測量力大小實驗教學(xué)設(shè)計在科學(xué)教育體系中，力的測量是連接力學(xué)概念認(rèn)知與實踐應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。無論是小學(xué)科學(xué)“運動和力”單元，還是初中物理“力與運動”模塊，“測量力的大小”實驗都承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力、建構(gòu)量化認(rèn)知的核心作用。本文結(jié)合學(xué)科核心素養(yǎng)要求，從教學(xué)目標(biāo)、實驗設(shè)計、過程組織到評價延伸，系統(tǒng)呈現(xiàn)該實驗的教學(xué)實施路徑，為一線教師提供可操作的實踐范式。一、教學(xué)目標(biāo)定位：三維素養(yǎng)的協(xié)同發(fā)展（一）知識與技能目標(biāo)1.理解彈簧測力計的工作原理（彈性限度內(nèi)，彈簧伸長量與拉力成正比），能識別其量程、分度值等關(guān)鍵參數(shù)；2.掌握彈簧測力計的規(guī)范使用方法（調(diào)零、受力方向、讀數(shù)技巧），并能獨立完成“測量物體重力”“測量拉力大小”等任務(wù)。（二）過程與方法目標(biāo)1.經(jīng)歷“提出問題—設(shè)計方案—實驗操作—數(shù)據(jù)分析”的探究流程，提升科學(xué)探究的邏輯思維能力；2.通過小組合作與誤差分析，培養(yǎng)觀察、記錄、歸納及問題解決的實踐能力。（三）情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)1.體會“量化測量”在科學(xué)研究中的嚴(yán)謹(jǐn)性，養(yǎng)成實事求是、尊重數(shù)據(jù)的科學(xué)態(tài)度；2.在小組協(xié)作中增強溝通能力，感受科學(xué)探究的樂趣與團(tuán)隊合作的價值。二、實驗原理與器材準(zhǔn)備（一）核心原理：彈性形變的量化表征彈簧測力計的設(shè)計基于胡克定律的簡化應(yīng)用：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長量（或壓縮量）與所受拉力（或壓力）成正比。因此，彈簧的形變程度可通過刻度盤轉(zhuǎn)化為“力的大小”的直觀讀數(shù)，實現(xiàn)“力”這一抽象物理量的可視化測量。（二）器材清單（以初中物理分組實驗為例）測量工具：彈簧測力計（量程0~5N，分度值0.2N，每組1個）；被測對象：鉤碼（50g×5個/組，或小木塊、書包等生活物品）；輔助材料：實驗記錄表（含“測量對象、拉力大小、實驗現(xiàn)象、誤差分析”等欄目）、多媒體課件（演示測力計內(nèi)部結(jié)構(gòu)動畫）。三、教學(xué)過程設(shè)計：從情境感知到深度探究（一）情境導(dǎo)入：從生活困惑到科學(xué)問題問題鏈驅(qū)動：“搬運箱子時，怎么判斷誰的力氣更大？”“提書包時，書包的‘重量’和拉力有什么關(guān)系？”結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗，展示不同場景（如運動員測握力、起重機吊重物），引發(fā)認(rèn)知沖突：“力的大小能否像長度、質(zhì)量一樣被精確測量？”自然引出實驗主題。（二）新知建構(gòu)：測力計的“解構(gòu)—建構(gòu)”學(xué)習(xí)1.結(jié)構(gòu)認(rèn)知：通過實物觀察+動畫演示，拆解彈簧測力計的核心部件（彈簧、指針、刻度盤、掛鉤、外殼），引導(dǎo)學(xué)生標(biāo)注“量程（最大測量值）”“分度值（最小刻度）”，并思考“超過量程會發(fā)生什么？”（預(yù)設(shè)：彈簧損壞、無法復(fù)原）。2.