小学一年级科学下册《比较物体的轻重》探究式教学设计

小学一年级科学下册《比较物体的轻重》探究式教学设计

  一、课标依据与设计理念

  本教学设计以《义务教育科学课程标准（2022年版）》为根本遵循，紧扣“物质科学”领域中的核心概念“物质具有不同的特征和特性，可以区分为不同的种类”。对于小学一年级学生，课标明确要求在观察和描述物体特征的基础上，学习运用简单的工具进行测量和比较，发展观察、描述、比较和分类的能力。本课“比较物体的轻重”正是这一要求的具体化实践，是引导学生从定性描述走向初步定量感知的关键节点。

  设计理念上，本教案秉持“儿童中心、探究为本、素养导向”的原则。首先，我们尊重一年级学生以具体形象思维为主、好奇好动、注意力持续时间有限的认知特点，将学习过程游戏化、活动化、情境化，让科学探究在“玩”中自然发生。其次，强调“做中学”和“思中悟”，通过精心设计的阶梯式探究活动，引导学生亲历“预测-观察-比较-描述-交流”的完整科学探究过程，而非被动接受结论。最后，着眼于科学核心素养的早期培育，不仅关注“轻重”概念的理解和比较方法的掌握，更着力于培养学生的实证意识（用证据说话）、有序思维（比较的公平性）、精确表达（运用比较性语言）以及合作分享的学习品质。本设计还尝试打破学科壁垒，在科学探究中自然融入数学（比较、排序）、语文（词汇表达）、道德与法治（规则意识、合作分享）等元素，体现跨学科学习的初步样态。

  二、学情分析

  授课对象为小学一年级下学期学生。经过一个多学期的科学学习，他们已经初步熟悉了科学课的基本模式，具备了一定的观察和描述物体颜色、形状、大小等显著特征的能力。对于“轻重”，学生已有丰富的前概念和生活经验，能凭肌肉感觉（手感）大致判断物体的轻重，并能使用“重”、“轻”、“有点重”、“很轻”等词汇进行模糊描述。然而，他们的认知也存在明显的局限性与迷思概念：第一，对“轻重”的认识常与“大小”混淆，普遍认为大的物体一定重，小的物体一定轻（如认为一个大皮球比一个小铁钉重）。第二，缺乏科学的比较方法，大多依赖主观手感，当物体重量接近或不便直接用手掂量时（如两个苹果），往往难以做出准确判断或产生争议。第三，语言表达较为笼统，缺乏“更重”、“最重”、“一样重”等精确的比较级和最高级词汇，更无法清晰陈述比较的依据。第四，团队合作意识和简单的实验规则仍在培养初期，需要教师提供清晰、具体的活动指令和支持性“脚手架”。

  因此，教学的关键在于创设认知冲突情境，暴露学生的前概念；通过结构化材料的操作，引导他们发现手感的局限性，从而自发产生寻找更可靠方法的内在需求；在解决问题的过程中，习得并使用科学的比较工具与方法，建构初步的科学概念。

  三、教学目标

  基于课标、教材与学情，设定如下四位一体的教学目标：

  1.科学观念：通过一系列探究活动，知道物体的轻重是可以被比较和测量的；理解“掂一掂”和“称一称”是两种基本的比较物体轻重的方法，并在具体情境中认识到简易天平（等臂杠杆）是解决“掂不出来”问题的有效工具；初步感知物体的轻重与其材质、大小有关，但并非绝对的正比关系，破除“大的必然重”的迷思概念。

  2.科学思维：在预测与验证的活动中，发展基于已有经验的合理猜想能力；在多个物体两两比较并排序的活动中，发展逻辑推理和有序思维（传递性：若A比B重，B比C重，则A比C重）；能用“比重”、“和一样重”、“最重”、“最轻”等语言，有依据地描述比较结果，初步养成用证据支持观点的思维习惯。

  3.探究实践：能运用感官（手）直接感知（掂量）比较物体的轻重；能在教师指导下，学会使用简易天平（托盘天平或自制衣架天平）来比较物体的轻重，并能规范操作（如被测物体分置两端、轻拿轻放、观察平衡状态）。能设计简单的记录表，用图画、符号或简单文字记录预测和实验的结果。

  4.态度责任：对比较物体的轻重产生浓厚的探究兴趣，乐于参与小组合作学习，愿意倾听同伴的想法并分享自己的发现；在探究活动中初步建立“公平比较”的规则意识（如比较前先预测、工具使用要规范、尊重事实数据）；培养爱护实验器材、整理实验材料的良好习惯。

