资源简介

(共21张PPT)
利用磁铁辨别方向
教科版三年级下册
《辨别方向》
古人是怎么辨别方向的 ？
在两千五百多年前，我国古代人民发现了 一种能吸引铁的特殊石头，即磁石。
提出和聚焦问题
怎样用磁石头辨别
方向呢 ？它能直接
放桌子上指方向吗？
磁石的发现，为快速辨别方向带来了新方法。
同学们！为了实验操作方便，常用条形磁铁代替磁石进行模拟实验。
用条形磁铁指示方向
把条形磁铁用
白纸包起来，
尝试利用它指
示方向。
用条形磁铁指示方向
磁铁能指示方向吗？
我们怎样才能知道呢？
有什么方法能
让磁铁水平自
由转动呢？
要让磁铁能够
水平自由旋转，
才能辨别方向。
水浮法
悬挂法
1
2
让磁铁“跳个舞”
实验材料：
东
南
西
北
方位纸
协助确定真实方位
指南针
悬挂条形磁铁
南南南
北北北
结果记录范式：
为什么要重复
多次实验呢？
让磁铁“跳个舞”
用细线悬挂磁铁（实验视频）
让磁铁“跳个舞”
实验步骤：
3. 多试几次，看结果是否一样。
4. 与其他小组的结果进行比较。
1. 用细线悬挂磁铁，或者想办法让磁铁漂浮 在水面上，让磁铁可以水平自由旋转。
2.磁铁停止转动后，观察它的两端各指示什么方向。
让磁铁“水上票”
磁铁水浮法（实验视频）
做好试验记录
南
南
南
北
北
北
自由旋转的磁铁停止
转动后，总是指向南北
磁铁1指向南方的一端，
磁铁2指向北方的一端
实验结论：
条形磁铁可
以指向方向
用磁铁辨别方向
利用标好南北极的磁铁，到走廊、操场等教室外的场所辨别方向。
用磁铁辨别方向
磁铁辨方向小实验
1. 拿一根标好南北极的磁铁，用细线拴在中间吊起来。
2. 等磁铁静止后，N极指向北，S极指向南。
3. 走到操场、走廊或教室外，重复操作，
就能辨别方向啦！
要怎样放置磁铁，它才可以准确指示方向 ？
要让磁铁准确指示方向，核心是让磁铁能够自由旋转。
可以采用悬挂法，用细线系在磁铁中点使其自然垂吊；
也可用水浮法，将磁铁放在浮板上置于水面，无外力
阻碍时磁铁便会沿南北向稳定指向。
当磁铁靠近铁栏杆这类铁磁性物体，或是其他磁铁时，会受到磁力的吸引或排斥作用，这种外力会干扰磁铁的自由转动，破坏其沿地磁场指向南北的状态，进而导致无法准确指示方向。
用磁铁辨别方向时，若不小心靠近铁栏杆或其他磁铁，
会有什么现象？这对磁铁准确指示方向有影响吗？
还有什么方法让磁铁水平自由旋转
支架磁铁悬挂法（实验视频）
设计制作指南针
制作指南针（实验视频）
沈括和他记录的指南针
宋代科学家沈括
《梦溪笔谈》中记载了
四种制作指南针的方法
水浮法、指甲旋定法、
碗唇旋定法、缕悬法
这是世界上最早的‘磁偏角’记录
科学家故事
《梦溪笔谈》中记载了
四种制作指南针的方法
这是世界上最早的‘磁偏角’记录
沈括和他记录的指南针
科学家故事
沈括和他记录的指南针
科学家故事
沈括发现，指南针并不能指向正南，而会偏东一些。这个发现
比西方早了四百多年。
利用磁铁辨别方向
板书设计
一、核心条件
让磁铁自由水平旋转（悬挂法、水浮法）
二、磁铁特性
静止后总是指向南北
北极（N极）：指向北方
南极（S极）：指向南方
三、操作步骤
实验：自由旋转→观察指向→重复验证
户外：用N/S极定南北→推导其他方向
布置作业
同学们！用学过的
知识制作一个简易
的指南针。1.3《利用磁铁辨别方向》教学设计（含教学反思）
一、教材分析
1. 教材地位与作用
