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小学科学课时教案（适用温州市）
课题 1.4 磁铁与方向 备课时间 03. 16
备课来源 自主备课 备课老师 XXX
教材简析 本课是三年级下册 《辨别方向》单元的第4课，指向课标学习内容要求“3.2.5：知道磁铁同时存在两个不同的磁极，相同的磁极互相排斥，不同的磁极互相吸引”；以及“3.2.6：知道地球有磁场，指南针中的小磁针可以用来指示南北”。在上一节课中，学生了解到，在远离周围铁制品及其他磁铁的干扰时，磁铁能够准确地指示南北方向。本课将在此基础上，引导学生探究磁极间的相互作用规律，推测磁铁指示南北现象背后的本质原因，从而初步建立磁极与地磁场之间的关联。 本课内容分为四个板块。第一部分聚焦板块，演示一根条形磁铁靠近另一根悬挂着的条形磁铁，聚焦本课的研究主题——“磁铁和磁铁靠近会产生什么现象？”“悬挂起来的磁铁为什么能较稳定地指示方向？”第二部分探索板块，包含了两个活动：活动一是探索磁极间的相互作用规律；活动二是认识地球的南北极。第三部分研讨板块，讨论了悬挂起来的条形磁铁可以稳定地指示方向的原因；交流了磁极的相互作用现象在生活中的广泛应用。第四部分拓展板块，将探究视野从条形磁铁引导至蹄形磁铁，以“蹄形磁铁是否也能指示方向？”引发学生思考，并付诸实践。
本节课指向2022年科学课程标准核心概念“（三）物质的运动与相互作用”，学习内容为3.2 电磁相互作用，内容要求为⑤知道磁铁同时存在两个不同的磁极，相同的磁极互相排斥，不同的磁极互相吸引；⑥知道地球有磁场，指南针中的小磁针可以用来指示南北。
学情分析 在之前的学习中，学生已经知道了磁铁有南北极，以及在远离周围铁制品及其他磁铁的干扰时，磁铁能够准确地指示南北方向。部分学生具有一定的生活经验：两块磁铁相互靠近时，有时会互相吸引，有时会互相推开。但学生对于磁极间的相互作用规律，了解得还不够全面。此外，学生只观察到磁铁能够指示南北，但对磁铁指示南北现象背后的本质原因缺乏深入思考。 从认知和能力特点来看，三年级学生正处于“具象思维向抽象思维过渡”的关键阶段，对直观、具体的实验操作接受度高，喜欢动手摆弄磁铁、开展实验探索，但对抽象的“磁极相互作用规律”“地磁场”“地磁两极与地理两极的对应关系”理解存在困难，需要借助直观实验、动手操作、资料阅读等具象方式逐步引导感知。同时，学生存在明显的不足：一是对磁极间的相互作用规律认知不系统，能说出“有时吸引、有时排斥”，但难以完整、有序地梳理出四种相互作用情况及规律；二是实验操作的条理性有待提升，能动手开展简单实验，但难以有序完成四种磁极组合的探究，重复实验的意识不够强烈；三是推理能力不足，难以从“磁铁指示南北”的现象，推理出“地球是巨大磁体”的结论，无法理解地磁两极与地理两极的对应关系；四是语言表达不够完整，在交流实验发现时，难以清晰、有条理地表述“磁极组合—观察到的现象—得出的结论”；五是知识迁移能力不足，难以将条形磁铁的磁极作用规律，迁移到环形、蹄形磁铁上。 学生的核心困难是：难以系统探究并归纳磁极间的相互作用规律，无法完整掌握四种磁极组合的作用现象；难以理解磁铁指示南北方向的本质原因，无法理清地球地理两极与地磁两极之间的对应关系；难以将条形磁铁的探究经验迁移到其他形状磁铁上，实验操作和推理能力有待提升。