  四、教学重难点

  *教学重点：引导学生经历从用手掂量到使用工具比较物体轻重的认知发展过程，掌握用简易天平比较物体轻重的基本方法。

  *教学难点：理解“公平比较”的条件（如使用天平时，物体应放在两端相同位置）；在比较多个物体时，能运用系统性的两两比较策略进行排序；用相对精确的语言描述比较结果。

  五、教学资源准备

  为保障探究活动的充分性与层次性，准备如下材料：

  1.教师材料：多媒体课件（包含情境动画、活动指令、记录表范例、儿歌等）；实物展示台；一个不透明神秘袋（内装体积相近但材质迥异的物体，如大小相近的泡沫块和橡皮）；一套用于演示的大型简易天平模型或实物投影用小型天平。

  2.小组探究材料（4人一组）：

    *材料包A（手感掂量用）：塑料瓶、小字典、海绵、苹果（或橙子）、乒乓球等重量差异较为明显的常见物体（5-6样）。

    *材料包B（天平挑战用）：两个外观、体积完全相同（或极为相似）的密封盒子（一个内装沙子，一个内装羽毛或泡沫粒）；一小块橡皮和一支短铅笔；一颗大玻璃珠和若干颗小钢珠（总重可调至与玻璃珠相当或不同）。

    *工具：简易托盘天平（每小组一台，确保灵敏度适合一年级操作）或利用衣架、绳子和纸杯自制的简易天平。

    *记录工具：“我的发现”记录单、彩色笔。

  六、教学过程

  (一)情境导入，激趣生疑（预计时间：5分钟）

    1.活动：教师播放一段简短的动画：小熊猫和小兔子在玩跷跷板。小熊猫坐一头，小兔子坐另一头，小熊猫的一头沉了下去。小兔子说：“你比我重！”小熊猫说：“我们来帮玩具们比比轻重吧！”画面中出现一个皮球和一个铁质小汽车。

    2.提问：小朋友们，动画里小兔子根据什么说小熊猫重？（跷跷板沉下去的一边重）。那么，你们猜猜看，皮球和小汽车，谁重谁轻？说说你的理由。

    3.学生预测与表达：学生自由发言。教师将关键词“大小”、“材质”、“手感”等板书。预计会出现分歧：有学生根据“大小”认为皮球重，有学生根据生活经验（铁重）认为小汽车重。

    4.揭示课题：大家有不同的想法，这说明我们需要用科学的方法来“比一比”。今天，我们就来做一回“轻重小法官”，学习如何科学地比较物体的轻重。（教师板书或课件出示课题核心词：比较轻重）

  (二)探索活动一：手感大比拼——掂一掂（预计时间：12分钟）

    1.明确任务与方法：教师出示材料包A中的物体（如塑料瓶、小字典、海绵等）。提问：“如果不许用工具，只用我们身体自带的‘仪器’，怎么比？”引导学生想到“用手掂一掂”。教师规范动作：将物体分别放在左右手掌，上下轻轻颠动，用心感受。

    2.初次掂量与表达：各小组领取材料包A。学生先独立掂量两个差异最明显的物体（如小字典和海绵），尝试用“比重”的句式向组内同伴描述结果。教师巡视，指导语言表达。

    3.挑战升级——排序游戏：教师发布任务：“请给材料包里的所有物体，按照从轻到重的顺序排排队。”学生小组合作，通过反复两两掂量比较，尝试排序。此过程中，学生会遇到手感模糊、意见不一致的情况，这正是认知冲突点。

    4.记录与分享：各小组将排序结果贴在展板上或用实物排列展示。请1-2个小组汇报他们的排序和理由。教师引导关注：“当两个物体掂起来感觉差不多时，你们怎么办？”“大家都同意这个顺序吗？”暴露出手感比较的局限——不精确、有争议。

  (三)探索活动二：神器来帮忙——称一称（预计时间：18分钟）

    1.引出工具需求：教师出示“神秘袋”，请学生隔着袋子摸，并猜测里面两个“大小差不多”的物体谁重谁轻。然后取出（泡沫块和橡皮），让学生掂量。学生会惊讶地发现“小的橡皮反而重”。教师追问：“光靠掂，有时候会‘骗人’。当我们的手成了‘小糊涂’时，就需要请一位公正的‘小法官’来帮忙，它是谁？”引出天平。

