初中科学七年级下册《质量与密度》第一课时教案

初中科学七年级下册《质量与密度》第一课时教案

一、教学目标

（一）科学观念

1.学生能够理解质量是物体所含物质的多少，是物体本身的一种属性，它不随物体的形状、状态、空间位置的改变而改变。

2.学生能够初步建立“密度”概念的雏形，感知到不同物质在相同体积时质量可能不同，体会引入密度概念的必要性。

3.学生能够掌握质量的国际单位及其换算，并对常见物体的质量大小形成较为准确的估测能力。

（二）科学思维

1.通过对具体实例（如橡皮泥变形、水结冰等）的分析与比较，发展学生的归纳与概括能力，从而抽象出质量的本质属性。

2.通过“体积相同的不同物质，其质量一般不同”的探究活动，引导学生从差异中发现问题，初步建立“物质特性”的模型思想，为密度概念的形式化定义做铺垫。

3.在托盘天平的使用过程中，锻炼学生严谨、有序的程序化思维和逻辑推理能力。

（三）探究实践

1.学生能够独立并规范地使用托盘天平测量固体和液体的质量。

2.学生能够设计简单的实验方案，探究“物体的质量与形状、状态是否有关”，并准确记录、分析实验数据，得出初步结论。

3.通过小组合作，完成“比较相同体积不同物质的质量”的探究活动，体验科学探究的基本过程。

（四）责任态度

1.在操作精密测量仪器（托盘天平）时，养成爱护器材、严谨细致、实事求是的科学态度。

2.通过了解质量测量在日常生活、工业生产和高科技领域（如航天、纳米技术）中的广泛应用，认识到科学技术与社会发展的紧密联系，激发探究物质世界的兴趣。

3.在小组探究活动中，培养合作交流、尊重他人意见的团队精神。

二、学情分析

本节课授课对象为初中七年级下学期的学生。在知识储备上，学生已在小学科学和七年级上册的学习中，接触过“物质”“物体”等基本概念，对物体有轻重之分（即具有质量）有生活体验，并能使用简易工具（如弹簧测力计间接比较力）进行粗略比较。但他们对“质量”作为一个精确的物理量缺乏科学认识，常与“重量”混淆，且对“属性”的理解较为模糊。

在思维特征上，该年龄段学生正处于从具体运算阶段向形式运算阶段过渡的关键期。他们具备一定的逻辑推理能力，但抽象概括和模型建构能力仍需借助具体形象和实验操作来支撑。他们对动手实验充满热情，但往往局限于操作本身，对实验设计的目的、数据的深层含义以及误差的分析缺乏深度思考。

在能力基础上，学生已具备初步的观察、比较和记录能力，但对于控制变量法的应用尚不熟练，对精密仪器的规范操作流程需要系统学习和严格训练。此外，从“体积”和“质量”两个直观概念，跨越到用两者的比值（密度）来表征物质特性，这一思维跃迁存在一定难度，需要搭建合理的认知阶梯。

三、教学重难点

（一）教学重点

1.质量概念的建立及其属性的理解。

2.托盘天平的正确使用方法。

3.通过实验探究，感知引入密度概念的必要性。

（二）教学难点

1.理解“质量是物体本身的一种属性”，特别是“不随空间位置改变”这一观点，需要借助航天情境进行抽象思维。

2.托盘天平使用的规范性操作，特别是调平、估测、轻拿轻放、读数等细节。

3.从“相同体积的不同物质质量不同”这一现象，自发产生“如何科学比较不同物质”的问题，进而初步萌发“单位体积的质量”这一比值定义法的思想。

四、教具与学具准备

1.教师演示用具：多媒体课件（含图片、视频、动画）、托盘天平（一台，附砝码盒）、演示用木块、铁块、铝块（体积大致相同）、橡皮泥、一杯水、一个冰块模具、电子秤、航天员太空生活视频片段、不同材料的样品（如泡沫、铜片、木块、橡胶等）。

2.学生分组实验用具（四人一组）：托盘天平（附砝码）一台、砝码镊子一把、待测固体（如铁螺母、橡皮、塑料块等）、烧杯两个、适量清水、一张坐标纸、实验记录单。

3.辅助材料：抹布、药匙、废物杯。

五、教学过程

（一）创设情境，激疑引思（预计时间：8分钟）

活动一：生活现象初感知

教师播放一组精心挑选的图片：超市货架上琳琅满目的商品包装袋上印着的“净含量”，中药房称量药材，金店用精密天平称量金饰，货运轮船装载集装箱。

师：同学们，在这些场景中，人们都在关注物体的一个什么共同特征？

引导学生回答：物体的“轻重”“多少”。

师：在物理学中，我们用“质量”这个科学概念来精确描述物体所含物质的多少。今天，我们就一起来探索“质量”的奥秘。

活动二：认知冲突引思考

教师出示一块橡皮泥。

师：请问，这块橡皮泥含有多少黏土物质？我把它捏成一个小人，它含有的黏土物质变了吗？再把它压成薄饼呢？

学生思考并回答。

教师将一杯清水倒入冰块模具，放入冰箱冷冻室（视频快进展示或提前准备好冰块）。

师：这杯水结成冰后，它含有的水物质变多了还是变少了？

通过这两个贴近生活的实例，引导学生初步体会“物体所含物质的多少”可能是一个不随形状、状态变化的量，为“属性”的引出埋下伏笔。

设计意图：从学生熟悉的生活场景切入，引出“质量”概念，建立科学与生活的联系。通过橡皮泥形状变化和水状态变化的直观演示，制造认知上的“惯性思维”（形状变物质可能变）与科学事实之间的轻微冲突，激发学生的好奇心和探究欲，为深度理解“质量是属性”做好铺垫。

