物理八年级《质量及其测量》素养导向教学设计

物理八年级《质量及其测量》素养导向教学设计一、教学内容分析

本节课内容选自北师大版初中物理八年级全一册第六章“质量和密度”的第一节，是学生从宏观物体的运动研究深入到物质属性研究的逻辑起点，具有承上启下的枢纽地位。从《义务教育物理课程标准（2022年版）》视角解构，本课知识图谱的核心是建构“质量”作为物体所含物质多少这一基本物理属性的科学概念，并掌握实验室测量质量的基本工具——托盘天平的正确使用方法。其认知要求从生活经验层面的感性认识（如“轻重”），跃升至科学概念的理性建构（质量是属性，与位置、形状、状态无关），并最终落实到规范操作技能的应用层面。过程方法上，课标强调“做中学”，本课是引导学生经历完整科学探究过程（提出问题、设计实验、规范操作、收集证据、得出结论）的绝佳载体，尤其是通过对比、归纳等方法，纠正“质量即重量”等前概念，培育实证意识与科学思维。素养价值渗透方面，本课是培养学生物理观念中“物质观”的重要基石，通过对质量概念的学习，深化对物质世界客观属性的认识；在操作天平的实践中，严谨、细致、实事求是的科学态度与责任得以具体化；对测量工具发展史的了解，亦可渗透科技发展与人类探索精神的教育。

学情研判方面，八年级学生已初步具备观察、比较和简单归纳的能力，对“质量”有丰富的生活经验（如购物称重），但普遍存在将“质量”与“重力”混淆的前科学概念，认为“质量会随位置（如月球）改变”。同时，学生动手操作实验仪器的热情高涨，但缺乏系统、规范的操作训练，易在细节上出错（如游码归零、平衡调节）。因此，教学策略上需通过创设认知冲突情境（如“太空中物体的质量消失了吗？”），引发思辨；采用“支架式”教学，将天平操作分解为清晰的步骤流程，并辅以口诀、微视频、同伴互评等多种支持手段；设计分层探究任务，允许学生在基础操作稳固后，尝试更具挑战性的测量方案（如测一枚回形针的质量），以满足不同层次学生的求知欲与成就感。课堂中将通过关键设问、操作观察、任务单反馈等形成性评价，动态诊断并即时调适教学。二、教学目标

知识目标：学生能准确表述质量是表示物体所含物质多少的物理量，理解其是物体的一种基本属性，不随物体的形状、状态、空间位置的变化而变化。能复述托盘天平的主要构造，并阐明其测量原理（杠杆平衡）。

能力目标：学生能独立、规范地完成托盘天平的调平和称量操作，流程完整，动作准确。能正确读取天平示数（含游码读数），并初步分析操作不当可能引起的误差。

情感态度与价值观目标：在实验操作中，养成爱护仪器、遵守操作规则、尊重实验数据的严谨科学态度。在小组协作中，能积极交流、互相监督操作规范性，体验合作探究的乐趣。

科学（学科）思维目标：通过对比“生活中对轻重的感觉”与“科学测量结果”，初步建立基于证据修正前概念的模型建构思维。在分析“属性不变”的推理中，发展归纳与演绎的科学逻辑。

评价与元认知目标：能依据清晰的操作量规（如“天平使用六步法”清单），对自身或同伴的实验操作进行初步评价与反馈。在课后能反思学习难点，总结测量中的易错点。三、教学重点与难点

教学重点：质量概念的理解与托盘天平的规范使用。确立依据：质量是贯穿力学乃至整个物理学的基础核心概念，是学习密度、重力、惯性等后续知识的基石。天平的使用是初中物理实验最基本的技能之一，是定量研究的基础，也是学业水平考试中实验操作考查的常见项目。掌握其规范性，直接关系到后续一系列定量实验的成败与科学态度的养成。