学习目标 科学观念 1. 磁铁同时存在两个不同的磁极，相同磁极互相排斥，不同磁极互相吸引。 科学思维 1. 能通过有序实验、重复验证，收集磁极间相互作用的证据，运用归纳的方法发现并总结磁极间的相互作用规律。 2. 能通过观察现象、阅读资料、推理分析，初步解释磁铁指示南北方向的原因，理清地理两极与地磁两极的对应关系。 探究实践 1. 能参与“实验探究—重复验证—归纳总结—迁移应用”的完整探究活动，规范完成磁极间相互作用的实验操作和记录。 2. 能通过阅读资料、观察视频，获取地磁场的相关知识，提升自主获取信息的能力。 态度责任 1. 在探究活动中，养成认真操作、重复实验、乐于观察、勤于思考、如实记录的良好科学习惯，培养严谨的科学态度。 2. 感受科学知识在日常生活中的实用价值，了解磁极相互作用在生活中的应用，激发持续探究磁铁特性的兴趣。
教学重难点 教学重点：通过重复实验来收集磁极间相互作用的证据，并能初步运用归纳的方法发现磁极间相互作用的规律。 教学难点：理解磁铁指示南北方向的原因，能结合磁极相互作用规律，初步推理并解释地球地理两极与地磁两极之间的对应关系。
教学准备 教师准备：1. 教学课件；2. 磁铁板贴；3. 演示用悬挂支架（包含线及悬挂结构）、条形磁铁、包白纸的条形磁铁；4. 磁极相互作用实验提示卡；5. 实物投影或手机投屏设备；6. 地磁场相关视频、阅读资料。 学生准备：1. 悬挂支架（包含线及悬挂结构）；2. 条形磁铁（2根，分别标注1号、2号）；3. 包白纸的条形磁铁；4. 蹄形磁铁、环形磁铁（各2个）；5. 实验记录单（含磁铁贴纸）；6. 铅笔、橡皮；7. 小组探究分工表。
过程设计 聚焦：以“条形磁铁靠近悬挂的条形磁铁”为演示活动，结合上一节课“磁铁能指示南北”的知识，提出“磁铁和磁铁靠近会产生什么现象”“悬挂的磁铁为什么能稳定指示南北”的核心问题，自然揭示本课主题，激发学生的探究兴趣和欲望，为后续探究活动做好铺垫。 探索：分两个梯度展开核心探究，层层递进、环环相扣，突破教学重点、铺垫教学难点。第一步，通过有序实验、重复验证，探究条形磁铁磁极间的相互作用规律，再迁移应用到环形、蹄形磁铁，巩固规律认知；第二步，通过视频观察、资料阅读、推理分析，认识地球磁场，了解地磁两极与地理两极的对应关系，初步感知磁铁指示南北的本质原因。 研讨：围绕“磁铁能稳定指示南北的原因”和“磁极相互作用在生活中的应用”展开深度交流，引导学生结合探究过程和所学知识，解释磁铁指示南北的本质，梳理磁极相互作用的生活应用，实现知识的内化与提升，培养学生的推理能力和应用意识。 拓展：将探究视野从条形磁铁延伸至蹄形磁铁，以“蹄形磁铁是否也能指示方向”引发学生猜想，布置课后探究任务，引导学生自主实践、验证猜想，实现知识的迁移与拓展，激发学生持续探究的兴趣。
学与导预设 环节1：聚焦——谈话引入，导入新课（预设5分钟） 材料准备：悬挂支架（包含线及悬挂结构）、条形磁铁、包白纸的条形磁铁 1. 回顾旧知，演示导入：教师谈话：“同学们，上一节课我们一起探究了利用磁铁辨别方向，知道了在远离周围铁制品及其他磁铁干扰的情况下，悬挂起来的条形磁铁能稳定地指示南北方向，大家都掌握得非常好。” 出示悬挂好的条形磁铁，确认其指向南北后，继续演示：“如果我用另一根磁铁，从侧面慢慢靠近它的两个磁极，大家猜想一下，会发生什么现象？” 2. 