小学一年级科学下册《比较物体的轻重》教学设计

小学一年级科学下册《比较物体的轻重》教学设计

一、设计依据与核心理念

  本教学设计立足于《义务教育科学课程标准（2022年版）》的核心素养导向，紧密围绕“物质科学”领域中的核心概念“物质具有不同的特性与功能”进行构建。对于小学一年级学生而言，“轻重”是物体质量最直观、最生活化的属性感知起点，是构建物质观念、形成科学思维与方法的重要启蒙课。传统的教学往往止步于“掂一掂”的感性比较，本设计旨在实现认知的纵深突破，引导学生从模糊的“感觉”走向初步的“测量”，从无序的比较走向有方法的探究，最终孵化出“公平比较”这一科学探究的基石思想。设计融通了数学（量的比较）、工程（工具使用与改进）、技术（数字化工具初识）及语文（精准描述）等多学科视角，以“游戏化、探究式、项目化”的学习样态，创设连贯、真实且富有思维挑战性的学习情境，致力于培养学生在观察、比较、操作、推理、表达中萌发科学探究兴趣，形成实事求是的科学态度。

二、学情分析

  一年级学生处于前运算阶段向具体运算阶段过渡的初期，其思维具有鲜明的具象性和自我中心性。他们对“轻”、“重”有丰富的日常经验（如书包重、气球轻），但这一经验是混沌、相对且常与“大小”、“体积”混淆的。他们乐于动手操作，但目的性、条理性和持久性较弱，容易沉浸于操作本身而遗忘探究目标。其语言表达多以简单词句为主，缺乏系统、准确的描述能力。然而，他们好奇心强，对游戏和挑战充满热情，易于在成功的体验中建立自信。因此，教学必须将抽象的科学思维转化为看得见、摸得着、玩得起的系列活动，提供大量结构化材料支撑其感知，并通过层层递进的任务驱动，引导其思维从“知其然”走向“知其所以然”。

三、教学目标

1.科学观念

  通过系列探究活动，知道物体的轻重是指其质量的大小；理解比较物体轻重要使用公平的方法，当“掂一掂”无法准确判断时，可以借助工具（如简易天平）进行测量；认识到物体的轻重与它的材质、大小有关，但并非由大小单一决定。

2.科学思维

  在比较物体轻重的过程中，发展观察与比较的能力；能依据现象进行简单的归纳与推理（如：同样大的球，铁球比塑料球重）；经历从感官判断到工具测量的思维进阶，初步建立“标准化测量”的意识模型。

3.探究实践

  能运用多种感官（主要是触觉）感知物体的轻重；能尝试用“掂一掂”的方法对两个物体进行直接比较；能在教师指导下，学会使用简易天平比较物体的轻重，并判断天平平衡与否所代表的含义；能尝试设计简单的公平比较方案。

4.态度责任

  在小组合作探究中，愿意倾听同伴意见，乐于分享自己的发现；养成尊重事实、以证据为依据的表达习惯；对生活中物体的轻重产生持续探究的兴趣，并能将所学比较方法应用于解决简单的实际问题。

四、教学重难点

教学重点：掌握用“掂一掂”和简易天平比较物体轻重的基本方法。

教学难点：理解并实践“公平比较”的原则，初步建立借助工具获取精确信息的科学意识。

五、教学资源准备

1.教师材料

  多媒体课件（含动画、图片、录音）；演示用简易天平（大型、可视化强）；磁性板书贴（轻、重、天平图示、问号等）；记录单模板；不同材质（金属、木、塑料、海绵）但体积相近的立方体一套；神秘袋（内装视觉上大小悬殊但质量相近或相反的物体，如大棉花团与小铁块）。

2.小组材料（4人一组）

  材料盒A（用于“掂一掂”环节）：乒乓球、玻璃弹珠、大木块、小橡皮、塑料小汽车、毛绒玩具（小）。

  材料盒B（用于“天平称量”环节）：简易托盘天平（学生用）；标准砝码一套（可用统一硬币或定制小重物代替）；体积相同但材质不同的圆柱体（塑料、木、铝）；体积不同但可能质量相近的物体组合（如一个大塑料瓶盖与三个小螺母）。

  科学活动记录单。

六、教学过程

第一课时：激趣导入，感知轻重

（一）情境创设，初辨轻重（预计用时：8分钟）

  师：（播放动画：小熊和小兔子在玩跷跷板，小熊那一端总是沉下去，小兔子高高翘起。）小朋友们，你们玩过跷跷板吗？动画里发生了什么？

  生：小熊重，小兔子轻。

  师：是的，我们一眼就能看出谁轻谁重。在生活中，我们经常需要知道东西谁轻谁重。今天，我们就来当一回“轻重小侦探”，学习《比较物体的轻重》。（板书课题：比较物体的轻重）