教学难点：一是深刻理解“质量是物体的属性，与位置无关”，需要帮助学生跨越“质量即重量”这一顽固的前概念障碍。二是托盘天平平衡的调节（包括初始平衡与称量中的平衡判断）及游码的正确读数。预设依据：从生活经验到科学概念的认知跨度较大，学生易受直观感受影响；天平操作步骤繁琐，细节（如“左物右码”、用镊子取砝码、游码读数以左侧对准刻度为准等）要求高，学生易遗忘或混淆，是作业和考试中的典型失分点。突破方向：通过地月对比的思想实验和虚拟仿真，强化概念认知；通过分解动作、口诀记忆、慢动作示范和分层练习，内化操作技能。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：多媒体课件（含天平使用微视频、地月质量对比动画）、托盘天平（演示用，带摄像头投屏）、板书设计稿。1.2实验器材：学生分组用托盘天平及砝码盒（每23人一组）、形状不同的同种橡皮泥若干块、一瓶水、一枚硬币、一个苹果、一把铁锤等常见物体。1.3学习材料：“天平使用六步法”任务评价单、分层探究任务卡。2.学生准备2.1课前预习：阅读教材，思考“1kg铁和1kg棉花，哪个更重？”，并尝试列出生活中测量质量的工具。2.2物品携带：携带铅笔、橡皮等学习用品。3.环境布置3.1座位安排：实验室分组围坐，便于合作与仪器操作。3.2板书记划：左侧板书核心概念与公式，中部预留图解天平构造与步骤，右侧作为学生生成性观点的展示区。五、教学过程第一、导入环节

1.情境创设与认知冲突：教师拿起一个苹果和一把铁锤，提问：“同学们，凭感觉，哪个重？”学生通常会回答铁锤重。教师接着问：“如果我们把苹果放到月球上，把铁锤留在地球，现在哪个重呢？”引发学生争论。然后展示一段宇航员在太空舱内轻松推动重物的视频片段，追问：“在太空失重环境下，物体的‘重’好像消失了，那么物体本身所含的‘东西’变少了吗？”

1.1核心问题提出：“看来，我们感觉到的‘重’和我们今天要研究的物体本身所含‘物质的多少’，不是一回事。如何科学地描述并测量这个‘物质的多少’呢？”

1.2路径明晰：“今天，我们就一起来揭开‘质量’的神秘面纱，并学会使用实验室的精密测量工具——托盘天平。我们将从定义出发，认识工具，动手测量，最后还要挑战一个有趣的小任务。”第二、新授环节任务一：建构概念——什么是质量？

教师活动：首先引导学生比较课桌和橡皮、汽车和自行车，直观感受“所含物质多少”不同。然后给出准确定义：“物理学中，物体所含物质的多少叫作质量。”板书并用符号m表示。紧接着，进行关键追问：“捏一捏你手边的橡皮泥，它的形状变了，所含的橡皮泥有增减吗？”“如果把这瓶水冻成冰，状态变了，水的质量变了吗？”最后，回到导入问题：“把苹果带到月球甚至太空，它的质量改变了吗？”结合课件动画，强调“质量是物体本身的一种属性，不随形状、状态、位置的变化而变化”。口头强调：“记住，属性！就像你的姓名，走到哪都不会变。”

学生活动：观察教师举例，理解“物质的多少”的涵义。动手改变橡皮泥形状，思考并回答教师连续追问，在思辨中逐步认同“属性不变”的观点。跟随动画演示，巩固对质量概念的理解。

即时评价标准：1.能否用自己的话举例说明“物体所含物质多少”的含义。2.在回答关于形状、状态、位置的追问时，观点是否清晰，并能初步运用“属性”概念进行解释。

形成知识、思维、方法清单：

★1.质量的定义与属性：质量（m）表示物体所含物质的多少。它是物体的一种基本属性，不随物体的形状、状态（固态、液态、气态）、所处空间位置（如地球、月球、太空）的改变而改变。这是与“重力”概念最根本的区别。教学提示：此点是纠正前概念的核心，需通过反复追问和情境假设来强化。

▲2.质量的单位与国际单位制：国际单位是千克（kg），常用单位还有克（g）、毫克（mg）、吨（t）。换算关系：1t=10^3kg，1kg=10^3g，1g=10^3mg。认知说明：建立单位阶梯，类比长度单位换算，便于记忆。任务二：认识工具——托盘天平的构造与原理