互动猜想，聚焦问题：引导学生自由发言，教师倾听学生的想法，给予肯定和鼓励（预设：学生能说出“两根磁铁的磁极可能会互相吸引，也可能会互相推开”）。 教师追问：“大家的猜想很有道理，那到底什么情况下两根磁铁的磁极会互相吸引，什么情况下会互相排斥呢？除此之外，我们上节课还留下了一个疑问——悬挂起来的磁铁，为什么总能较稳定地指示南北方向？” 3. 揭示课题：教师小结：“这些疑问都和磁铁的磁极有关，今天，我们就一起来学习‘磁极与方向’，解开这些神秘的科学谜团。” 出示课题板贴，带领学生齐读课题，明确本课探究任务。 （设计意图：设计用其他磁铁从侧面靠近悬挂着的条形磁铁的活动，旨在为上一节课尚未观察到该现象的学生创造直观感知的机会，进一步夯实认知基础。建议教师用白纸包裹靠近的磁铁，以隐藏具体的磁极，从而保护并激发他们对于磁极间相互作用规律的探究欲；同时，结合上一节课的遗留疑问，自然聚焦本课核心，激发学生的探究兴趣和欲望。）
环节二：探索——分层探究，突破重难点（预设28分钟） （一）磁铁磁极间的相互作用（20分钟） 材料准备：2根条形磁铁（分别标注1号、2号）、磁铁板贴、记录单（含磁铁贴纸）、2个环形磁铁、2个蹄形磁铁、教学课件 1. 研讨方法，有序梳理：教师谈话：“我们先来探究第一个疑问——磁极间的相互作用。现在每组都有两根标注好1号、2号的条形磁铁，它们都有北极（N极）和南极（S极）。大家想一想，用1号磁铁的磁极去靠近2号磁铁的磁极，一共有几种不同的方法？” 引导学生自由发言，教师根据学生的回答适时指导，同时出示磁铁板贴，鼓励学生将思考过程具象化呈现： （1）引导学生逐步梳理出四种可能的情况：① 1号磁铁的北极靠近2号磁铁的南极；② 1号磁铁的北极靠近2号磁铁的北极；③ 1号磁铁的南极靠近2号磁铁的南极；④ 1号磁铁的南极靠近2号磁铁的北极。 （2）待学生充分表达后，教师对四种情况进行系统梳理，用磁铁板贴在黑板上有序呈现，帮助学生形成有序、完整的认知结构，避免探究过程中出现遗漏。 2. 明确要求，规范实验：出示教学课件，讲解实验要求和记录方法，强调三点：① 有序靠近：依次将两根磁铁的四种磁极组合缓慢靠近，避免用力碰撞磁铁；② 记录现象：用记录单上的磁铁贴纸，摆出两根磁铁的磁极位置，并用箭头标注现象（“←→”表示相互排斥，“→←”表示相互吸引）；③ 重复验证：每种磁极组合至少操作3次，仔细观察现象并如实记录，确保实验结果的准确性。 同时，明确小组分工：观察员负责操作磁铁、观察现象，记录员负责用贴纸和箭头记录结果，汇报员负责后续全班交流，安全员负责提醒大家轻拿轻放磁铁。 3. 分组实验，巡视指导：学生分组开展实验探究，教师分组巡视指导，重点关注：① 学生是否能有序完成四种磁极组合的探究，操作是否规范；② 学生是否能重复实验3次，如实记录实验现象；③ 学生是否能正确使用箭头标注吸引和排斥的现象；④ 小组分工是否明确，合作是否有序；⑤ 学生是否爱护实验器材，轻拿轻放。 对实验有困难的小组，教师进行针对性引导：如“请大家先试试1号的N极靠近2号的S极，慢慢靠近，仔细观察，看看是什么现象？”“这种组合已经做了2次，再做1次，看看结果是不是一样的？” 帮助学生梳理思路，完成实验任务。 4. 全班交流，归纳规律：实验结束后，组织全班交流。邀请各小组汇报员上台，结合实验记录单，分享小组的实验现象和发现，教师借助实物投影或手机投屏，展示学生的记录单，引导全班交流、评价。 