《时间和长度的测量》教学设计

江阴市长寿中学 张长胜

【摘要】 本节课讲述了怎样学习时间和长度的测量，通过教学视频和学生演示实验使学生理解并掌握时间和长度的测量。

【关键词】单位换算 实验

一、教材分析

本节课要学的内容是国际制单位、长度的测量以及时间的测量，指的是会用刻度尺来测量物体的长度，其核心内容是长度的测量，学生在数学学科中已经学过关于长度的单位，本课的内容是长度和时间是生活中遇到最多的两个基本物理量，与每个人息息相关，让学生知道物理要对有关现象进行定量研究，比如测量物体运动的快慢，就需要测量路程和时间。本节介绍了测量长度和时间的常用工具，目的是使学生认识这些工具，使学生能在不同的环境条件下，利用有限的工具进行长度和时间的测量，从而测量出物体运动的速度，以提高学生联系生活实际，解决实际问题的能力。

二、教案背景

本节课的教学对象为初二（八年级）学生，在初一一年的学习中，他们已经掌握了学习的方法和习惯。在生活经验方面，学生经常接触到尺子和钟表，对他们应已有了一定的了解；在知识储备方面，学生对长度和时间有了一定的基础；在研究方法上，对于累积法、辅助工具法、化曲为直法学习的过程与方法也有了一定的认识。同时对于与生活接触紧密的长度和时间的测量，学生兴趣浓厚。所以，本节课的关键在于教师正确引导，充分调动学生学习的主动性与积极性，让学生充分讨论、探究、合作、交流，使学生真正成为学习的主人。

三、设计思想

在新课程改革的今天，教师要改变从前陈旧的教学观点，用新的教学理念来武装自己，来适应新课改的需求，今后在教学中要注意作到：本着“以学生发展为本”的教学、设计理念，教师要精心设计好适用于学生学习，有利于学生发展的动态方案，以便凸现探究过程和探究方法，给学生一个充裕的思考问题（包括实验方案的设计，实验过程的探究）的时空。并在本节的教学过程中始终将学生置于研究者、探索者的位置，让学生通过自身的思考和合作学习来获取知识和技能、掌握过程与方法、学会交流与合作。从实际生活中物理现象出发，创设问题情景引入课题，再由学生在实验中利用观察法归纳出结论和规律，不仅提高学生学习物理的兴趣，又能提高学生解决问题、分析问题的能力。还有在本案例的教学过程中，能灵活运用观察、实验、分析、归纳等科学方法，这样有利于培养学生正确的科学思维方式和科学方法。总之，教师在教学的过程中，要不断的学习先进的教学思想，在新课改的理念指引下，转变自己陈旧的观念，以适应新的教育教学任务。

四、设计策略

本节课有两个重点：一是长度单位换算；二是刻度尺的使用。单位换算是容易被忽略的，其实要想讲透，学生真正弄明白很不容易。另外它是进行复合单位换算的基础，也是今后一系列单位换算的基础。基于此考虑，长度单位的换算过程是循序渐进，首先从单位台阶入手，要求用科学计数法逐步找到其中规律，然后过度到稍微复杂些的换算。方法是从学生的已有知识入手即意义并用乘法写下来，指出单位换算的原则是等量代换，用特殊记号如颜色的区别让学生慢慢理解其换算过程。接着马上练习，并请学生板书，当场找出可能存在的问题。从课后作业看，个别学生依然存在些问题，如单位漏写、错写等。另外，在时间单位的换算上，只要略提一下即可，但是“一秒等于多少小时”这样的问题还是会给学生带来些麻烦。 接下来我重点处理了刻度尺的使用。学生有基础，反而给教学带来了一些负面影响，很多学生不以为然。主要利用以下策略：一、利用五分钟时间自学并测量物理课本的长度，再指出数据的不科学性，给学生以震撼。这种方法虽然能起到提醒学生的作用，但是由于活动时间在前，加上人数众多，很耽误时间，课堂效率不高。二、给学生三分钟的时间自学使用方法并对比插图找出你认为的关键词，并尝试理解其意思，若有疑问可以小组内讨论，讨论不能解决的提出来咱们共同解决。然后学生回答找到的关键词，并板书到黑板。事实证明大多数学生能完成此项任务。最后师生共同讨论关键词的意义，解决疑难问题，如“分度值是什么、为什么要估读等”。接着练习读数，学生批判对错，并找出原因。再留五分钟时间进行活动测量。这种方法目的性更强，教学环节更加紧凑，教学效果要相对好一些。即使这样，学生的数据依然会出现问题，如“单位多此一举，没有估读等”。

五、教学目标、重点难点

1、知识与技能

①、知道国际单位制中长度的单位及换算，并能粗略估测物体长度；②、会用刻度尺正确测量长度，培养学生观察、实验的兴趣和习惯；③、知道长度的测量结果由数值和单位组成；④、知道国际单位制中时间的单位及换算，知道时间的测量结果由数值和单位组成；⑤、能根据常见的周期现象估测时间，会选用适当的工具正确测量时间。