本课是教科版三年级下册第一单元“辨别方向”的第三课，承接前两课“太阳辨方向”“自然物辨方向”，属于“地球与宇宙科学”领域的进阶内容。教材以“磁铁指示南北”为核心，通过实验探究、方法实践、古今对比等活动，引导学生掌握利用磁铁辨别方向的科学方法，既拓展了方向辨别工具的认知，又渗透了磁现象与地磁场的初步概念，为后续学习“磁铁的性质”等内容奠定基础，契合新课标“探究实践、学以致用”的核心理念。
2. 教材内容编排特点
教材遵循“历史引入—实验探究—实践应用—拓展延伸”的逻辑主线：以古代磁石发现为导入，通过“磁铁自由旋转指示方向”的核心实验，逐步推导磁铁南北极的定义；再通过户外实践巩固方法，最后结合《梦溪笔谈》中古人辨方向的方法进行拓展，形成“认知—实验—应用—拓展”的完整学习链条，符合三年级学生“动手操作中建构知识”的认知特点。
二、学情分析
1. 认知基础
学生已掌握“东南西北”四个基本方向和八个方向的推导方法，通过前两课学习积累了“利用自然现象辨方向”的经验；对磁铁有初步感性认知（如能吸引铁制品），但对“磁铁指示南北”的特性、南北极定义及操作方法一无所知。
2. 心理与能力特点
三年级学生对磁铁这类具象教具兴趣浓厚，乐于参与实验探究活动，具备初步的小组合作和观察记录能力，但实验操作的规范性（如保证磁铁自由旋转）、实验结果的归纳分析能力较弱，需要教师细致指导和示范。
三、教学目标（依据2022年新课标四维目标）
1. 科学观念
知道磁铁具有指示南北的特性，明确磁铁指向北方的一端为北极（N极），指向南方的一端为南极（S极）。
了解利用磁铁辨别方向的核心条件（自由水平旋转）和基本方法（悬挂法、水浮法）。
2. 科学思维
能通过实验观察、重复验证，归纳出“自由旋转的磁铁静止后总是指向南北”的规律，发展归纳推理能力。
能分析外界干扰因素（如靠近铁制品、其他磁铁）对磁铁指示方向的影响，培养科学的分析判断能力。
3. 探究实践
能规范完成“磁铁指示方向”的探究实验，掌握悬挂法、水浮法的操作要点，准确记录实验结果。
能运用标有南北极的磁铁在户外辨别方向，提升知识应用和动手实践能力。
4. 态度责任
感受古代人民的科学智慧，激发对磁现象和科学探究的兴趣。
培养严谨的实验态度、合作意识和实事求是的科学精神，体会科学知识在生活中的实用价值。
四、教学重难点
1. 教学重点
掌握利用悬挂法、水浮法让磁铁自由旋转的操作方法。
理解磁铁指示南北的特性，知道南北极（N极、S极）的定义。
2. 教学难点
保证磁铁自由水平旋转，避免外力干扰，准确观察实验结果。
理解地磁场对磁铁的作用（简化认知：磁铁能指示南北是受地球磁场影响）。
五、教学准备
1. 教师准备
教学PPT（含磁石图片、实验步骤示意图、方位纸、《梦溪笔谈》相关图文）。
实验套装：条形磁铁、环形磁铁、蹄形磁铁、细线、轻质小碗、水盘、旋转支架、悬挂支架、方位纸、实验记录单。
指南针实物、户外探究路线图。
2. 学生准备
笔记本、铅笔。
小组实验工具包（按教师准备的实验套装分组分发）。
六、教学流程
（一）课堂导入：历史引入，设问激趣
情境导入：出示PPT中古代磁石的图片，讲解：“两千五百多年前，我国古代人民发现了一种能吸引铁的特殊石头——磁石。它不仅能吸铁，还藏着辨别方向的秘密，你们知道磁石怎样帮我们辨别方向吗？”
旧知衔接：追问：“之前我们学过用太阳、自然物辨方向，这些方法会受天气、环境影响，磁石辨方向会不会更靠谱呢？”