教师引导学生汇总所有小组的实验结果，寻找共识。 教师小结：“我们把北极和北极、南极和南极称为相同磁极，北极和南极称为不同磁极。通过大家的重复实验和归纳总结，我们得出磁极间的相互作用规律：当两个磁极相互靠近时，相同磁极会互相排斥，不同磁极会互相吸引。” 带领学生齐读规律，强化记忆。 5. 迁移探究，巩固规律：出示环形磁铁和蹄形磁铁，提问：“我们刚才探究的是条形磁铁的磁极相互作用规律，那其他形状的两块磁铁，比如环形磁铁、蹄形磁铁，相互靠近时也会有这样的现象吗？” 追问：“我们该怎么证明这个猜想呢？” 引导学生自由发言，梳理探究方法（预设：像条形磁铁的研究过程一样，将两块同形状或不同形状的磁铁依次靠近，重复3次并将观察到的现象用箭头记录下来）。 教师强调：“分发材料时，大家先完成环形磁铁的探究，再探究蹄形磁铁，同样要有序操作、重复验证、如实记录。” 学生分组开展迁移探究活动，教师继续巡视指导。 6. 再次交流，深化认知：探究结束后，组织全班再次交流，邀请小组分享环形、蹄形磁铁的探究结果，引导学生寻找共识（预设：两块磁铁相互靠近，无论是什么形状，磁极之间相互作用的规律都是一样的：相同磁极间互相排斥，不同磁极间互相吸引）。 （设计意图：交流两块磁铁磁极靠近的位置时提供磁铁板贴，将学生对磁极靠近方式的思考过程可视化，便于其他学生的补充和交流。随后，教师引导学生对多种方法进行梳理，使之有序呈现，从而培养学生系统、有序的科学思维。此外，记录单上特别设计磁铁贴纸，贴合学生的年龄特点，能有效降低记录难度，提高学习效率。在材料分发顺序上，先分发条形磁铁，待学生形成扎实认知后，再分发环形磁铁与蹄形磁铁，旨在夯实初步认知，为后续更复杂的磁铁研究做好铺垫；同时，通过迁移探究，帮助学生深化对磁极相互作用规律的认知，培养知识迁移能力。） （二）认识地球的南北极（8分钟） 材料准备：教学课件（地磁场视频、阅读资料） 1. 回顾现象，引发疑问：教师谈话：“我们刚才用另一根磁铁靠近悬挂的条形磁铁时，它的指向发生了变化。那如果我们把旁边的磁铁移开，悬挂起来的条形磁铁会发生什么变化呢？” 出示相关视频，引导学生观察。 教师追问：“为什么在周围没有其他磁铁干扰的情况下，它总能稳稳地指向南北呢？是什么神秘的力量在引导它？大家大胆猜一猜。” 2. 猜想推理，获取新知：引导学生自由发言，教师倾听学生的想法（预设：学生能说出“可能有一块看不见的磁铁在吸引它”）。 出示地磁场相关阅读资料，给学生2-3分钟时间自主阅读，小组内简单交流。阅读结束后，教师结合教学课件，用通俗的语言讲解：“原来我们的地球本身就是一个巨大的磁体，科学家们把地球产生的磁场称为‘地磁场’。地磁场也有两个磁极，这两个磁极就在地球的地理南极和北极附近——地理北极附近是地磁的南极，地理南极附近则是地磁的北极。” 3. 简单关联，铺垫难点：教师进一步引导：“结合我们刚才学到的磁极相互作用规律，大家想一想，地球这个‘大磁体’，为什么能引导小磁铁指向南北呢？” 引导学生简单推理，不深入讲解，重点为后续研讨环节做好铺垫。 （设计意图：通过递进式的问题链，引导学生由“磁铁复指南北”的现象，推理出未知磁场的存在，进而探究其来源，并通过分析资料最终论证“地球是大磁体”的结论；同时，结合磁极相互作用规律，引导学生进行简单推理，初步建立磁极与地磁场的关联，为突破本课教学难点做好铺垫，培养学生的推理能力和自主获取信息的能力。）
