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物体的质量
1.教学目标
◆知识与技能
⑴初步认识质量的概念及其单位。知道质量是物体的基本属性,它不随着物体的形状、空间位置、状态的改变而变化。
⑵能对质量单位形成感性认识,会粗略估计常见物体的质量。
⑶会正确使用托盘天平测量固体和液体的质量。
◆过程与方法
⑷经历通过比较物体所含物质的多少建立质量概念的过程。
◆情感态度与价值观
⑸在学习使用托盘天平的过程中,养成自觉遵守操作规范的良好习惯,耐心细致、精益求精的品质和实事求是的科学态度。
2.教材说明
本节主要内容有:质量的概念,质量的单位以及天平的使用方法。
质量是物理学的基本概念,是全章的基础。只有掌握了质量与天平的相关知识,才能更深刻领会密度知识,完成质量测量与密度测定两个实验。因此它既是本章的重点,也是整个教材的重要内容之一。
本节的编写思路是:首先以图片的形式向学生展示一些熟悉的物体,使学生利用丰富的图文资源,采取比较的方法,揭示不同物体所含的物质有多少之分,根据这一共同特征,进而抽象出质量的概念。然后通过一些生活实例说明质量是物体的一种属性。在学生建立质量概念的基础上,介绍质量的单位,并通过让学生填写一些物体的质量的单位,使质量的单位感性化,接着通过信息浏览栏目扩展对质量单位的认识。最后通过两个学生实验操作活动,让学生掌握托盘天平的使用方法,练习测量固体和液体的质量。
本节教学重点:帮助学生建立质量的概念,对质量单位形成感性认识,学会用天平测量质量,是本节课的重点。
本节教学难点:质量的概念和质量是物体的属性比较抽象;托盘天平的使用方法和注意事项比较复杂,学生难以掌握。这是本节的教学难点。
3.教学建议
在学习质量之前,首先要让学生明确两个概念:物体和物质。关于“物体”,学生比较好理解,可以通过举例来说明,如我们常见的一个个具体的实物都是物体;而“物质”则是指组成这些物体的材料。教学时可以出示两个材料相同而大小明显不同的物体,如一把椅子和一张桌子,教师明确告诉学生:椅子是一个物体,桌子也是一个物体,这两个物体有什么相同之处吗?引导学生观察并说出它们都是由木材组成的。此时教师及时讲解:“椅子、桌子都叫做物体,木材就是组成它们的物质(稍停)。那么下面我们再来观察几组物体,请同学们注意比较。”由此过渡到下一个教学环节。
物体的质量
质量的概念比较抽象,应从学生的经验出发,给学生提供足够的物理事实,引导学生通过比较,抽象出其本质特征,建立质量的概念。
这里的关键是给学生提供感性认识。教师要呈现一系列的素材,让学生明显感知到物体含有的物质多少不同。可以采取如下两种方法:⑴通过图片展示至少3组物体,如课本图5-1,每组都是由同种物质组成的,每组的两个物体含有的物质多少明显不同。如果具有多媒体条件,可以查找一些更有趣的图片,用大屏幕播放,既可提高学生兴趣,又可增加可见度。⑵根据上面选择图片的要求,从生活中选取至少3组实物,利用实物给学生提供感性认识。
不管是采用实物还是图片呈现,都可以运用下面的方法引导学生进行分析比较。首先对每一组提出问题:两个物体都是由同种物质组成,有什么不同?(所含物质的多少不同)再将3组物体综合起来,能得到什么结论?(组成物体的物质有多有少)教师在此基础上提出质量的概念,并板书本节课题。
对于物体的质量不随其形状的改变、位置的移动、状态的变化而变化,学生的感性认识较多,教师可以让学生在讨论课本图5-2的基础上,得出结论,填写图5-2下面的空格。在分析每个图时,教师要引导学生谈谈自己的理解,明确质量不变也就是其中所含物质的多少不变,从而进一步指出质量是物体的一个基本属性。对这个知识点的处理,还可以移至学习了天平的使用之后,让学生设计探究实验:探究质量与物体形状、位置及状态之间的关系。这样处理,可以增强学生的感受,既加强了学生对质量是物体属性的认识,又练习了天平的使用。但因实际实验中,物体位置的改变不会太大,教师应补充展示图片,说明即使位置改变很大,如宇航员进入太空,因其体内的物质多少并没有改变,所以质量不随其空间位置的改变而变化。
信息浏览“物体的质量会随着速度而变化”,旨在拓宽学生视野,可让学生课后阅读。因少部分学生对此类问题极感兴趣,容易思考并提出一些很深刻的问题,建议不必占用课堂时间,以免使课堂偏离方向。如有可能,可以通过课外活动的形式,组织学生搜集相关资料,开展专题讨论,给喜欢深入思考这类问题的学生提供舞台,发展学生对物理的深层次兴趣和能力。
质量的单位
