小学一年级科学“物体的轻重比较”探究式教学设计

小学一年级科学“物体的轻重比较”探究式教学设计

一、课标依据与教材分析

  本节课的建构立足于《义务教育小学科学课程标准（2022年版）》的核心要求。课标明确指出，小学低段科学教学应侧重引导学生从身边熟悉的日常生活出发，通过观察、比较、分类等方法，认识物体的基本特征，并学习使用简单的工具进行探究。在“物质科学”领域，课标在1-2年级学段的内容标准中，明确提出了“知道物体有轻重”的学业要求，并建议通过直接的感官体验和简单的测量活动进行比较。

  本课是“物体与材料”单元中的一个关键节点，它既是前续课程对物体颜色、形状、大小等外部特征观察的延续和深化，也为后续学习“物体的沉浮”、“认识材料”等概念奠定了基础。“轻重”是物体的一种基本属性，对于一年级学生而言，这是一个既熟悉又陌生的概念。熟悉在于他们日常已有“拿不动”、“提起来费劲”等感性经验；陌生在于他们尚未建立起科学的、可比较的“轻重”概念，常将其与“大小”、“多少”等属性混淆。教材的编排意图是通过一系列结构化的活动，引导学生将模糊的生活经验转化为清晰的科学认知，初步理解“轻重”作为物体固有属性的含义，并掌握多种比较轻重的科学方法，尤其是引入简易测量工具（如简易天平），体验从定性感知到定量比较的思维进阶。

二、学情分析

  执教对象为小学一年级下学期学生，年龄约6-7岁。此阶段学生的认知发展正处于皮亚杰理论中的前运算阶段向具体运算阶段过渡时期，其思维特点主要表现为：

  认知特点：

  1.具象思维主导：他们的思维活动强烈依赖于具体的事物和直观的操作，对抽象概念的理解存在困难。因此，“轻重”这一相对抽象的概念，必须通过大量亲手操作、亲身体验来构建。

  2.注意力保持时间有限：注意力集中时间相对较短，容易被新奇、有趣的事物吸引。教学设计需注重活动形式的多样性和趣味性，在约15-20分钟就需要转换活动形式或内容。

  3.语言表达处于发展期：能够进行简单的描述和交流，但词汇量有限，表达可能不够精准和完整。需要教师提供丰富的描述性词汇（如“更重”、“最轻”、“差不多重”）和句式支架，鼓励并引导他们进行科学的表述。

  前概念分析：

  1.常见混淆：学生普遍存在“大的东西就重，小的东西就轻”的前科学概念。例如，会认为一个大的充气球比一个小铁钉重。

  2.方法单一：多数学生比较轻重仅依赖于“用手掂”这一种方法，对于体积相似或轻重差异细微的物体，这种方法往往失效，但他们尚未意识到需要更精确的方法。

  3.工具意识薄弱：日常生活中虽有接触秤等工具，但主动运用工具解决比较问题的意识不强，对“公平比较”的条件缺乏认知。

  基于以上分析，本课教学的核心挑战在于：如何设计有层次、有结构的探究活动，有效引导学生突破“大小决定轻重”的迷思概念，经历从主观感受到客观比较、从直接感知到工具测量的完整认知过程，并在此过程中培养初步的科学探究能力和实事求是的科学态度。

三、教学目标

  1.科学观念

  通过参与多种比较物体轻重的活动，知道物体的轻重是物体的基本属性之一，不必然由其大小决定；理解并初步运用“掂一掂”、“天平称一称”等科学方法来比较物体的轻重。

  2.科学思维

  在观察、预测、动手操作和结果比对中，发展基于证据进行比较、推理的初步能力。学会在直接感知（掂）无法判断时，寻找并使用工具（简易天平）来解决问题，体验科学方法的演进。

  3.探究实践

  能够运用多种感官和简单工具（主要是简易天平）对物体的轻重进行观察和比较。能依据观察结果，用较为准确的词语（如“更重”、“更轻”、“最重”、“最轻”）描述比较结果，并与同伴交流自己的发现。