环节三：研讨——讨论交流，分享发现（预设5分钟） 材料准备：教学课件（生活应用图片） 1. 研讨本质，突破难点：教师提问：“通过刚才的探究和学习，大家现在能解释‘悬挂起来的条形磁铁可以稳定指示方向’的原因了吗？结合地球磁场和磁极相互作用规律，和同桌互相说一说。” 引导学生自由发言，教师结合学生的回答，小结明确：“因为地球是一个巨大的磁体，有地磁场和地磁两极，根据‘不同磁极互相吸引’的规律，小磁铁的北极会被地磁南极（地理北极附近）吸引，指向地理北极；小磁铁的南极会被地磁北极（地理南极附近）吸引，指向地理南极，所以磁铁能稳定指示南北方向。” 2. 联系生活，拓展应用：出示教学课件（指南针、磁悬浮列车、磁力门吸等图片），提问：“磁极间的相互作用规律，不仅能帮助我们解释科学现象，在生活中也有很多广泛的应用。大家看看这些图片，想一想，它们都运用了磁极间的什么相互作用？生活中还有哪些地方用到了磁极的相互作用？” 引导学生自由发言，教师补充梳理，帮助学生感知科学知识的实用价值（预设：指南针利用磁铁指示南北的特性，磁悬浮列车利用相同磁极互相排斥的规律，磁力门吸利用不同磁极互相吸引的规律）。 （设计意图：通过研讨，引导学生结合所学知识，解释磁铁指示南北的本质原因，突破教学难点；举例说明磁极相互作用在生活中的应用，将抽象原理与实际问题解决相结合，体现科学与技术的关联性，激发学生的探究兴趣和应用意识。）
环节四：拓展——延伸探究，激发兴趣（预设2分钟） 材料准备：教学课件（蹄形磁铁图片） 1. 提出猜想，引发思考：教师谈话：“我们今天探究了条形磁铁、环形磁铁、蹄形磁铁的磁极相互作用规律，还知道了条形磁铁能指示南北方向。那大家猜想一下，蹄形磁铁也能指示方向吗？” 引导学生自由发言，大胆表达自己的猜想和理由（预设：学生能结合条形磁铁的特性，猜想蹄形磁铁也能指示南北，理由是蹄形磁铁也有南北极，会受到地磁场的吸引）。 2. 布置任务，延伸探究：教师小结：“大家的猜想都很有道理，但科学猜想需要实验来验证。请大家课后，利用手中的蹄形磁铁，结合今天学到的方法，自主探究‘蹄形磁铁是否能指示方向’，认真记录实验过程、实验现象和结论，下节课我们一起分享大家的探究成果。” （设计意图：通过将条形磁铁的认知迁移至蹄形磁铁，设置悬念，引导学生从理论推测走向课外实践验证，实现知识的拓展与应用，培养自主探究能力和科学探究的严谨性，激发学生持续探究的兴趣。）
板书设计 4. 磁极与方向 一、磁极间的相互作用规律 相同磁极 → 互相排斥（N-N、S-S） 不同磁极 → 互相吸引（N-S、S-N） 二、磁铁指示南北的原因 地球 → 巨大磁体（有地磁场） 地理北极附近 → 地磁南极 地理南极附近 → 地磁北极 （不同磁极互相吸引，引导小磁铁指向南北）
作业设计 基础作业 1. 完善个人实验记录单，完整填写四种磁极组合的实验现象、箭头标注，背诵磁极间的相互作用规律，牢记地球磁场的相关知识（地球是巨大磁体、地磁两极与地理两极的对应关系）。 2. 在家中，利用两根条形磁铁，再次验证磁极间的相互作用规律，每种磁极组合重复3次，将实验过程和现象用文字或画图的方式记录下来。 拓展作业 1. 完成课后探究任务：自主探究蹄形磁铁是否能指示方向，规范记录实验步骤、实验现象和结论，下节课和同学们分享。 2. 和家人一起，寻找生活中运用磁极相互作用的物品，了解其工作原理，向家人介绍今天学到的磁极间的相互作用规律和地球磁场的知识，带动家人一起学习科学知识。 3. 尝试用环形磁铁和悬挂支架，探究环形磁铁是否能指示方向，对比条形磁铁、蹄形磁铁的指示效果，记录自己的发现和疑问。