    2.认识与操作天平：教师利用大型模型或实物投影，介绍简易托盘天平的基本结构：底座、支架、横梁、指针、左右托盘。通过儿歌或口诀教授基本操作方法：“天平放平稳，游码归到零；左物右物轻轻放，指针在中就是平；哪边向下哪边重，公平比较它最行。”重点强调“公平”：要比的两个物体必须分别放在左右两个托盘里（相同位置），才能公正判决。

    3.分组实践与验证：各小组领取天平（或自制天平）和材料包B。

      *任务1（验证手感）：用天平比较刚才手感有争议的两个物体（如从材料包A中选取），看看天平“判断”的结果是什么。学生操作，观察天平状态（哪边下沉），并记录。

      *任务2（破解谜题）：比较两个一模一样的盒子。学生掂量后无法判断，使用天平立即见分晓。教师引导学生思考：“为什么看起来一样，重量却不同？”（里面装的东西可能不同），渗透“重量与内部材质有关”。

      *任务3（挑战思维）：比较一块橡皮和一支短铅笔；比较一颗大玻璃珠和一堆小钢珠。后一个任务可引发深度思考：数量多的不一定就重，取决于单个物体的轻重。

    4.记录与发现：学生在“我的发现”记录单上，用画图的方式记录比较的对象和天平倾斜的结果（如画左边物体下方一个箭头表示左重）。教师鼓励学生用“天平显示，比重”的完整句式向全班汇报一个最有趣的发现。

  (四)研讨交流，建构概念（预计时间：8分钟）

    1.聚焦核心问题：教师组织全班围坐，引导讨论：

      *问题一：“今天，我们用了哪些方法来比较轻重？你更喜欢哪种？为什么？”引导学生总结“掂一掂”和“称一称”两种方法，并体会工具的优越性（更准确、能解决争议）。

      *问题二：“用天平时，怎样放物体才算公平？为什么？”强化“公平比较”的条件意识。

      *问题三：“比较了这么多物体，你对‘轻重’有什么新的认识？物体轻重只和它的大小有关吗？”帮助学生修正前概念，认识到轻重与材质、构造等多元因素相关。

    2.思维提升：教师呈现三个物体（A、B、C），给出条件：用天平比，A比B重，B比C重。提问：“那么A和C谁重？你是怎么想的？”引导学生进行简单的逻辑推理，体验科学思维的严谨性。

    3.方法梳理：师生共同编创或总结一首比较轻重的方法小儿歌，巩固所学。

  (五)拓展应用，联系生活（预计时间：5分钟）

    1.生活中的比较：课件出示超市水果区顾客挑选水果（掂量）、菜市场用电子秤称菜、健身房哑铃标注重量等图片。让学生说一说这些场景中分别用了什么方法比较或测量轻重。

    2.课后探究任务（二选一）：

      *任务A（实践类）：回家后，用“掂一掂”的方法，帮爸爸妈妈把厨房里的酱油瓶、醋瓶、油瓶等按从轻到重的顺序排个队，并尝试说出你的发现。

      *任务B（制作类）：利用家里的衣架、绳子和两个纸杯，制作一个简易小天平，并用它比较一下你的两块不同橡皮谁重谁轻。

    3.整理器材：指导学生有序整理实验材料，将天平归位，培养良好的实验习惯。

  七、板书设计

  板书采用图文结合的思维导图形式，随着课堂进程动态生成。

  比较物体的轻重

  （天平图）

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  【掂一掂】【称一称】

  （手部图）（天平图）

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  快速有时不准公平更准确

  方便有争议（条件：左右同放）

  我们的发现：

  ·轻重可以比。

  ·大小≠轻重。（材质有关）

  ·方法：先掂量，有疑问，天平帮！

  八、教学反思与评价设计

  本教学设计力图体现以下特色：一是活动设计的阶梯性与挑战性，从明显差异到细微差异，从直接感知到工具使用，层层递进，不断激发探究欲。二是始终将学生置于探究的中心，预测、操作、记录、讨论、总结各个环节均以学生活动为主体，教师扮演组织者、引导者和支持者的角色。三是高度重视科学思维的启蒙，不仅教方法，更在活动中渗透比较的公平性、基于证据的推理、有序思考等科学思维要素。四是体现了跨学科融合的初步尝试，如数学中的比较与排序、语文中的精准表达训练。

  评价设计贯穿教学全程，采用多维、发展性评价：