对于质量单位的引入,教师可以引导学生回顾长度和时间单位的引入,要测量长度,需要先规定长度的单位;要测量时间,需要先规定时间的单位。使学生明白,要衡量质量的大小,首先要规定一个标准——单位。然后让学生阅读有关千克的规定和单位换算关系。对于千克的规定和单位换算,因为只是一些规定,没有太大的难度,关键是对质量单位形成感性认识。这里推荐两种方法,以帮助学生更好地认识质量的单位。⑴课前教师收集一些带有质量标示值的物品包装袋,课上展示给学生看。或者上节课布置让学生课下收集,这节课带来同学们看。⑵组织学生进行讨论然后填写图5-5中的空格,通过学生之间的交流来强化对单位的认识,最后教师要给出答案:mg、g、kg和t。为了帮助学生更具体地认识质量单位的大小,教师可以让学生倒过来计算一下一粒米和一个鸡蛋的质量。教师还可以通过图片列举一些生活中常见的物体(课文中找不到的),让学生估计其质量的大致数值,效果会更好。这些问题,教师最后都要给出答案的大致范围,可以有效地帮助学生对质量单位形成比较准确的感性认识。
信息浏览“质量阶梯”的目的是让学生认识自然界中一些物体质量的数量级,目的是扩展学生的视野,感受世界从微观粒子到宇宙天体的大致质量,不必要求记忆和深入分析。
学习使用托盘天平测质量
认识和学会使用托盘天平测量物体的质量,是本节课的重点。这部分内容可分为三个环节进行:
⑴认识托盘天平的结构及各部分的作用。
由于托盘天平是到目前为止学生遇到的最复杂的测量仪器,这里需要学生认真观察其结构,弄清楚各主要部件的作用。建议安排学生活动:每小组分发一套托盘天平和砝码,让学生观察托盘天平,对照课本图5-6,认识各主要部件的名称。然后教师利用挂图或大型演示天平,采用抢答的方式,让学生指认各部件,并试着说出其作用,如果说不出,可由其他同学或教师补充。
⑵学习使用托盘天平的方法和注意事项。
这部分内容可以让学生对照托盘天平实物,阅读课文中的《托盘天平使用说明书(摘要)》进行自学,并尝试调节天平的横梁平衡。自学前要提醒学生关注使用天平过程中应该怎么做,不该怎么做,明确使用天平的正确方法。不明白的地方可以交流讨论。
上面只是从如何正确使用天平出发的正面教学,为了避免和纠正学生在使用天平时的一些错误做法,建议设计一个纠错环节:采用教师直接演示错误操作,或把错误操作用数码相机拍下来,用多媒体展示,以提高可见度,让学生抢答判断错误所在,并提出正确操作方法。教师演示的错误操作应包括如下几个方面:①天平没有放在水平台上;②调节天平平衡时,游码未归零;③加减砝码用手拿取;④用完全部砝码并把游码拨至最大值处,还不能测出物体的质量(超过量程);⑤物体放在右盘,砝码放在左盘。
从正反两个方面学习使用天平的方法后,可以通过挂图、多媒体投影或演示天平,让学生进行几次读数练习,为后面熟练准确地进行测量做好准备。
⑶使用托盘天平测量固体和液体的质量。
“活动1”中的观察和调节可以在前面完成,这里主要目的是练习用托盘天平测量固体的质量。“活动2”的主要目的是练习用托盘天平测量液体的质量,同时还练习用量筒测量液体的体积。既测出体积,又测出质量,为以后学习密度做好铺垫。
教学实际中发现,学生在学习使用天平时,由于天平结构复杂,使用要求比较多,调节和称量又都比较精细,一次训练常常难以达到操作既熟练又准确。因此,在学生测量的过程中,可以出示一些提示、引导性的思考题,能够提醒学生正确测量,避免一些易犯的错误。出示的思考题一般选择操作关键点、学生易错点,教师可以根据自己的学生和教学实际编制,下面一例仅供参考:①如果天平的指针偏向分度盘中线的左侧,应如何调节平衡螺母?如果指针偏右呢?②加减砝码时应按照先大后小的顺序,这样做有什么好处?③测量时如果指针总是晃动不停,等停下来要浪费时间,怎样快速判断横梁是否平衡呢?④读取游码指示的数值时,应以游码左端为准,还是以右端为准?
学生完成活动1和活动2后,要组织学生就思考题进行交流,进一步明确使用天平的正确方法和注意事项。教师可以引导学生通过画图、列表、树形结构图、口诀等进行总结,采用多种灵活的方式,可以充分调动学生参与,有效激发学生的兴趣,提高记忆和理解的效果。下面列举一则口诀,仅供参考:
天平放置要水平,游码归零再调平。
天平平衡勿移位,两盘对调不可行。
取放砝码用镊子,左物右码两盘中。
移动游码看指针,指针指零示平衡。
读取砝码和游码,两值相加便完成。
对于测量质量的其他工具,如台秤、超微量天平、电子天平等,如果有条件,教师可以在讲台上展示实物,简要演示使用方法。也可以安排学生课后调查这些测量工具的使用方法,学习通过互联网或产品说明书获取相关信息。
课后的“课外活动”中,同学们的质量数据,可在课上由教师统计,教师为学生提供表格,由学生记录数据,课后画出直方图并进行分析。如果学生程度较好,学习自主性强,也可以作为作业布置下去,统计、列表、记录、画图和分析等环节全部由学生自己完成。这类活动有利于引发学生的兴趣,提高收集和分析处理数据的能力,养成关注自身身体和健康状况的意识,具有较高的过程与方法、情感态度和价值观方面的教育功能。但是,这类活动不管是对于教师,还是对于学生,都具有较大的自由度,要想保证这类活动的实效性,使每一位学生都能实际做一做并达到教师设计预想的效果,教师应该及时进行检查,并在后面的课堂上反馈交流。
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