教学反思 1. 情境贴合学情，探究兴趣浓厚：本节课以“磁铁靠近悬挂磁铁的现象”为切入点，结合上一节课的遗留疑问，自然导入新课，快速调取学生的旧知和生活经验，激发学生的探究兴趣；核心探究环节设计了有序实验、重复验证、迁移应用等多种形式的活动，贴合三年级学生乐于动手操作、喜欢直观探究的认知特点，大部分学生能主动投入到探究活动中，认真操作、规范记录、积极交流，课堂探究氛围浓厚，有效落实了探究实践的核心素养目标。 2. 梯度设计合理，重难点突破有效：本节课的探索环节分为“磁极相互作用规律探究—地球磁场认知”两个梯度，从“具象实验”到“抽象推理”，层层递进、环环相扣，符合三年级学生的认知规律。通过条形磁铁的有序实验、重复验证，引导学生归纳磁极间的相互作用规律，再迁移到环形、蹄形磁铁，夯实教学重点；通过视频观察、资料阅读、推理分析，引导学生认识地球磁场，初步建立磁极与地磁场的关联，结合研讨环节的深度交流，有效突破了教学难点，实现了知识、能力、情感的协同发展。 3. 注重素养培养，知行结合紧密：本节课注重学生科学核心素养的全面培养，实验探究环节提升了学生的实验操作、观察记录、小组合作和归纳总结能力；资料阅读环节培养了学生自主获取信息的能力；研讨环节培养了学生的推理分析和语言表达能力；迁移探究和课后任务培养了学生的知识迁移和自主探究能力。同时，注重“知识学习与生活应用”的结合，引导学生寻找生活中磁极相互作用的应用，让学生感受到科学知识的实用价值，体现了科学“源于生活、用于生活”的理念，培养了学生的应用意识。 4. 不足与改进：一是实验操作环节，部分学生操作不够规范，如磁极靠近时用力过猛、重复实验的意识不够强烈，导致实验结果出现偏差；还有部分学生记录不够清晰，箭头标注不准确，难以完整呈现实验现象。后续教学中，实验前可增加示范环节，详细讲解规范操作的要点和记录方法，发放实验提示卡；实验中，加强巡视指导，对操作不规范、记录不清晰的学生进行针对性帮扶，强调重复实验的重要性，培养严谨的科学态度。二是地球磁场认知环节，部分学生对“地磁两极与地理两极的对应关系”理解不够透彻，难以结合磁极相互作用规律，推理出磁铁指示南北的本质原因，抽象推理能力有待提升。后续教学中，可借助简易的地磁场模型，将抽象的地磁场具象化，帮助学生理解对应关系；同时，设计更具引导性的问题链，逐步引导学生推理，降低抽象思维的难度。三是研讨环节，学生的发言不够主动、不够深入，对磁铁指示南北原因的表述不够清晰，对生活中磁极相互作用应用的举例较为单一，缺乏拓展性。后续教学中，可在研讨前，出示具体的研讨问题和引导性提示，帮助学生梳理思路；鼓励学生大胆发言、大胆质疑，结合自己的实验和生活经验，说出真实的想法；同时，补充更多生活中磁极相互作用的实例，拓宽学生的视野。四是拓展环节，课后探究任务的指导性可更强，可发放简单的探究提示，帮助学生规范完成蹄形磁铁的探究任务，明确记录要点，确保拓展环节真正发挥作用，激发学生的持续探究兴趣。
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