教师活动：展示实物天平，并投放大结构图。“工欲善其事，必先利其器。认识它，是用好它的第一步。”引导学生按“底座—横梁—秤盘—标尺—平衡螺母—指针—分度盘”的顺序观察。重点讲解：“大家看，横梁其实就是一个等臂杠杆。当两边受力平衡时，指针就指在分度盘中央。”可以简笔画示意杠杆原理。“这个可以移动的小家伙叫游码，相当于一个可以在标尺上移动的小砝码。”提问：“为什么砝码必须用镊子取放？”（避免汗液腐蚀，影响精度）。

学生活动：对照实物和课件，识别天平各主要部件名称及功能。理解天平是等臂杠杆的应用。动手用镊子轻夹砝码，感受规范操作的要求。

即时评价标准：1.能否准确指认天平各关键部件（平衡螺母、游码、分度盘等）。2.能否简要说明天平是利用杠杆平衡原理工作的。

形成知识、思维、方法清单：

★3.托盘天平的构造与原理：主要部件包括底座、横梁、平衡螺母、托盘（左物右码）、指针、分度盘、标尺、游码及砝码。其工作原理是等臂杠杆的平衡条件。教学提示：将新工具（天平）与已学知识（杠杆）建立联系，促进理解。

▲4.测量工具的使用伦理：精密测量仪器要求规范、爱护。用镊子取放砝码是为了防止砝码生锈或沾污，保证测量准确性和工具寿命。这体现了科学研究的严谨性。任务三：掌握方法——天平的使用规程（“六步法”）

教师活动：播放自制的“天平使用六步法”微视频（1.放：天平放水平；2.移：游码移左零；3.调：螺母调平衡；4.测：左物右码测；5.读：砝游和读数；6.整：器材归原位）。视频后，教师进行慢动作分解示范，尤其强调“调平衡”时“左偏右调，右偏左调”的口诀，以及“平衡”的判定标准是指针在分度盘中央等幅摆动或静止在中央。然后，发放“六步法”任务评价单。

学生活动：观看微视频，形成整体印象。观察教师示范，重点关注调平细节。跟随教师口令，进行无实物模拟操作演练，边做边复述步骤。领取任务单。

即时评价标准：1.模拟操作时，步骤顺序是否正确。2.能否说出“调平衡”的口诀。3.能否正确判定天平是否平衡。

形成知识、思维、方法清单：

★5.托盘天平使用步骤（“六步法”）：这是操作的行动指南，必须熟记并严格遵循。易错点提醒：“放平”是基础；“游码归零”常被遗忘；“调平衡”螺母前务必先归零；称量时左盘放物体，右盘放砝码；加减砝码“先大后小”；最终读数：物体质量=砝码总质量+游码左端对应标尺示数。任务四：实践验证——测量固定物体的质量

教师活动：发布第一个实操任务：“请各小组用天平测量这块橡皮泥的质量。”教师巡视，重点关注：天平是否水平放置；游码是否归零；调平衡操作是否规范；是否遵守“左物右码”；砝码取放是否用镊子；读数方法是否正确。发现共性问题，如读数错误，立即进行全班暂停提示：“停一下！大家注意看，游码读数要看左边缘对准的刻度值，不是右边哦！”

学生活动：小组合作，按照“六步法”任务单，一步步测量给定的橡皮泥质量。记录数据，并互相检查操作步骤。遇到问题先组内讨论，再求助老师。

即时评价标准：1.操作流程是否完整、规范（对照任务单逐项打钩）。2.小组内是否有明确分工与合作（如一人操作，一人监督，一人记录）。3.测量结果记录是否清晰，单位是否标注。

形成知识、思维、方法清单：

▲6.实验合作与记录规范：科学实验强调协作与可重复性。明确分工能提高效率，互相监督能减少错误。记录数据必须如实、完整，包括数值和单位，这是分析结论的基础。任务五：深化理解——探究质量与形状、状态的关系

教师活动：提出进阶探究问题：“现在，请将你们测过的橡皮泥捏成任意其他形状，再测一次质量，看看结果如何？”“想象一下，如果我们测的是一块冰，化成水后质量会变吗？虽然课上无法做，但你能用今天学的原理推断吗？”引导学生从属性角度进行推理。

