和密度 第1节 质量 用托盘天平测量物体的质量实验教学设计 （表格式） 人教版 八年级上册

实验教学设计
实验课名称 用托盘天平测量物体的质量
节点名称 用托盘天平测量物体的质量
实验类别 □课标原型实验 √课标实验的简单变式实验 □基于真实问题情境的实验 □跨学科实验
教学目标 1.学生通过学习，了解托盘天平的基本原理、功能、量程、分度值、操作规范等，形成运用托盘天平测量物体质量的意识。 2.学生通过实验操作，掌握托盘天平的使用与读数方法，学会独立操作用托盘天平测量固体和液体的质量，提升对质量大小的估测和感知能力。 3.学生通过测量物体的质量，形成对质量概念的感性认识，了解质量的物理意义。 4.学生通过学习和动手实验，掌握如何正确操作托盘天平测量物体的质量，以及正确读数，在实验前能够对天平进行调零，能按合适的顺序增减砝码、调整游码，能用表格等方式，全面、准确地记录实验数据。
教学重难点 了解托盘天平的基本原理、功能、量程、分度值、操作规范等，掌握托盘天平的使用与读数方法。
实验资源 教师教具资源：自制跷跷板教具1架，杆秤1把，电子称1台，托盘天平1架，砝码1盒，橡皮1块，笔1支，食盐1碗，纸片2张，果汁1杯，50ml空烧杯1个，装有50ml果汁的喷壶1个，装有50ml酒精的喷壶1个，空喷壶1个，纸巾若干。 学生学具资源：托盘天平1架，砝码1盒，橡皮1块，笔1支，50ml空烧杯1个，装有50ml酒精的喷壶1个，装有50ml果汁的喷壶1个。
实验设计与 创新点 通过亲历由跷跷板到托盘天平雏形制作的演变过程，使学生水到渠成地知晓天平结构的来龙去脉，更好地领悟结构的设计意图，掌握天平使用的操作技能，有效化解了教学重难点，使课堂真正地发生、有效地生成、师生共建共生，进一步提升学生对物理观念的理解建构，提升学生的科学思维能力、科学探究能力和科学态度与责任。回本溯源，找寻科学的本真，变演绎教学为生成教学，使学生不再是单纯的机械操作工，更是一名机械制造师、设计者。
实验教学 过程 一、复习引入——温故质量 【创设情境，提出问题】 问题1：温故上节课学习的质量知识，学到了哪些内容？ 师生活动：师生问答互动，交流展示。 设计意图：引导学生复习巩固上节课学习的质量知识： （1）一切物体都由物质组成。 （2）物体所含物质的多少叫做质量。 （3）质量的基本单位是千克（kg），常用单位有吨（t）、克（g）、毫克（mg）。它们之间的关系是：1t=103kg，1g=10-3kg，1mg=10-3g=10-6kg。 二、新课教学 （一）知新——质量的测量 【创设情境，提出问题】 问题1：你知道自己的质量吗？ 追问1：如何准确地知道自己的质量？ 追问2：用什么器材测量自己的质量？ 追问3：还知道生活中哪些质量的测量器具？ 师生活动：师生问答互动，交流展示。 设计意图：通过实物和图片相结合的方式，展示多种质量的测量器具：杆秤、电子秤、台称、案秤、分析天平、托盘天平、物理天平等。明确本节课学习重点：用托盘天平测量物体的质量。 （二）知新——托盘天平的结构 【抽象提炼，辨析理解】 1.底座、横梁、平衡螺母 问题1：看着这架摇摇晃晃的托盘天平，会让你们回想起小时候玩过的什么游戏？（引入跷跷板雏形，改造为托盘天平） 首先，我们把跷跷板的底座放置在水平桌面上，A、B两名同学分别坐在跷跷板的两端（如图1所示）。 追问1：此时哪端下沉？ 追问2：说明谁的质量相对较大？ 追问3：根据跷跷板游戏经验，A/B同学应向高处还是低处移动，才能使跷跷板水平平衡？ (
图1