板书课题：《利用磁铁辨别方向》，明确本节课学习目标：探究磁铁辨方向的方法和原理。
（二）知识探究：实验主导，建构知识
探究一：让磁铁自由旋转，观察指示方向
提出问题：“磁石要怎样放置，才能指示方向呢？”（引导学生说出“让它能转动”）
方法探究：出示PPT中的实验材料和操作示意图，介绍两种核心方法：
悬挂法：用细线系在磁铁中点，悬挂在支架上，让磁铁自然垂吊、自由旋转。
水浮法：将磁铁放在轻质小碗中，让小碗漂浮在水面上，使磁铁自由旋转。
实验指导：
小组分工：每组4人，1人操作实验，1人观察记录，1人负责固定支架/水盘，1人辅助配合。
规范步骤：①选择一种磁铁（条形、环形或蹄形）；②用悬挂法或水浮法让磁铁自由旋转；③待磁铁静止后，观察两端指向，记录在实验单上；④重复实验3次，对比结果；⑤换另一种方法或磁铁，再次实验。
注意事项：强调“磁铁要水平悬挂/漂浮，避免触碰其他物体；细线要系在中点，保证平衡；实验时保持环境安静，不晃动实验装置”。
小组实验：学生动手操作，教师巡视指导，及时纠正不规范操作（如细线系偏、磁铁触碰碗壁等），提醒学生记录实验现象。
初步分享：邀请各小组展示实验记录单，分享发现（如“磁铁静止后，一端总是指向北边，一端指向南边”）。
探究二：认识磁铁的南北极
结论总结：结合学生实验结果，板书：自由旋转的磁铁静止后→总是指向南北。
定义讲解：出示PPT中磁铁南北极示意图，明确：“磁铁指向北方的一端叫作北极，用字母‘N’表示；指向南方的一端叫作南极，用字母‘S’表示。”
强化认知：带领学生观察教师手中标有N、S极的磁铁，再次强调：“无论哪种磁铁，无论用哪种方法让它自由旋转，静止后N极始终指北，S极始终指南。”
探究三：户外用磁铁辨别方向
任务布置：出示户外探究路线图，明确任务：“小组携带标有N、S极的磁铁，到走廊/操场，用悬挂法让磁铁静止，根据N极、S极指示的南北方向，推导东西、东北等其他六个方向，确定指定地点（如操场旗杆、教学楼大门）的朝向。”
户外实践：学生分组前往户外，教师巡视指导，提醒学生结合方位纸确认方向，记录结果。
返回汇报：回到教室，各小组简要分享户外辨别结果，验证磁铁辨方向的实用性。
（三）研讨总结：深化理解，规避误区
研讨1：提问：“要怎样放置磁铁，它才可以准确指示方向？”（引导学生结合实验回答：让磁铁自由水平旋转，可采用悬挂法或水浮法，避免外力干扰）
研讨2：追问：“如果用磁铁辨方向时，不小心靠近铁栏杆或其他磁铁，会有什么现象？对指示方向有影响吗？”（结合PPT讲解：会受到磁力吸引或排斥，干扰磁铁自由转动，导致无法准确指方向）
知识梳理：教师带领学生回顾实验过程和核心结论，用思维导图形式呈现在PPT上：磁铁→自由旋转→静止后指南北→N极（北）、S极（南）→户外辨方向。
（四）拓展提升：古今对比，学以致用
古今方法对比：出示PPT中《梦溪笔谈》相关图文，讲解：“北宋沈括记载了‘磁石磨针锋则能指南’，还提到了水浮法、指甲法、碗沿法、悬丝法，古人为什么要尝试这么多方法？”（引导学生回答：为了让磁铁更稳定地自由旋转）
方法优化讨论：提问：“这些古代方法中，哪种在今天看来更科学？为什么？”（重点分析悬丝法：稳定、不易掉落，干扰少）
课堂小结：介绍指南针的由来（磁石磨成针制成），强调：“磁铁指示方向是受地球磁场影响，这种方法不受天气、环境限制，更精准可靠。” 鼓励学生课后用磁铁和指南针对比，观察两者指示方向是否一致。
七、板书设计
利用磁铁辨别方向
一、核心条件