学生活动：动手改变橡皮泥形状，再次测量并比较数据。基于实验结果和质量属性概念，推理冰化成水质量不变，并说明理由。

即时评价标准：1.改变形状后再次测量，操作是否依然规范。2.能否基于实验数据和概念，合理论证“质量不变”的结论。

形成知识、思维、方法清单：

★7.质量是属性的实验验证与推理：通过改变橡皮泥形状后质量不变的实测数据，为“质量是属性”提供了实证支持。对于无法直接实验验证的情况（如状态变化、位置变化），可以基于已建立的科学概念进行逻辑推理，这是科学研究的重要方法。任务六：迁移应用——测量一枚硬币的质量

教师活动：出示一枚一元硬币，提问：“这枚硬币的质量比天平的最小砝码还小，直接测可能测不准。你有办法用我们现有的工具比较准确地测出它的质量吗？”启发学生思考“累积法”。对率先想到方案的小组给予肯定：“很棒！这就是‘聚少成多，测总算单’的思路，以后测量微小质量或长度经常会用到。”

学生活动：思考并讨论测量方案。提出可以用多枚相同硬币测出总质量，再求平均。小组合作实施测量方案，计算一枚硬币的质量。

即时评价标准：1.能否提出“测多算少”的累积法测量思路。2.在实施过程中，方案设计是否合理，计算是否正确。

形成知识、思维、方法清单：

▲8.累积法测量微小质量：当被测物体的质量小于天平的最小分度值时，可以采用累积法：测量多个相同物体的总质量M，则单个物体质量m=M/n。这种方法体现了放大测量的思想，是物理实验中常用的间接测量技巧。第三、当堂巩固训练

1.基础层（概念辨析）：“请判断下列说法是否正确，并说明理由：A.宇航员把一块石头从地球带到月球，石头的质量变小了。B.1kg的铁块比1kg的棉花重。”（口头抢答）

2.综合层（读数与操作分析）：投影展示几幅天平称量时的示意图（含游码位置），请学生读数。出示一个情景：“某同学调平时指针偏右，他应如何调节平衡螺母？称量时，他把物体放在了右盘，砝码放在了左盘，移动游码后平衡了，那么物体的实际质量等于什么？”（独立完成在练习本上，随后同桌互评）

3.挑战层（误差分析与方案设计）：“如果砝码生锈了（质量变大），测量结果会偏大还是偏小？为什么？”“如何用一台天平、一瓶水（已知水的密度）测量一个不规则小塑料块的体积？（提示：质量可以测，如何联系到体积？）”（小组讨论，代表发言）

反馈机制：基础题通过集体反馈快速澄清概念。综合题通过同桌互评和教师投影典型答案（正确与错误对比）进行精细纠错。挑战题通过小组展示思路，教师点评其思维的创新性与严谨性。第四、课堂小结

1.知识整合：邀请学生以思维导图的形式，到黑板上或口头梳理本节课的核心线索：质量（定义、属性、单位）→测量工具（天平构造、原理）→测量方法（六步法、累积法）。

2.方法提炼：教师总结：“今天我们不仅学了一个概念、一种工具，更经历了一次完整的科学探究：从提出问题，到学习工具，动手验证，最后还能解决新问题。其中‘实证’和‘推理’是我们认识世界的两把钥匙。”

3.作业布置与延伸：“必做作业：完成练习册本节基础题；用‘六步法’口诀，复述并模拟给家长演示天平的使用过程。选做作业：设计一个家庭小实验，利用电子秤（或厨房秤）验证‘质量是属性’（例如，将一瓶水冷冻前后分别称量）。下节课我们将进入一个与质量紧密相关、但更加奇妙的概念——密度，它决定了为什么铁块沉底而木块漂浮。”六、作业设计