  师：（出示一个大的充气塑料球和一个小的实心铁球）看，老师这里有两个球。猜一猜，谁轻谁重？

  生：（可能多数会猜大球重）

  师：光靠眼睛看，有时候会骗人哦。有什么好办法能真正知道呢？

  生：用手拿一拿/掂一掂。

  师：真棒！用手来感受轻重，这个方法就叫——“掂一掂”。（板书：方法一：掂一掂）请你和同桌互相“掂一掂”自己的铅笔和橡皮，悄悄告诉我谁轻谁重。

设计意图：从生动的卡通情境切入，直指核心概念。制造认知冲突（视觉大小与实际轻重可能不符），激发探究欲望，自然引出自古以来最基本、最直接的比较方法——“掂一掂”。

（二）实践探究，方法初建（预计用时：15分钟）

  师：现在，请我们的“轻重小侦探”们打开材料盒A。里面有很多宝贝。你们的第一个任务是：两人合作，只用“掂一掂”的方法，把盒子里的物体按照从轻到重的顺序，在桌面上排一排。

  （学生小组活动，教师巡视，重点关注：学生是否在认真掂量比较；是否在两人交流；排序的理由是什么；是否遇到难以判断的情况。）

  师：（邀请2-3个小组展示排序结果，可能结果不一致）小侦探们，为什么大家的排序不太一样呢？

  生：因为感觉不一样。/因为有的东西差不多重，不好比。

  师：哦，“掂一掂”这个方法，当两个物体轻重差别很大时，很好用。但是当它们轻重差不多时，我们的感觉就可能不那么准了，这就叫“难分轻重”。（板书：“掂一掂”→方便，但感觉有时不准）

  师：（举起乒乓球和玻璃弹珠）比如这两个球，感觉谁重？大家掂掂看。（学生操作）是不是玻璃弹珠明显重？这说明，有时候大小差不多，但重的物体，材料可能更“实在”。（渗透材质与重量的关系）

  师：记录员请在学习单第一题，为你排序最轻和最重的物体画上笑脸和星星。

设计意图：提供丰富、有结构性的材料，让学生充分实践“掂一掂”。通过开放性的排序任务暴露认知冲突和方法的局限性，为引入工具做好铺垫。初步感知材质对轻重的影响。

（三）认知冲突，引入工具（预计用时：12分钟）

  师：（出示“神秘袋”）小侦探们，挑战升级！我这里有一个神秘袋，里面有两样东西。不准看，只能用手掂。（请一位学生上台，蒙眼或背对，双手同时掂量袋中两端物品——大棉花团和小铁块。）

  生：（很可能判断大棉花团重，因为体积大，撑满了袋子。）

  师：公布答案！（取出物体）哇！原来是一个小小的铁块和一个大大的棉花团！你的感觉对吗？

  生：啊？感觉大的重，原来是小的重！

  师：看，这次我们的感觉“欺骗”了我们！当两个物体一个大、一个小时，光用手掂，很难公平地比较。因为我们的手会同时感觉到大小和轻重，容易混淆。我们需要请一位公正的“裁判官”来帮忙。它就是——天平！（出示大型演示天平）（板书：方法二：用天平）

  师：（简要介绍天平各部分：底座、支架、横梁、指针、左右托盘）这个裁判官非常公平，它只关心一样东西——重量。我们把物体分别放在它的两个“小盘子”（托盘）里。看，横梁中间的指针就像它的“公平之眼”。如果两边一样重，指针就指向中间，横梁是平的，这叫“平衡”。（演示平衡状态）如果哪边重，那边就会沉下去，横梁就会倾斜。（演示不平衡状态）

  师：我们来审判一下神秘袋的案子。（将小铁块和大棉花团分别放入天平左右托盘，明显铁块一端下沉。）天平告诉我们什么？

  生：铁块重，棉花轻。

  师：看，公正的裁判给出了准确的判决！

设计意图：通过“神秘袋”制造强烈的认知冲突，戏剧化地展现“掂一掂”方法在极端情况下的失效，使学生深刻体会到引入测量工具的必要性。直观演示天平的工作状态，建立“平衡”与“不平衡”的直观联系。

（四）课堂小结与预告（预计用时：5分钟）

  师：今天，我们小侦探学会了两种比较轻重的方法。一种是靠我们的手来——（生：掂一掂），另一种是请公正的裁判——（生：天平）。什么时候用“掂一掂”？什么时候需要请天平裁判呢？谁能总结一下？

  生：差别大的时候可以掂，差不多或者一个大一个小的时候用天平。

  师：总结得非常好！下节课，每位小侦探都将亲自操作天平，破解更多的“轻重谜案”，你们期待吗？课后，请大家在家里找三样物品，用“掂一掂”的方法给它们排排队，并把结果告诉爸爸妈妈。