)师生活动：教师展示跷跷板模型，师生问答互动，交流展示。 设计意图：引导学生结合跷跷板游戏经验，运用类比推理的科学思维，理解平衡螺母调节横梁平衡的方法及其作用，小结托盘天平的结构——“底座”“横梁”“平衡螺母”及其调节方法。 2.指针、分度盘 问题2：怎样才能更为准确地判定天平横梁是否水平平衡？ （引入和横梁垂直的指针，如图2所示） 追问1：指针应指到什么位置，说明托盘天平横梁水平平衡？ （引入分度盘，如图2所示） 追问2：如果指针指到分度盘的左侧/右侧，应怎样调节平衡螺母？ (
图2
)师生活动：教师利用跷跷板模型，师生问答互动，交流展示。教师讲解：指针指到分度盘中央的红线处，或者指针在分度盘中线两侧等幅摆动时，托盘天平横梁水平平衡。 设计意图：引导学生理解托盘天平的结构——“指针”和“分度盘”及其作用。 3.托盘、砝码 问题3：怎样把物体稳稳地放置在天平上称量呢？ （引入托盘，如图3所示） 师生活动：教师利用跷跷板模型，师生问答互动，交流展示。教师讲解放入托盘后的注意事项：需要再次检查、调节天平的横梁水平平衡。教师讲解使用砝码的注意事项：不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏，向盘中加减砝码时，要用镊子。 (
图3
)设计意图：引导学生理解托盘天平的结构——“托盘”“砝码”及其作用、使用注意事项。 4.标尺、游码 问题4：（如图4所示）本套砝码的总质量为多少？最小砝码的质量为多少？ (
图4
)追问1：怎样分辨比5g更小的质量？（引入标尺和游码） 追问2：此时游码的示数为多少呢？（如图5所示） (
图5
) 追问3：游码有宽度，读数时应以哪边为准呢？ 追问4：怎样解决游码读数的问题？ 追问5：游码读数时还有什么注意事项吗？ 师生活动：教师结合托盘天平插图和实物，师生问答互动，交流展示。 设计意图：小结托盘天平的结构——“标尺”“游码”的作用及其使用方法，明确游码读数的正确方法，认清标尺分度值。培养学生基于证据和逻辑，发表自己见解的意识和能力以及科学态度；善于发现问题、从不同角度思考问题、设计方案、解决问题的质疑创新等科学思维能力。 5.基本测量原理 问题5：在调节游码的过程中，还有什么新的发现？ 师生活动：教师结合托盘天平实物，师生问答互动，交流展示。 设计意图：小结托盘天平的基本原理。教师引导学生理解： （1）向右移动游码，相当于在右盘中加入等质量的小砝码。 （2）左盘中的质量=右盘中的质量+游码在标尺上所对的刻度值。 （3）物体应当放在左托盘中，砝码应当放在右托盘中。 （4）左盘中物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码在标尺上所对的刻度值。 培养学生基于证据和逻辑，发表自己见解的意识和能力以及科学态度；培养学生善于观察、勤于思考、乐于联想的科学思维能力，掌握分析、综合、推理、概括等科学思维方法的运用。 （三）知新——托盘天平的铭牌 【抽象提炼，辨析理解】 问题1：观察托盘天平铭牌（如图6所示），能获取哪些信息？ (
图6
) 师生活动：教师结合托盘天平的实物铭牌，师生问答互动，交流展示。 设计意图：小结托盘天平的铭牌信息： （1）最大称量：即托盘天平所能测量物体的最大质量。为此，在测量前，应首先估计待测物体的质量，以免质量过大，超过最大称量而损坏托盘天平。 （2）分度值：即托盘天平标尺上最小格所代表的质量，显示了托盘天平的测量精度。 培养学生善于观察、勤于思考、收集获取信息、善于总结等科学思维能力和科学探究能力。 （四）知新——托盘天平的使用 【探究发现，交流展示】 1.测量固体的质量 问题1：你们会使用托盘天平测量物体的质量吗？ 追问1：会使用托盘天平测量固体，如：橡皮、笔的质量吗？ 