規(guī)范操作示范：教師演示“三步操作法”：調(diào)零：水平（或豎直）放置測力計，輕拉掛鉤后，旋轉(zhuǎn)刻度盤使指針與零刻度線對齊；施力：沿力的方向（如測重力時豎直向下，測拉力時沿水平/豎直方向）緩慢拉動，避免傾斜或猛拉；讀數(shù)：視線與指針平齊，讀取刻度值（強調(diào)“估讀”意識，如分度值0.2N時，指針在1.4N與1.6N之間需估讀為1.5N）。（三）實驗探究：分層任務(wù)的實踐進(jìn)階任務(wù)一：測量鉤碼的重力（基礎(chǔ)驗證）操作要求：將鉤碼掛在測力計掛鉤上，豎直靜止時讀取數(shù)值，重復(fù)3次取平均值，記錄數(shù)據(jù)（示例表格如下）。鉤碼個數(shù)（個）第1次拉力（N）第2次拉力（N）第3次拉力（N）平均值（N）-----------------------------------------------------------------------------12核心觀察：鉤碼個數(shù)增加時，拉力如何變化？是否符合“正比”規(guī)律？任務(wù)二：測量拉動物體的拉力（拓展應(yīng)用）開放任務(wù)：小組自選生活物品（如課本、文具盒），設(shè)計實驗測量“水平拉動時的摩擦力”或“豎直提升時的拉力”，要求明確變量控制（如“勻速拉動”“同一接觸面”），并記錄“不勻速時拉力的波動情況”。誤差分析：引導(dǎo)學(xué)生反思“指針晃動”“拉力方向傾斜”“測力計自身重力影響（測水平拉力時）”等問題，討論如何減小誤差（如固定測力計、多人協(xié)作讀數(shù)）。（四）交流研討：從數(shù)據(jù)到規(guī)律的升華1.小組匯報：各小組展示實驗數(shù)據(jù)，分析“拉力與鉤碼個數(shù)的關(guān)系”“勻速/非勻速拉動的拉力差異”，提煉結(jié)論（如“重力與質(zhì)量成正比”“勻速時拉力等于摩擦力”）。2.問題碰撞：設(shè)置思辨話題：“若測力計指針無法調(diào)零，如何修正測量值？”“用同一測力計測1N和5N的力，誤差大小是否相同？”推動學(xué)生從操作層面向原理層面深化理解。（五）總結(jié)提升：方法與思維的結(jié)構(gòu)化師生共同梳理實驗邏輯：明確測量對象→選擇工具（量程匹配）→規(guī)范操作（調(diào)零、施力、讀數(shù)）→數(shù)據(jù)分析（重復(fù)實驗、誤差處理）→結(jié)論推導(dǎo)。強調(diào)“量化測量”的關(guān)鍵原則：工具匹配性、操作規(guī)范性、數(shù)據(jù)客觀性。四、教學(xué)評價設(shè)計：多元維度的能力考量（一）過程性評價（占比60%）操作規(guī)范性：觀察學(xué)生調(diào)零、施力方向、讀數(shù)姿勢的正確率；數(shù)據(jù)質(zhì)量：實驗記錄表的完整性、重復(fù)性實驗的一致性、誤差分析的合理性；小組協(xié)作：任務(wù)分工的合理性、成員參與度、問題解決的貢獻(xiàn)度。（二）成果性評價（占比40%）實驗報告：要求包含“實驗?zāi)康?、原理、步驟、數(shù)據(jù)、結(jié)論、改進(jìn)建議”，重點評價邏輯嚴(yán)謹(jǐn)性；拓展任務(wù)：設(shè)計“用橡皮筋自制簡易測力計”，并說明刻度標(biāo)定方法（基于“伸長量與拉力成正比”的原理）。五、注意事項與拓展延伸（一）安全與規(guī)范提示1.實驗前檢查彈簧測力計的完好性（彈簧是否卡頓、指針是否靈活）；2.施力時避免超過量程（可先估算被測力的大小，如鉤碼重力G=mg，m=50g時G≈0.5N）；3.小組分工明確，避免爭搶器材或違規(guī)操作（如猛拉彈簧導(dǎo)致?lián)p壞）。（二）跨學(xué)科拓展1.工程視角：介紹工業(yè)測力工具（如拉力傳感器、液壓測力計），對比其與彈簧測力計的原理差異；2.生活應(yīng)用：調(diào)查“健身拉力器的刻度設(shè)計”“電梯超載保護(hù)裝置的測力原理”，撰寫科普短文。結(jié)語“測量力大小”