让磁铁自由水平旋转（悬挂法、水浮法）
二、磁铁特性
静止后总是指向南北
北极（N极）：指向北方
南极（S极）：指向南方
三、操作步骤
实验：自由旋转→观察指向→重复验证
户外：用N/S极定南北→推导其他方向
四、注意事项
避免靠近铁制品、其他磁铁（防止干扰）
《利用磁铁辨别方向》教学反思
1. 亮点与成功之处
以实验探究为核心，通过“提出问题—设计实验—操作观察—归纳结论”的流程，让学生在动手操作中建构知识，符合三年级学生的认知特点。
融入古代科学史内容，既渗透了传统文化，又激发了学生的民族自豪感和探究兴趣。
户外实践环节将课堂知识与生活应用结合，提升了学生的知识应用能力和实践意识。
2. 不足与改进方向
部分学生在实验中难以保证磁铁自由旋转（如细线缠绕、小碗晃动），导致实验结果偏差，后续教学可提前演示操作要点，增加教师巡视指导的频次。
对“地磁场”的解释较模糊，部分学生可能疑惑“磁铁为什么能指南北”，后续可通过“地球是个大磁铁”的通俗类比，帮助学生初步理解。
户外实践时间较紧张，部分小组未能充分验证方向，可适当调整课堂时间分配，或在课后组织拓展活动。
3. 后续教学建议
结合下一课“磁铁的性质”，引导学生探究“磁铁两极的相互作用”，深化对磁现象的认知。
组织“方向辨别方法大比拼”活动，让学生对比太阳法、自然物法、磁铁法的优缺点，学会根据实际情况选择合适的方法。
鼓励学生查阅资料，了解指南针的发展历史，拓宽科学视野。1.3《利用磁铁辨别方向》课堂教学逐字稿
各位三年级的同学们，大家好呀！今天我们要一起探索一个超有趣的科学知识 —— 利用磁铁辨别方向。在开始之前，老师想先问问大家，你们在生活中有没有过这样的经历：比如去公园玩的时候，走着走着就分不清东南西北了；或者看探险故事的时候，主人公在森林里迷路了，他们是怎么找到方向的呢？（稍作停顿，给学生思考时间）其实呀，在很久很久以前，我们的祖先就已经找到了解决这个问题的好办法，那就是利用一种特殊的石头 —— 磁石。
早在两千五百多年前，我国古代人民就发现了磁石，它有一种神奇的本领，能够吸引铁制品。而磁石的这个发现，也为我们快速辨别方向带来了新的思路。不过，今天为了方便大家做实验，我们不用天然的磁石，而是用更常见的条形磁铁来进行模拟实验，大家可要看仔细啦！
首先，老师有个问题要考考大家：怎样用磁铁辨别方向呢？它能直接放在桌子上就指出方向吗？（引导学生自由发言）大家说得都有道理，其实呀，要想用磁铁辨别方向，有一个非常关键的条件，那就是让磁铁能够水平自由旋转。如果磁铁不能自由转动，被固定住了，那它可就没办法告诉我们正确的方向了。那大家想一想，有什么办法能让磁铁水平自由转动呢？（鼓励学生大胆想象，说出自己的想法）
非常棒！同学们想到了很多办法，今天老师要给大家介绍两种常用的方法，一种是悬挂法，另一种是水浮法。我们先来看实验需要准备哪些材料：条形磁铁、环形磁铁、蹄形磁铁（不过今天主要用条形磁铁）、旋转支架、悬挂支架（木头或塑料材质的哦，因为金属可能会影响磁铁）、指南针、绳子、白纸和笔，还有帮助我们确定真实方位的方位纸。
现在，我们就来动手做第一个实验，让磁铁 “跳个舞”！这个实验的步骤很简单，大家跟着老师一步步来：第一步，用细线把条形磁铁绑在中间，或者想办法让磁铁漂浮在水面上，核心就是让磁铁能够水平自由旋转；第二步，等磁铁停止转动后，仔细观察它的两端各指示什么方向；第三步，多试几次，看看每次的结果是不是一样；第四步，和其他小组的结果比一比，看看大家的发现是不是相同。