师生活动：学生分组实验，测量橡皮、笔的质量，先估计后测量、填写导学案。教师巡视，做好指导。 设计意图：使学生掌握测量固体质量的方法。及时发现学生实验中的亮点，让学生体验成功的喜悦。针对学生实验中出现的问题，及时纠正点拨。培养学生对质量大小的估测、感知能力，提升使用托盘天平测量物体质量的实验操作技能，发展学生主动与他人合作的情感和态度。 追问2：哪个小组同学愿意上台展示托盘天平的使用过程？ 师生活动：一组同学上台，一人解说、一人演示托盘天平的使用过程，其余同学仔细观察思考，及时指出操作中存在的问题。 设计意图：总结托盘天平使用的正确步骤和注意事项：先将托盘天平放置在水平桌面上，再将游码归零，然后调节平衡螺母；从大到小加减砝码，从大到小读数，记录实验数据并带上相应的单位；实验后，取下待测物体，将砝码放入砝码盒中，将游码归零，整理好实验器材。培养学生准确表述、交流反思的科学探究能力，发展学生勇于提问、敢于质疑的科学思维，提升学生从不同角度思考问题的能力，以及尊重他人的情感和态度。 追问3：怎样解决演示小组未将游码归零就调节平衡螺母而导致的实验数据错误问题？ 师生活动：师生问答互动，小组思考讨论，分享解决方案。 设计意图：引导学生思考分析，游码未归零就调节横梁平衡后的测量数据的正确处理方法。培养学生数据收集和正确处理数据的科学探究能力，提升学生提出独立见解、设计新颖有效方案、解决实际问题的质疑创新思维。 追问4：判断下列操作情境是否正确、合理？潮湿物体和化学药品不能直接放在托盘中称量，应怎样测量食盐等的质量呢？ 师生活动：师生问答互动，小组思考讨论，分享解决方案。 设计意图：引导学生思考分析托盘天平使用的注意事项，如：不能用手接触砝码，加减砝码时需要使用镊子；在测量过程中，不能再触碰平衡螺母等。提出测量潮湿物体和化学药品（如食盐）等测量特殊物体质量的解决方案。归纳总结出托盘天平的使用口诀：“一放平，二归零，三调螺母成水平，指针左偏右盘高，两侧螺母向右调，待测物体先估计，左物右码镊子取，从大到小夹，从大到小读，砝码游码加起来，物体质量测出来，数据单位一起记，测完仪器整理齐”。提升学生托盘天平的使用能力，科学推理、科学论证的科学思维能力和科学探究能力，发展学生勇于提问、敢于质疑的科学思维，提升学生从不同角度思考问题的能力，以及尊重他人的情感和态度。 2. 测量液体的质量 问题1：如何测量液体的质量，如：玻璃杯中果汁的质量？ 师生活动：学生思考讨论测量液体质量的方法；分组实验，测量50ml果汁、50ml酒精的质量；分享实验成果。教师巡视，做好指导。 设计意图：使学生掌握测量液体质量的常用方法。提升学生设计探究方案、实施探究方案、获取证据、收集信息等科学探究能力。及时发现学生实验中的亮点，让学生体验成功的喜悦。同时针对学生实验中出现的问题，及时纠正点拨。 追问1：问什么所测都为50ml果汁/酒精的质量，但测量结果却略有不同？ 追问2：有没有更好的改进方案，减小实验误差呢？ 师生活动：分析实验误差来源，思考讨论减小误差的优化改进方案。 设计意图：引导学生先思考讨论、进行误差分析，对数据可靠性进行评估，然后提出测量液体质量的改进方案。进一步提升学生的科学探究能力、设计新颖有效方案的创新思维。 追问3：为什么体积同为50ml，但果汁和酒精的质量却相差这么大呢？ 师生活动：教师抛出疑问，引发学生思考。 设计意图：引导学生分析得出：体积相同的同种物质，质量相同；体积相同的不同物质，质量可能不同。为下节课：探究物质的质量与体积的关系、密度的学习做好铺垫。 三、复习巩固 【反思小结，形成结构】 （一）通过这节课的学习，你有哪些收获？（思维导图7） (