  4.态度责任

  在小组合作探究中，养成认真观察、乐于分享、尊重证据的科学态度。意识到使用工具可以使比较更公平、更准确，体会科学工具的价值。

四、教学重难点

  教学重点：掌握用多种方法比较物体的轻重，特别是学会使用简易天平进行公平、准确的比较。

  教学难点：突破“大的物体一定重，小的物体一定轻”的前概念；理解使用工具（天平）进行比较的必要性和优越性。

五、教学准备

  1.教师材料

  多媒体课件（包含对比鲜明的物体图片、天平使用微视频、儿歌动画）；实物展示台；一个“神秘袋”（内装体积相近但轻重差异明显的物体，如大小相近的棉花团和橡皮）；一台演示用大型简易天平或杠杆尺。

  2.学生分组材料（4人一组）

  材料袋A（用于方法探索活动）：乒乓球、小铁球（体积相似，轻重不同）；大号泡沫块、小号金属螺丝（体积差异大，轻重与体积关系反转）；两根羽毛。

  材料袋B（用于天平使用活动）：每组一台简易托盘天平（已调平）；一套标准重量砝码（或已知等重的替代物，如相同围棋棋子）；待测物体组（如一个橡皮、一个塑料小车、一个木块）。

  记录单：预测记录表、天平比较记录表。

六、教学过程

（一）情境激趣，问题聚焦（预计用时：8分钟）

  1.游戏导入：“神秘袋”猜一猜

  教师出示一个不透明的“神秘袋”，摇动使其发出物体碰撞的轻微声响。

  师：同学们，老师的袋子里藏着两样宝贝。请一位小勇士上来，只用手伸进去摸一摸、掂一掂，不拿出来也不许看，然后告诉大家，你觉得这两个东西，谁比较重？谁比较轻？（邀请一位学生上台体验）

  生：（通过触摸和掂量）我感觉这个圆圆的、硬硬的重，那个松松软软的轻。

  师：你的感觉到底对不对呢？我们请它们出来见个面！（教师取出一个棉花团和一块与棉花团体积相近的橡皮）大家看，和你想的一样吗？

  此环节设计意图：利用“神秘袋”游戏瞬间抓住学生的好奇心，创设真实的问题情境。让学生代表通过“掂”这一最原始的方法进行判断，既激活了学生的生活经验，又将“比较轻重”的核心问题自然引出，为后续活动定下基调。

  2.揭示课题，明确任务

  师：看来，光用眼睛看大小，有时候并不能准确判断谁轻谁重。今天，我们就化身成“小小裁判官”，一起来学习如何科学地《比较物体的轻重》。（板书课题）

  师：作为一名合格的裁判官，我们需要掌握哪些本领呢？首先，我们要学会判断什么时候谁轻谁重；其次，当两样东西轻重差不多，用手掂不出来的时候，我们还得有更厉害的法宝！

  3.联系生活，初谈经验

  师：在平时生活中，你在什么时候会感觉到东西有轻有重呢？

  生1：我帮妈妈提菜的时候，感觉西瓜重，西红柿轻。

  生2：我的书包里书装多了就很重。

  师：同学们说得真好！轻重是我们生活中经常要面对的问题。那么，除了用手“掂”，你还有什么好办法比较轻重吗？

  （学生可能会提到“用秤称”、“抱一抱”等，教师予以肯定，并顺势引导）

  师：大家想到了不少办法。接下来，我们就用这些办法，来当一当真正的裁判官。

（二）探究活动一：方法初探——“掂”与“称”的碰撞（预计用时：15分钟）

  1.活动一：挑战“体积相似组”