（二）概念建构，探究属性（预计时间：15分钟）

活动一：定义与单位学习

师：物理学中，把物体所含物质的多少叫做质量。用字母m表示。

强调“物体”与“物质”的区别：铁钉是物体，铁是物质；课桌是物体，木材是物质。质量描述的是物体中“物质”的量。

介绍质量的国际单位：千克（kg）。通过展示国际千克原器的图片（或介绍其历史与最新定义——基于普朗克常数），让学生感受科学测量的精确与严肃。

介绍常用单位：吨（t）、克（g）、毫克（mg）。通过具体实例引导学生进行单位换算练习：如一袋大米约10kg，一个鸡蛋约50g，一枚一元硬币约6g等，建立数量级观念。

活动二：深入探究——质量是物体的属性

师：我们刚才的猜想——质量不随形状、状态改变，对吗？科学需要实证。请同学们利用桌上的器材（橡皮泥、天平、水、冰块模具等），设计实验进行验证。

学生分组讨论，设计实验方案。教师巡视指导，重点引导学生明确“改变什么”（自变量：形状、状态）、“观察测量什么”（因变量：质量）、“控制什么不变”（物体本身）。

小组代表分享设计方案。教师进行点评和优化，形成规范探究步骤。

探究1：质量与形状的关系。学生用天平称量一块橡皮泥的质量m1，将其任意变形后再次称量质量m2，比较m1与m2。

探究2：质量与状态的关系。学生称量一杯清水的质量m3，将其放入冰箱冷冻成冰（或使用教师提前准备的等质量冰）后，取出称量冰的质量m4，比较m3与m4。（操作中注意防止水溢出或融化，可用烧杯盛放）

学生分组实验，记录数据，分析得出结论：物体的质量不随其形状、状态的改变而改变。

活动三：思维拓展——质量与位置

师：如果老师把这块铁块带到珠穆朗玛峰顶，或者带到月球上，它的质量会改变吗？

学生可能产生争议。教师播放一段航天员在空间站生活的视频片段，重点关注航天员饮食、锻炼时物体依然有质量的现象（虽处于失重状态，但惯性仍在）。

师：地球上的物体被带到月球甚至太空，它所含的铁、塑料等物质本身减少了吗？

引导学生推理：物质本身没有增减，所以质量不变。教师总结：质量是物体本身的一种基本属性，它不随物体的形状、状态、空间位置的改变而改变。

此处可简单区分“质量”与“重量”（重力），指出重量随位置变化，但质量不变，避免学生混淆。

设计意图：此环节是本节课的核心概念建构区。通过“定义—单位—探究—拓展”的递进式教学，将“质量是属性”这一抽象观念层层剥开。学生从接受定义，到动手验证，再到思维推理，经历了完整的科学概念形成过程。特别是“质量与位置关系”的讨论，借助现代科技情境（航天），突破了学生地球表面的经验局限，锻炼了抽象思维能力，深化了对概念本质的理解。

（三）工具掌握，实践测量（预计时间：20分钟）

活动一：认识托盘天平的构造

教师出示托盘天平，结合课件动画，引导学生逐一认识其主要部件及功能：底座、托盘架、横梁、指针、分度盘、平衡螺母、标尺、游码、托盘。强调“分度值”的概念，即游码在标尺上移动一格所代表的质量值，这是读数准确的关键。