2、过程与方法

①、体验通过日常经验或自然现象粗略估计时间和长度的方法，具有初步解决简单生活问题的能力。

②、知道科学研究方法：累积法、辅助工具法、化曲为直法、辅助法等等;通过单位换算的练习，培养学生观察、思考、分析问题的能力。

3、情感态度和价值观

通过学生亲身体验，及时纠正错误操作，培养同学合作意识。

4、行为与创新

本教学设计用的单位换算使用分、换、算三个步骤，效果好；两长度单位分成两类，一类米、分米、厘米、毫米它们相差10；千米、米、毫米、微米、纳米相差1000；人体的拳头周长和脚底相当，用袜子试一试是不是拳头的周长，就知道脚能不能穿。

5、重点

使学生掌握长度测量的基本技能；认识时间的测量工具。

6、难点

如何使用刻度尺测量长度和正确读数；如何使用秒表测量时间；用Ulead GIF Animator制作简单GIF动画

六、教学方法

演示讲解、任务驱动、自主探究、生生互助

七、教学过程

新课引入：播放诗配画《早发白帝城》，要求同学们闭目凝神，当同学们听到老师说出“运动”一词时，呈现在脑海中的是什么情景？这些运动物体的共同特征是什么？引导学生比较归纳，得出机械运动的初步定义：所有运动物体的位置都在随时间而变化，进而提出为了研究物体的运动，物理学中要描述物体的运动及如何比较物体运动的快慢就要从第五章

活动一：认识什么是测量，什么是单位

请同学们目测一下课桌的长、宽、高，比较它们的长短；不用尺，如何证实自己的目测结果是否正确？用一张纸条（或一根线）、一拃或课本的宽度或三角板的一边长作为标准，测出课桌的长、宽、高各是选定标准的几倍，来比较课桌的长、宽、高的长短。思考：你觉得自己的目测结果一定可靠吗?讨论：测量结果不相同原因是什么? 你能确切知道课桌长比宽长多少吗？学生对如何证实自己的目测结果交流各自的看法。结论：测量就是将 与 进行比较。这个公认的标准量就是 。

活动二：认识长度单位

1、国际单位制中，长度的主单位是 ，符号是 。

2、辅助单位：_______ 、米、_______、_______、_______  、_______、_______等； 对应符号：_______ 、m、_______、_______ 、_______ 、_______ 、_______ 等。一类米、分米、厘米、毫米它们相差10；千米、米、毫米、微米、纳米相差1000；分成两类换算，效果比较好。

3、换算：采用分、换、算三个步骤进行单位换算，准确率比较高。

36 km= = m

546 cm= = m

4、体验具体的长度

长度_________  长度_________    长度_________

5、估算：在下列数据后面填上适当的数据和单位：

某同学的身高是1.67 ；物理书的长度是2.52 ；

一支铅笔的长度是18 ；一元硬币厚度约为2 ；

活动三：学习使用刻度尺

【观察】学生仔细观察自己的刻度尺，仔细观察：（1）零刻度；（2）量程（3）分度值。汇报观察结果。

【猜一猜】刻度尺的使用方法与温度计是否相同？又有什么不同？要求学生在观察刻度尺的基础上，进行讨论。

学生仔细观察刻度尺，汇报观察结果，并对老师的问题进行讨论、交流

相同点：1、使用前，须观察它的量程、分度值、零刻度线；

2、读数时视线要与尺面垂直，而且要正对刻度线；

3、记录结果时要写出数值和单位。

不同点：对刻度尺的使用，测量值需估读到最小刻度的下一位。

【思考讨论】

1、使用刻度尺时，是否一定要从刻度为0的位置量起？

2、用力拉皮尺来测量长度，这样测量结果准确吗？

3、各种尺的厚薄一样吗？它们的刻度在哪一侧？这样有什么好处？

4、如图，厚木尺在测量时的放法与书本图示不同，为什么？

5、认识一些测量长度的工具：卷尺、螺旋测微器、游标卡尺。

6、阅读教材P104，学习刻度尺的使用。

1）使用前：a、看零刻度线在哪？是否磨损？

b、看量程，也就是测量范围是多少？

c、看分度值是多少？

2) 使用时： a、会选：根据实际需要选择合适的刻度尺类型

b、会放：零刻度对齐、刻度线紧靠、刻度尺放正

c、会读：视线正对刻度线，不能斜视

d、会记：准确值，估计值(分度值的下一位)，单位

例：下图中，A刻度尺的分度值是 ；准确值是 ；估计值是 ；读数是 ； B刻度尺的分度值是 ；准确值是 ；估计值是 ；读数是 ；

3、请用米尺再次测量物理课本的长，并记录数据。

活动四：了解误差

1、为什么三次测得的物理课本长不尽相同？是错误吗？

2、A、B的测量结果为什么不同? 是错误吗？

3、误差的原因：1、 ；2、 。

4、误差的特点：1）误差总是 的, （不可/可）避免的；

2）误差 （不是/是）错误,错误应该避免。

5、减小误差的方法：1）使用精密的测量工具；

2）多次测量取平均值，请计算活动三问题3中长平均值为 。

6、人体尺：拳头的周长和脚底的长度出不多（课上拿一双袜子，让同学试一试谁的拳头的周长和袜子一样长，就送给谁）；人的身高是脚长的七倍那么能否制作自身携带的“人体尺”？利用你的 “人体尺”能否估测出教室的长和宽?试一试,并交流估测结果.然后请两位同学用皮卷尺精确测量,每位同学将自己的估测值与实测值进行比较,评价自己估测水平,并找出差距大原因.