第二课时：操作天平，深化认知

（一）回顾旧知，明确任务（预计用时：5分钟）

  师：上节课我们认识了公平的裁判——天平。谁能说说，天平怎么告诉我们哪个物体重？

  生：哪边沉下去，哪边的物体就重。平平的时候就是一样重。

  师：今天，我们要分组进行“天平挑战赛”！每个小组都会拿到一台天平和一些挑战任务。看哪个组的小侦探操作最规范，发现最准确！

（二）技能学习，规范操作（预计用时：10分钟）

  师：在挑战开始前，我们必须先学习如何正确、爱护地使用天平。请大家拿出自己的天平。（教师利用实物投影，分步示范讲解）

  第一步：放平。将天平放在水平的桌面上，检查底座是否平稳。

  第二步：归零。在放物体前，先看空托盘时指针是否指在中间。如果没有，可以轻轻调节两边的平衡螺母（或提醒学生选择出厂时已调平的学生天平）。

  第三步：轻放。将要比较的两个物体轻拿轻放到左右托盘的中间。注意：放物体和砝码时要“物左码右”吗？不，对于直接比较物体，我们只放物体，没有砝码，左右顺序不重要，但一次只比较两个。

  第四步：观察。等天平稳定后（不摇晃了），观察指针或横梁的状态，判断轻重。

  第五步：记录。将比较结果及时记录在活动单上。

  （学生跟随教师指令，进行空天平“归零”和稳定观察的练习。）

设计意图：将工具使用训练作为独立的、重要的教学环节，培养学生严谨、规范的科学操作习惯，这是后续有效探究的基础。

（三）分层挑战，探究实践（预计用时：20分钟）

  挑战一：公平的验证

  师：打开材料盒B，找到那两个大小一样的圆柱体（塑料和木）。先用“掂一掂”猜猜谁重，再用天平公正地裁判一下！把结果画在记录单上。（学生操作，验证猜想。结论：大小相同，材质不同，轻重不同。）

  挑战二：轻重的对决

  师：现在，请用天平比较木圆柱和铝圆柱。结果如何？（学生操作。结论：大小相同，铝最重，塑料最轻。深化材质影响轻重的观念。）

  挑战三：tricky的难题

  师：最后这个挑战有难度：用天平比较一个大塑料瓶盖和三个小螺母，看看谁重谁轻，还是同样重？（学生操作。此组合旨在制造“数量多vs体积大”的冲突，且结果可能是接近平衡或一方略重，引导学生面对“看似不平衡但很接近”的情况，需要更细致的观察。）

  师：（巡回指导，重点关注：操作是否规范；小组分工是否明确；观察记录是否准确；对“接近平衡”状态如何描述和记录。）

  在挑战间隙，教师引入关键讨论点：

  师：在使用天平时，为什么要求“轻拿轻放”？

  生：怕把天平弄坏/怕放得太重砸坏了/怕一扔东西，天平乱晃就看不清了。

  师：说得对。猛放物体，天平会剧烈晃动，我们很难观察；而且可能损坏这个精密的裁判。这体现了我们对科学仪器的爱护。

  师：如果我想比较这个橡皮和这支笔，可以直接放上去吗？（一手拿橡皮，一手拿笔）

  生：可以。

  师：如果我想比较橡皮和整个材料盒A呢？（举起盒子）

  生：啊？不行，盒子太重了，会把天平压坏吧？

  师：真聪明！天平有自己的“称量范围”，就像人只能提起一定重量的东西。超过范围，就会伤害它。所以，我们要保护天平，不用它称太重的物品。

设计意图：设计三个层次分明的挑战任务，从验证到探究再到模糊判断，步步为营。在实践操作中巩固天平使用技能，深化科学概念（材质与重量），并自然渗透爱护仪器、理解工具局限性的科学态度与责任。

（四）迁移应用，解决真实问题（预计用时：5分钟）

  师：（课件出示情境：小狗和小猫想用一根树干和一块石头做跷跷板，但不知道树干和石头谁重，无法设计支点。）你能用今天学到的知识帮帮它们吗？

  生：可以用天平称。

  师：可是树干太长了，放不进天平的托盘，怎么办？开动脑筋想一想。

  生：（可能想法）把树干锯下一小块和石头比。/用一个大秤来称。/找很多小石头，和树干比平衡……

  师：你们的想法都很有创意！科学家和工程师们遇到大物件的称重问题时，也会想办法把它“转化”成可以测量的部分，或者发明更大的秤。这就是科学思维的魅力！

第三课时：拓展整合，思维升华

（一）项目驱动：设计公平比较方案（预计用时：15分钟）

  师：经过前两节课的学习，我们已经是熟练的轻重小侦探了。现在，我们迎来终极团队任务——设计大赛！任务背景：科学王国要举行“水果重量锦标赛”，但只有一个天平。如何用最快、最公平的方法，从苹果、梨、橙子、香蕉这四种水果中，找出最重的那一个？