活动二：学习托盘天平的使用方法与注意事项

教师通过“口诀法”或“步骤法”进行规范操作演示，并解释每一步的原理和必要性。

操作步骤与口诀（示例）：

1.放平：将天平放在水平台面上。

2.归零：用镊子将游码拨至标尺左端的零刻度线处。

3.调平：调节横梁两端的平衡螺母（左偏右调，右偏左调），使指针指在分度盘中央刻度线或左右摆动幅度相等。

4.称量：左物右码。用镊子向石盘加减砝码（先大后小），必要时移动游码，直至横梁恢复平衡。

5.读数：物体的质量=砝码总质量+游码左侧所对刻度值。

6.整理：用镊子将砝码放回砝码盒，游码归零。

关键注意事项强调：

1.7.被测物体质量不能超过天平的“称量”。

2.8.保持天平干燥、清洁，潮湿或化学药品不能直接放入托盘。

3.9.取用砝码必须用镊子，轻拿轻放。

4.10.测量完毕，砝码归盒，游码归零。

活动三：分组测量实践

学生分组进行以下测量任务，将数据记录在实验记录单上：

1.测量一个铁螺母的质量。

2.测量一张坐标纸（规定大小，如10cm×10cm）的质量。（此任务挑战性在于质量小，可能需用“累积法”：测n张总质量再求平均）

3.测量一杯水的质量。（引导思考步骤：先测空烧杯质量m杯，再测烧杯和水的总质量m总，则水的质量m水=m总-m杯）

教师巡视指导，纠正错误操作，特别关注调平、游码使用、读数和“左物右码”原则。选取有代表性的操作问题或优秀做法进行即时点评。

设计意图：技能学习重在规范与熟练。此环节采用“认识结构—明确步骤—实践巩固”的模式。将操作流程口诀化，便于学生记忆。三个分层测量任务，从简单的固体测量，到微小质量测量的方法渗透（累积法），再到间接测量液体质量，逐步增加思维和技能难度，使学生在实战中全面掌握天平的使用，培养严谨的实验习惯和解决实际测量问题的能力。

（四）探究延伸，初识密度（预计时间：10分钟）

活动一：发现问题

教师出示体积大致相同的木块、铁块和铝块。

师：请同学们猜一猜，这三个体积差不多的物体，谁的质量最大？谁的最小？

学生猜测。请一组同学用天平现场验证。

实验结果：体积相同时，铁块质量最大，铝块次之，木块最小。

师：这个现象说明了什么？

引导学生得出结论：体积相同的不同物质，质量一般不同。这也是物质的一种特性。

活动二：深化思考

教师进一步追问：如果我们想知道“铁”这种物质和“铝”这种物质，哪个更“重”（本质是哪个更致密），仅仅比较这一块铁和一块铝的质量，科学吗？为什么？

引导学生意识到：比较的前提必须是“体积相同”。因为如果铁块很小而铝块很大，质量比较就失去了公平性。

师：在科学上，为了比较不同物质的这种特性，我们该怎么办？

让学生展开简短讨论。教师引导思路：既然体积相同时质量不同，那么是否可以取“单位体积”来进行比较呢？比如，比较1立方厘米的铁、铝、木头的质量。这种“单位体积的质量”将会是一个非常有用的物理量，它能帮助我们鉴别物质、选择材料。我们下节课将深入学习这个重要的物理量——密度。

设计意图：此环节是承上启下的关键，是本节课思维的升华点。通过一个直观的对比实验，制造强烈的认知冲突（体积同，质量异），自然引出物质存在另一种特性。通过连续的追问，引导学生从现象观察走向本质思考，自主领悟到“控制体积相同进行比较”的必要性，并初步触及“比值定义法”的思想边缘。这为下一课时密度概念的正式建立铺设了坚实的认知台阶和强烈的学习期待。

（五）课堂小结，梳理脉络（预计时间：5分钟）

教师引导学生以思维导图或知识树的形式，回顾本节课的主要内容：

1.质量是什么？（定义、符号）

2.质量的单位是什么？如何换算？

3.质量有什么特性？（“三不”属性：不随形状、状态、位置改变）

4.如何测量质量？（工具：托盘天平；方法：规范操作步骤）

5.我们发现了什么新问题？（体积相同的不同物质，质量不同；需要寻找一种科学的比较方法）

学生自主梳理，同桌互讲，教师最后用课件呈现完整的知识结构图进行强化。

（六）应用迁移，分层作业（预计时间：2分钟）

基础性作业：

1.完成课本配套练习中关于质量概念、属性及单位换算的习题。

2.列举生活中3个实例，说明物体的质量不随其形状、状态或位置的变化而变化。

实践性作业：

1.回家后，尝试用家里的电子秤（如有）估测并测量以下物品的质量：一个苹果、一本教科书、你的空书包。记录数据，感受质量的大小。

2.预习下节课“密度”部分，思考：如何设计实验来比较水和油的这种“特性”？

拓展性作业（选做）：

1.查阅资料，了解“质量”概念在物理学中的深度内涵（如惯性质量与引力质量），并了解国际单位“千克”是如何从实物原器过渡到基于基本物理常数定义的。撰写一份200字左右的简要报告。

2.设想你是一位材料工程师，在为航天器选择一种轻型高强度材料。根据今天学习的知识，你认为在选择时需要比较材料的什么？为什么？

六、板书设计

（左侧主板书区域）

质量与密度（第一课时）

一、质量（m）

1.定义：物体所含物质的多少。

2.单位：千克(kg)、吨(t)、克(g)、毫克(mg)

3.属性：质量是物体的一种基本属性。

不随形状、状态、空间位置改变而改变。

二、质量的测量

工具：托盘天平

步骤：放平→归零→调平→（左物右码）称量→读数→整理

三、新的发现与思考

体积相同的不同物质，质量一般不同。

→如何科学比较？→需要控制“体积相同”→单位体积的质量？

（右侧副板书区域）

1.关键词语：物体vs物质

2.实验结论：m形状改变=m原状

m水=m冰

3.探究问题：体积相同时，m铁>m铝>m木？

4.作业布置