图7
)设计意图：提升学生总结、归纳、概括等交流、反思能力。 （二）教师结束语 迄今发现的最古老的天平，出自约公元前2500年的古埃及。直到17世纪中叶，法国数学家洛贝尔巴尔发明了摆动托盘天平。至今，托盘天平仍在被广泛的使用。自古以来，天平都是公平、正义的象征。它的两端摆放着道德与良知、责任与理智。我相信，只要我们每个人都坚守心中正义的天平，就一定能构建起自由、平等、公正、法治的和谐社会。 设计意图：通过讲述科技发展历程，培养学生热爱科学、探索科学的热情。结合天平在日常生活中的内涵，不仅提升学生的科学态度，更升华其坚持公平正义，构建自由、平等、公正、法治和谐社会的社会责任感、使命感和民族担当。 四、布置作业 【布置作业，应用迁移】 （一）编写“托盘天平使用说明书”。（参考格式如下） 托盘天平使用说明书 1.将托盘天平放置在 桌面上。 2.把 拨至标尺左端的 处。 3.调节 ，使横梁平衡，直到指针指到分度盘的中线处（或指针在中线两侧等幅摆动）；指针左偏 ；指针右偏 。 4.把被测物体轻放在天平 托盘。 5.用 向 托盘中，按照 的顺序，添加 并轻拨 ，使指针重新对准分度盘的中线。 6.盘中 的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值，就等于被测物体的质量。 7.称量完毕，把砝码放回砝码盒，游码拨回标尺左端的零刻度线处。 （二）完成《导学案》中“课后导练”部分习题。 五、板书设计 用托盘天平测量物体的质量 （一）质量的测量 （二）托盘天平的结构 （三）托盘天平的铭牌 （四）托盘天平的使用 1. 测量固体的质量 2. 测量液体的质量
教学反思 通过情境创设、问题导思等有效教学策略，针对学生认知阻点，精准发问，激活了学生的思维。学生积极主动地围绕着具有挑战性的学习主题，在观察比较、模型建构和不断完善的探索过程中，回本溯源，找寻物理知识的本真，实现知识的意义建构。学生不再是单纯的机械操作工，而更是一个充满激情的制造师和创造者。学生以前序知识的元认知为起点，通过亲历天平雏形的演变过程，使学习真正有效的发生，通过推理论证、质疑想象等高阶思维，在体验和创造中完成交互式的学习与反馈，拟合了知识展开的逻辑与学生认知的逻辑，水到渠成地理解物理知识的来龙去脉，使学生的科学思维得以培育，从而更好地掌握物理知识与技能，形成物理观念，养成崇尚科学的态度与责任感，促进学生深度学习效能的全面提升。
实践作业 1.测量轻小物体（如：一粒米）的质量。先估计、再测量，写出实验报告，内容包括：实验器材，实验方法，实验步骤，数据记录，误差分析。 2.自制小天平。 结合教材108页开篇图中古埃及人的“天平”雏形，以及课堂上使用的托盘天平，自制小天平，测量身边常见物体的质量。 自制小天平可参考如下方法：用均匀的细木条（或塑料尺）做天平的横梁，在横梁的中间穿孔，拴一个提扭。然后在横梁两端距中间孔等距离的地方穿孔，再用两个同样的硬纸片作为秤盘，就制成了一个小天平（如图8所示）。用几个质量已知的不同面值的硬币做砝码。 用自制的小天平测量橡皮、笔等物体的质量，与托盘天平测量的质量进行比较（将实验数据填入表1），检验自制小天平的制作精度。 表1 待测物体托盘天平测量质量m1/g自制小天平测量质量m2/g
(
图8
)再用自制小天平，测量同一块橡皮泥在不同形状时的质量，进行比较（将实验数据填入表2），判断物体的质量是否随其形状而改变。 表2 改变橡皮泥形状的方法： 。 橡皮泥形状1时的质量m1/g橡皮泥形状2时的质量m2/g橡皮泥形状3时的质量m3/g
实验结论： 。