在实验开始之前，老师要提醒大家，用细线悬挂磁铁的时候，要让绳子系在磁铁的正中间，这样磁铁才能保持平衡，顺利旋转。如果用浮板或者很轻的小碗让磁铁浮在水面上，要注意水面尽量平稳，不要晃动太厉害，不然会影响实验结果哦。现在，大家可以分组开始实验啦，记得做好记录，把每次磁铁两端指向的方向写下来。（给学生足够的实验时间，老师巡视指导）
好啦，时间差不多了，各个小组都完成实验了吗？谁来分享一下你们小组的实验结果呀？（邀请几个小组发言）大家发现了吗？不管是用悬挂法还是水浮法，自由旋转的磁铁停止转动后，总是指向南北方向！而且我们会发现，同一个磁铁，每次指向南方的一端都是固定的，指向北方的一端也是固定的。我们把磁铁指向北方的一端叫做北极，用字母 N 表示；指向南方的一端叫做南极，用字母 S 表示。
大家有没有想过，为什么要重复多次实验呢？（引导学生思考）其实呀，重复实验是为了让我们的实验结果更准确，避免因为一次偶然的情况导致我们得出错误的结论。多做几次，结果都一样，才能说明磁铁确实有指示南北方向的本领。
接下来，我们再来试试第二个实验，用磁铁在户外辨别方向。大家拿着标好南北极的磁铁，跟着老师到走廊、操场等教室外的场所。首先，用细线把磁铁拴在中间吊起来，等磁铁静止后，我们会看到 N 极指向北，S 极指向南。然后，我们再结合方位纸，根据南北方向就能推导出东方、西方和其他方向啦。大家可以多试几次，感受一下磁铁辨别方向的神奇之处。
不过，老师要提醒大家一个重要的注意事项：在用磁铁辨别方向的时候，如果不小心让磁铁靠近了铁栏杆这类铁磁性物体，或者其他磁铁，会发生什么现象呢？（让学生猜测）大家可以试试看，是不是发现磁铁会被吸引或者排斥？其实呀，这种外力会干扰磁铁的自由转动，破坏它沿地磁场指向南北的状态，进而导致它无法准确指示方向。所以，我们在用磁铁辨别方向的时候，一定要远离铁磁性物体和其他磁铁哦。
除了我们今天用到的悬挂法和水浮法，还有没有其他让磁铁水平自由旋转的方法呢？其实还有支架磁铁悬挂法等，大家课后可以自己尝试一下，看看效果怎么样。
说到用磁铁辨别方向，就不得不提到我国宋代的科学家沈括。他在《梦溪笔谈》中记载了四种制作指南针的方法，分别是水浮法、指甲旋定法、碗唇旋定法和缕悬法，这可是世界上最早的关于 “磁偏角” 的记录呢！沈括还发现，指南针并不能指向正南，而会偏东一些，这个发现比西方早了四百多年，是不是非常厉害？这也体现了我国古代人民的智慧和创造力。
现在，我们来总结一下今天学到的知识：首先，用磁铁辨别方向的核心条件是让磁铁自由水平旋转，常用的方法有悬挂法和水浮法；其次，磁铁具有指示南北的特性，静止后 N 极指向北方，S 极指向南方；最后，我们在操作的时候，要按照 “自由旋转→观察指向→重复验证” 的步骤进行，在户外还可以用 N 极和 S 极确定南北方向，进而推导出其他方向。
最后，老师给大家布置一个作业：用我们今天学到的知识，自己制作一个简易的指南针。大家可以发挥自己的创意，选用身边容易找到的材料，比如用针磁化后做成小磁针，再搭配浮板或者支架。下节课我们一起来展示大家制作的指南针，看看谁的指南针最精准、最有创意！
今天的科学课就到这里啦，希望大家课后也能继续探索磁铁的奥秘，发现更多有趣的科学现象。同学们再见！

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