基础性作业（必做）：

1.书面作业：完成教材本节后练习题13题，重点巩固质量概念、单位换算和天平读数。

2.实践作业：对照“天平使用六步法”任务单，在不使用实物的情况下，向家人或同伴完整、准确地口述天平的使用步骤及注意事项。

拓展性作业（建议完成）：

1.调查与比较：调查生活中常见的三种测量质量的工具（如台秤、电子秤、杆秤），比较它们的使用场景、原理（简要了解）和精度差异，制作一个简单的对比表格。

2.微型项目：利用家中的电子秤，设计并完成一个验证“物体的质量与形状无关”的小实验。记录实验过程、数据，并撰写简要的实验结论。

探究性/创造性作业（选做）：

1.误差探究：查阅资料或自行思考，除了砝码生锈，还有哪些因素会导致托盘天平的测量出现误差？这些误差是偏大还是偏小？尝试写一篇简短的误差分析小报告。

2.创意设计：如果让你为未来的太空实验室设计一款测量质量的仪器，你会考虑哪些在地球上不需要考虑的因素？画出原理草图或写出你的设计思路。七、本节知识清单及拓展

★1.质量的定义：物体所含物质的多少叫作质量。用字母m表示。这是描述物体本身属性的一个基本物理量。（核心之核）

★2.质量的基本属性：质量是物体的一种属性，它不随物体的形状、状态、空间位置的改变而改变。（理解此点，方能与重力区分开）

★3.质量的国际单位：千克（kg）。常用单位换算：1t=1000kg,1kg=1000g,1g=1000mg。（记清进率是计算基础）

★4.托盘天平的原理：利用等臂杠杆的平衡条件工作。当左右两盘所受压力（等于物体和砝码的重力）相等时，横梁平衡。（知其所以然）

★5.托盘天平的构造：重点识记：平衡螺母（调平用）、托盘（左物右码）、指针与分度盘（判断平衡）、标尺与游码（相当于可移动的小砝码）、砝码（用镊子取放）。（识器方能善用）

★6.天平使用“六步法”：放平、归零、调平、称量（左物右码，先大后小加砝码）、读数（砝码总和加游码左端示数）、整理。口诀：“左偏右调，右偏左调”用于调节平衡螺母。（操作铁律，必须内化）

▲7.游码的读数：必须读取游码左侧边缘在标尺上所对应的刻度值。标尺通常分度值为0.1g或0.2g，读数时需估读一位。（高频易错点）

▲8.“左物右码”的意义：这是规定，方便操作和读数。如果放反（左码右物），且使用了游码，则物体的实际质量=砝码质量游码示数。（特殊情况会分析）

▲9.累积法测微小质量：用于测量质量小于天平最小砝码的物体。测多个（n个）同样物体的总质量M，则一个物体的质量m=M/n。（重要的间接测量方法）

▲10.误差初步认识：砝码生锈（质量变大）导致测量结果偏小；砝码磨损（质量变小）导致测量结果偏大。托盘未调平、读数视角不正确等也会引入误差。（建立误差观念）

▲11.质量测量工具的发展：从古代天平、杆秤到现代电子天平、分析天平，精度不断提高。电子天平基于电磁力平衡原理，可直接读数，使用更方便。（科技史视角拓展）

▲12.质量与重力的区别与联系：（前瞻性提示）质量是物体本身的属性，是标量，单位是kg；重力是由于地球吸引而使物体受到的力，是矢量，单位是N。物体所受重力与其质量成正比：G=mg。（为下章学习铺垫）八、教学反思

（一）教学目标达成度分析本节课预设的知识与技能目标达成度较高。通过“导入冲突任务探究分层巩固”的流程，大多数学生能准确表述质量的定义和属性，并能在监督下基本完成天平的规范操作。从当堂巩固训练和课后抽查来看，“属性”概念的理解比预想中更顺利，这得益于“橡皮泥变形测量”这一即时实证活动的设计，学生反馈“自己测完就信了”。能力目标方面，小组合作测量环节暴露出部分学生操作生疏、步骤遗忘的问题，尽管有任务单支撑，但熟练度仍需后续实验课持续强化。情感与科学态度目标在规范操作的要求和器材爱护的强调中得到渗透，课堂整体探究氛围浓厚。

（二）核心教学环节有效性评估1.导入环节的“地月之问”有效激发了认知冲突和探究欲，学生带着疑问进入学习，目的性强。2.“六步法”微视频与慢动作示范相结合，符合从整体感知到细节把握的认知规律，脚手架搭建有效。但巡视发现，仍有少数学生在“调平”环节耗时过长，未来可考虑增加一个“快速判断指针偏转与螺母调节方向”的专项互动游戏。3.“测量硬币质量”