  （学生4人小组讨论，设计方案。教师提供水果实物模型或图片卡作为思维支架。）

  可能的方案：

  1.两两对比法：先用天平比出苹果和梨中的胜者（重者），再用胜者与橙子比，最后与香蕉比，最终的胜者就是最重的。

  2.“擂台赛”法：先定一个“临时冠军”（如苹果），然后用天平依次和梨、橙子、香蕉比，谁重谁就成为新的“临时冠军”，比完一圈，“临时冠军”就是最终冠军。

  3.分类淘汰法（较高级）：先两两分组比较（苹果vs梨，橙子vs香蕉），选出两个组内胜者，再让这两个胜者对决。

  师：请各小组派代表分享你们的“公平竞赛方案”。其他小组思考：他们的方案公平吗？有没有更快的办法？

  （引导学生关注方案的核心：确保每一个比较环节都是公平的（使用天平），并且最终能通过有限的比较次数得出结论。初步接触优化策略和逻辑推理。）

设计意图：将所学知识和方法置于一个需要合作、规划、设计的真实项目情境中。这超越了简单的操作，要求学生运用“公平比较”原则进行策略性思考，是科学思维的高阶演练，也是跨学科（工程设计、数学逻辑）的初步融合。

（二）科技视野：认识更多测量工具（预计用时：8分钟）

  师：天平是我们认识的第一位重量裁判官。在生活中，为了应对不同的称重需要，人们发明了各种各样的称重工具。（课件图文展示）

  电子秤：在超市、菜市场常见，数字显示，非常精确，可以称出具体的重量数字（如1.5千克）。

  体重秤：专门用来称人的体重，刻度大，承重强。

  磅秤/地磅：用来称很重的东西，比如卡车、大象。

  弹簧秤：利用弹簧的伸缩来指示重量，方便携带。

  师：这些工具虽然样子不同，但它们的核心任务都是一样的——公平、准确地告诉我们物体有多重。随着科技发展，甚至有了可以感知重量的智能传感器。（可简要展示智能行李箱称重或厨房智能秤的图片）

  师：课后，请大家当一回“生活中的侦探”，去超市、厨房、药店找一找，看看你能发现几种称重工具，把它们的名字或样子记下来。

设计意图：打开学生的科技视野，将课堂所学与广阔的真实世界连接起来。了解工具的多样性源于人类需求的多样性，感受科学技术对社会生活的改变，激发进一步探索的兴趣。

（三）单元整理与评价（预计用时：12分钟）

  1.概念图梳理：师生共同利用板书或思维导图，梳理本单元核心知识网络。

    核心问题：如何比较物体的轻重？

    方法1：掂一掂→优点：方便；局限：感觉不准，尤其当物体大小悬殊或轻重接近时。

    方法2：用工具（天平等）→核心思想：公平比较。

      →天平使用：放平、归零、轻放、观察、记录。

      →工具的发展：从天平到电子秤、体重秤……（满足不同需求）

    科学观念：轻重是物体的属性；轻重与材质、大小有关，但不绝对。

  2.多元评价：

    自我评价：在学习单的“收获苹果树”上，根据自己对本节课知识的掌握程度（“我学会了用天平”、“我能说出公平比较的方法”、“我能设计比较方案”等），涂红相应数量的苹果。

    小组互评：在“合作小星星”栏目，根据小组在讨论、操作、分享中的表现，进行互评。

    教师过程性评价：结合课堂观察记录（学生参与度、操作规范性、思维深度、表达情况），给予针对性、鼓励性的口头或印章评价。

（四）延伸探究作业（预计用时：课后）

  基础性作业（必做）：完成实践活动记录单的整理，并回家后，选择两种水果或蔬菜，尝试用“掂一掂”和家用厨房秤（如有）两种方法比较轻重，将过程和结果说给家人听。

  拓展性作业（选做，二选一）：

  1.艺术与科学：创作一幅题为《轻重王国》的绘画，画出你想象中“很重”和“很轻”的物体或生物，并给家人讲解你的设计。

  2.工程与设计：尝试用一根直尺、一根细绳和一个挂钩（或回形针）制作一个简易的“小吊秤”，看能不能用它比较两枚不同硬币的轻重。（提供简要制作图提示）

七、板书设计

  板书采用图示化、动态生成的方式，分为三个区域：

  左区：核心问题与方法

    比较物体的轻重

    掂一掂（