  教师出示乒乓球和小铁球（确保外观颜色处理成相近，避免颜色干扰）。

  师：第一组选手登场！一个乒乓球，一个小铁球。它们俩个头差不多大，谁是“重量级”选手，谁是“轻量级”选手呢？请先用你的小手掂一掂，在心里做出判断。

  （学生分组领取材料，轮流掂量）

  师：裁判官们，请亮出你们的裁决！认为乒乓球重的举左手，认为小铁球重的举右手。（学生举手表决，结果会高度一致指向小铁球）

  师：大家都认为小铁球重。为什么？能说说你的感觉吗？

  生：小铁球掂起来沉甸甸的，乒乓球感觉轻飘飘的。

  师：“沉甸甸”、“轻飘飘”，这两个词用得太准确了！这说明，对于大小差不多的两个物体，我们用“掂一掂”的方法很容易就能分出轻重。（板书方法一：掂一掂）

  2.活动二：挑战“体积差异组”与认知冲突

  教师出示大泡沫块和小金属螺丝。

  师：第二组选手来了！一个大泡沫块，一个小螺丝。现在，请大家先不掂，只用眼睛看，猜一猜：谁更重？

  （学生在记录单的“预测”栏画“√”。绝大多数学生会预测大的泡沫块重。）

  师：哦？很多裁判官都猜大泡沫重。光猜可不行，科学重证据。现在，请你们亲手掂一掂，验证一下你的猜想！

  （学生掂量后，表情会出现困惑和惊讶，因为结果与预测相反。）

  师：咦？大家的脸色告诉我，结果好像有点出乎意料？现在，你们的裁决是什么？

  生：（纷纷）小螺丝重！泡沫块很轻！

  师：为什么看起来大的，反而轻呢？

  生：因为泡沫里面都是空气，是空心的，所以轻。

  师：太棒了！你发现了物体轻重和它内部材料有关系。这个发现非常重要！它告诉我们一个重要的科学道理：物体的轻重，不能单单看它的大小，还和它是什么材料做成的有关。（板书核心概念：轻重与大小无必然联系）

  3.活动三：挑战“极限接近组”——引出工具需求

  教师给每组发两根看似相同的羽毛（其中一根羽柄处用透明胶极轻微地裹了一小段，使其略重，但掂量难以分辨）。

  师：终极挑战来了！两根羽毛，它们可是双胞胎，长得几乎一模一样。请裁判官们再用“掂一掂”的法宝，判断谁轻谁重。

  （学生反复掂量，面露难色，小组内可能出现分歧。）

  师：怎么样？这回还能轻松裁决吗？

  生1：我觉得好像一样重。

  生2：我感觉左边这根稍微重一点点，但我不确定。

  师：遇到难题了。当两个物体轻重非常接近的时候，我们灵敏的小手也感觉不准了。这时候，我们该怎么办？需要请出更公正、更精确的裁判工具了！大家知道是什么吗？

  生：可以用秤！用天平！

  师：对！今天我们就来认识一位新朋友——简易天平。（展示实物）它是帮助我们公平、准确比较轻重的好帮手。

（三）探究活动二：工具进阶——认识并使用简易天平（预计用时：20分钟）

  1.认识天平，理解“公平”

  教师利用实物或大图，介绍天平的基本结构：底座、支架、横梁、指针、左右两个托盘。

  师：天平怎么当裁判呢？它有两条重要的“裁判规则”。第一：比赛前，天平自己要“站稳”。就是指针要指向中间的刻度线，这叫“调平”。（教师演示调平过程）第二：比赛时，要“同时上场”。我们把要比的物体分别放在左右两个托盘里，同时放手，让它们公平竞争。

  播放简短的微视频（约1分钟），动态展示天平比较物体轻重的过程。

  设计意图：对于一年级学生，直接讲解天平原理过于抽象。通过拟人化的“裁判规则”和动态视频，将“调平”和“同时比较”这两个关键操作步骤形象化、趣味化，便于学生理解和记忆。

  2.学习使用天平比较两个物体

  师：现在，我们就用天平来重新裁判一下那对“羽毛双胞胎”。请各组先检查你们的天平是否已经“站稳”（调平）。

  （学生小组操作：调平天平，然后将两根羽毛分别放入左右托盘，同时松手观察。）

  师：天平是怎么“说话”的呢？谁来翻译一下？

  生：指针歪了！往左边歪了。

  师：指针往哪边歪，说明哪边的托盘怎么样了？

  引导学生观察并总结：指针偏向哪边，说明哪边的物体更重；指针停在中间，说明两边物体一样重。

  （板书方法二：天平称一称→指针偏向：重；指针居中：一样重）

  通过天平，学生能明确分辨出两根羽毛的细微差别，巩固对天平作用的认知。

  3.活动拓展：用天平比较多个物体的轻重

  师：天平不仅能判断两个选手谁赢谁输，还能帮我们给好几个选手排排名次。现在，请裁判官们用天平，给材料袋B里的橡皮、塑料小车、木块这三个物体，按照从轻到重的顺序排个队。