活动五：长度测量的特殊方法

1累积法：如图所示，短铅笔杆上密绕有40圈细铜钱，如图所示既可以测出铜丝的直径，也可测出铅笔的长度，则铅笔的长度为________cm，铜丝的直径大小为________μm.

【变式1】小丽将一根较长的头发丝在铅笔杆上密绕，用毫米刻度尺测出n＝40匝的宽度d＝3．5mm，则头发丝的平均直径用公式表示为D＝________，其数值为________μm.若在数匝数时少了2匝，则测量值偏_________ ；若在绕头发时并不紧密而是有间隙，则测量值比真实值_________(选填“大”或“小”)．

【变式2】某同学用以下步骤和方法来测算物理课本内页中每张纸的厚度：

(1)将从封面除外的100页纸叠紧；(2)用刻度尺测出这叠纸的厚度为L；

(3)算出每张纸的厚度d＝1/100L。该同学以上做法中的三个错误是：

①___________________;②_________________；③_________________________.

2．辅助工具法：如何测量一个圆球的直径？如图，从图中可看出圆的直径为______厘米。

【变式3】如图所示为测量一个锥体高度的几种方法，其中正确的是    (     )

3化曲为直法： (还有滚轮法)。郑州到上海的铁路线如图所示，此图按实际尺寸缩小了20 000 000倍．用细线沿图上铁路线截取相同长度的一段，拉直后的长度如图中所示．请用文具盒中的刻度尺量出图中郑州到上海的直线距离为_______mm，则郑州到上海的实际直线距离为________km．量出图中郑州到上海的曲线距离为______mm，则郑州到上海铁路线的实际长度为______km.

【变式4】某同学缓慢地推着自行车沿椭圆形跑道运行一周，测出前轮共转了N圈，自行车前轮半径为R，则跑道长为_______.

4．取样法：适用于不便对研究对象的整体进行直接测量的场合。方法是先测出“样品”的长度，再根据比例将整体量算出来。有一卷粗细均匀的细铜丝,一把刻度尺,一个天平,你如何测量出这卷细铜丝的总长度？

活动六：

1、前面我们学习了长度测量及单位，那么时间的单位是什么？测量工具是什么？

2．对照使用说明书，观察桌上的机械秒表，学会使用秒表：

1)      如何给机械秒表上发条？认识秒表的功能键，并动手试一试。

2)      秒表如何读数？大表盘指针运动一周所表示的时间是 ，大表盘的分度值是 。小表盘指针运动一周所表示的时间是 ，小表盘的分度值是 。

3．利用自身脉搏的跳动，制作一个随身携带的“生物钟”。

4．自主阅读P110 生活~物理~社会

活动七：课堂小结

1、长度的测量注意事项？
2、如何用停表测量时间？
3、误差

八、教学反思

1、长度和时间测量是最基本的测量，本节课我主要采取学生自主学习合作探究交流，结合教师精讲讲解的方法进行教学，通过实际教学收到了很好的成效。

2、对于长度、时间的基本单位，通过学生独立阅读教材并结合身边物体的长度了解掌握长度和时间单位的基本概念，对1mm, 1cm,1min,1s等形式理性和感性认识使学生能估测身边物体的长度，掌握估测的基本方法。

3、对于长度时间测量的方法工具使用采取学生参与活动，教学内容融入到活动中，让学生利用刻度尺和停表对身边物体如书本、座椅、脉搏、的实际测量，使学生一些不正确的操作暴露出来并针对出现的问题进行及时的纠正，通过学生实际的动手，掌握并刻度尺和停表的使用方法及注意事项，效果明显。

4、对于误差与错误的区别部分，针对学生测量过程中的问题分析那些使误差那些是错误，总结误差和错误产生原因和区别，了解减小误差的方法(求平均值)。对于长度特殊测量的内容，如硬币的直径，邮票的厚度等不便于直接测量的长度，首先教给学生等量代替的思想，鼓励学生积极动脑，大胆尝试，使学生基本掌握累积法、辅助工具法、化曲为直法、取样法等基本测量方法，本部分知识得到了很好的掌握。

【参考文献】

[1] 初中物理师教学用书．江苏科学技术出版社，2010．

[2] 江苏省义务教育物理课程指导纲要（试行）．

【作者简介】

张长胜，2001年8月工作，中学一级教师，现任江阴市长寿中学物理备课组长，多年来一直从事中学物理教学工作。在学术方面，将在教学第一线的感受和反思撰写成论文，每年都有高质量的论文发表或获奖。

教育格言：张长胜追求教育的长胜，在工作中辛劳着、思考着、成长着并快乐着。

作者近影