  （学生小组合作探究。他们面临的新挑战是：如何系统地、不重复地利用天平进行两两比较。教师巡视指导，提示他们可以用“先两两比，再把结果汇总”或“先找出最重的/最轻的”等策略，并指导他们在记录表上及时记录比较结果（可用画图或符号表示）。）

  小组汇报时，要求不仅说出排序结果，还要简单描述比较的过程。例如：“我们先比了橡皮和小车，小车重；再比了小车和木块，木块重；最后比了橡皮和木块，木块重。所以最轻的是橡皮，然后是小车，最重的是木块。”

  设计意图：比较三个及以上物体的轻重，难度提升，需要学生运用初步的逻辑思维和有序的实验设计。这个活动不仅深化了天平的使用技能，更培养了学生系统性解决问题和基于证据进行推理的能力，是实现思维进阶的关键环节。

（四）总结迁移，拓展应用（预计用时：7分钟）

  1.回顾梳理，方法提炼

  师：今天的裁判官培训就要结束了。我们来回顾一下，你都学到了哪些比较轻重的科学方法？

  （引导学生看板书总结）

  生：可以用手掂一掂；可以用天平称一称。

  师：那什么时候用掂，什么时候必须用天平呢？

  生：当东西轻重差很多时，可以用手掂。当东西差不多重，掂不出来时，就要用天平。

  师：总结得非常到位！科学的方法就是：先观察，能简单就不复杂；但需要精确时，就要借助工具。（渗透科学方法论思想）

  2.联系生活，拓展应用

  课件出示生活场景图片：

  场景1：菜市场，顾客在挑水果（用手掂）。

  场景2：实验室，药剂师在称量药品（用精密天平）。

  场景3：货船上，巨大的集装箱被吊起（用大型地磅）。

  师：看，在不同的地方，人们根据不同的需要，选择了不同的方法来比较或测量轻重。工具的发明，让我们的生活更便捷、更精确。

  3.趣味挑战，课后延伸

  师：最后，留给大家一个趣味挑战题：有一杯满满的水，水面上漂浮着一块冰块。当冰块全部融化后，杯子里水的总重量会变吗？是变重、变轻还是不变？请你回家后，可以把这个小实验做给爸爸妈妈看，并用今天学到的思想去想一想为什么。

  （此问题涉及“质量守恒”的初级感性认识，虽不要求一年级学生理解原理，但能激发他们的好奇心和持续探究的欲望，将课堂学习延伸到家庭。）

  4.整理器材，培养习惯

  在《整理物品》儿歌声中，指导学生有条理地清点、归还实验器材，养成良好的实验习惯。

七、板书设计

  板书采用图文结合的形式，左侧为方法区，右侧为核心概念与结论区，中间用天平简笔画连接。

  物体的轻重比较

  我们的方法：我们的发现：

  （手部简笔画）掂一掂→大小差不多的物体，可以掂。

    （快速、方便）→大小不同的物体，要掂了才知道。

  （天平简笔画）称一称→轻重差不多的物体，必须用天平。

    （公平、准确）→物体的轻重，不单看大小！

  （板书设计意图：简洁、形象、结构化。用图标代替纯文字，符合一年级学生认知特点。箭头和关键词清晰地展示了方法与结论之间的逻辑关系，突出了教学重难点。）

八、教学反思（预设与生成）

  本节课的设计力图体现“学生主体，探究主线”的现代科学教育理念。预设的成功点在于：通过精心设计的“三组挑战”材料，层层递进地制造认知冲突，有效驱动学生主动思考和实践，从而自然建构“轻重与大小无关”的科学概念，并切身感受到引入测