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小学科学课时教案（适用温州市）
课题 1.5 制作小磁针 备课时间 03. 19
备课来源 自主备课 备课老师 XXX
教材简析 本课作为单元的第5课，对应课程标准3～4年级学习内容“3.2电磁相互作用”的第五点“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“12.2技术与工程改变了人们的生产和生活”的第三点“尝试设计和制作某种产品的简化实物模型，并反映其中的部分科学原理”。本节课在研究磁铁能指示方向的基础上，针对磁石携带和使用不方便的实际情况，开展“制作一枚小磁针”的活动。 教材由四部分组成。第一部分聚焦板块，通过“被磁铁吸引过的回形针会带有一些磁性”这一现象，引导学生思考自己制作的磁针能否指示南北方向。第二部分探索板块有两个活动，一是讨论如何获得一根有磁性的针，通过学习人工传磁的方法，了解磁化的主要过程。二是人工传磁制作磁针，并通过对比实验探究影响磁针磁性强弱的因素。第三部分研讨板块，问题1和2都是对探究活动结论的研讨，帮助学生巩固科学观念，问题3“磁化后的针头和针尾分别是哪一极？可以怎样判断？”需要学生综合前面所学，将科学观念应用到具体问题中。第四部分拓展板块，通过查阅资料，了解古人还有哪些磁化的方法。
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 学生在之前的探究活动中，已经接触过磁化现象，但对于影响磁化效果的因素缺乏深入思考。本节课强调采用对比实验的方式进行探索，通过控制相关变量，培养学生的对比意识。学生已经做过类似的对比探究，但对于对比实验的要求却不够清晰，对于如何控制变量也缺乏深入探索。本节课重点要引导学生科学地设计实验、进行规范操作，根据实验现象进行推理论证，发展科学思维能力。 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，对动手制作类活动兴趣浓厚，能积极参与人工传磁、制作小磁针的操作，但对“磁化”的本质、对比实验的“控制变量”要求理解较为模糊。同时，学生存在明显不足：一是对比实验设计能力薄弱，难以清晰明确“控制哪些变量、改变哪些变量”，容易出现多变量同时改变的问题；二是实验操作的规范性不足，摩擦钢针时容易出现来回摩擦、用力不均、摩擦次数不统一等情况，影响实验效果；三是磁极判断能力有待提升，能说出悬挂法、磁极相互作用法，但实际操作中难以规范操作，无法准确推理出小磁针的南北极；四是记录和分析能力不足，能记录实验现象，但难以结合现象归纳结论，对“摩擦次数与磁性强弱无关”的结论难以理解和接受；五是合作探究的条理性不足，小组实验中容易出现分工混乱、操作无序的情况。 学生的核心困难是：掌握人工磁化钢针的正确方法，理解磁化的简单本质；规范设计对比实验，掌握控制变量的基本要求，探究影响小磁针磁性强弱的因素；运用所学方法（悬挂法、磁极相互作用法）准确判断并验证小磁针的南北极；能结合实验现象归纳实验结论，培养严谨的科学思维。
学习目标 科学观念 1. 没有磁性的钢针可以通过人工传磁变成有磁性的小磁针。 2. 用磁铁的磁极摩擦比用中间部位摩擦，磁性更强；单向摩擦比来回摩擦，磁性更强；摩擦次数多少与磁性强弱基本无关。 科学思维 1. 能通过对比实验，学习控制变量的方法，设计规范的实验方案。 2. 能根据实验现象，分析、归纳影响小磁针磁性强弱的因素，结合磁极相互作用规律，推理小磁针的南北极。 探究实践 1. 能动手运用摩擦法制作小磁针，规范完成对比实验，探究影响小磁针磁性强弱的因素。 2. 能运用悬挂法、磁极相互作用法，判断并验证小磁针的南北极，提升动手操作和实践探究能力。 态度责任 1. 通过设计、实践和交流，形成认真操作、仔细观察、及时记录、重复验证的良好科学习惯。 2. 感受人工磁化技术的实用性，体会科学与技术的联系，激发对磁现象的持续探究兴趣，树立动手实践、乐于创新的意识。
教学重难点 教学重点：探究人工磁化磁针时，磁针磁力大小的影响因素（磁铁摩擦部位、摩擦方式）。 教学难点：磁针南北极的判断及验证，能规范运用悬挂法、磁极相互作用法推理小磁针的南北极。
教学准备 教师准备：1. 教学课件（含磁化资料、实验要求、古人磁化方法资料）；2. 演示用材料（条形磁铁、钢针、大头针、回形针、悬挂支架、细线、泡沫）；3. 对比实验提示单；4. 实物投影或手机投屏设备；5. 实验评价表。 学生准备：1. 泡沫、钢针（粗缝衣针）；2. 条形磁铁；3. 大头针、回形针；4. 学习记录单、实验记录表；5. 铅笔、橡皮；6. 悬挂支架、细线；7. 小组探究分工表。
过程设计 聚焦：以“被磁铁吸引过的回形针能吸引其他回形针”的现象为切入点，引发学生思考磁化现象，进而提出“自己制作的磁针能否指示南北”的核心问题，自然揭示本课主题，激发学生动手制作和探究的兴趣，为后续探究活动做好铺垫。 探索：分三个梯度展开核心探究，层层递进、环环相扣，突破教学重点。第一步，研讨人工传磁的方法，了解磁化的概念，掌握用磁铁摩擦钢针制作小磁针的基本方法；第二步，通过对比实验，探究磁铁摩擦部位、摩擦次数、摩擦方式对小磁针磁性强弱的影响，学习控制变量的方法；第三步，规范操作实验，记录实验现象，归纳实验结论。 研讨：围绕“小磁针南北极的判断及验证”展开深度交流，引导学生综合前面所学的磁极相互作用规律，运用悬挂法、磁极相互作用法判断小磁针的南北极，规范操作、验证猜想，突破教学难点，巩固科学观念，发展推理论证能力。 拓展：介绍古人其他的磁化方法（地磁法），拓宽学生的探究视野，布置课后制作小磁针的任务，引导学生持续探究，实现“课堂探究”向“课外实践”的延伸，激发持续探究的兴趣。
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：教学课件、磁化后的回形针吸引普通回形针演示材料 1. 演示激趣，引发疑问：教师谈话：“同学们，之前我们探究磁铁的特性时，发现了很多有趣的现象。今天老师带来了一个神奇的演示，大家仔细观察。” 演示：用被磁铁吸引过的回形针，去靠近普通的回形针，观察到回形针相互吸引的现象。 提问：“小朋友们，你们见过这样的现象吗？普通回形针是铁制品，本身没有磁性，为什么被磁铁吸引过之后，就能吸引其他回形针了呢？大家大胆猜一猜。” 2. 互动猜想，聚焦主题：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“被磁铁吸引过的回形针，也有了磁性”）。 教师追问：“大家的猜想很有道理！被磁铁吸引过的回形针获得了磁性，这种现象我们称之为‘磁化’。那我们能不能用同样的方法，让一根没有磁性的钢针获得磁性，制作一枚小磁针呢？这枚自己制作的小磁针，能不能像我们之前见过的磁铁一样，指示南北方向呢？” 3. 揭示课题：教师小结：“带着这些疑问，今天我们就一起来学习‘制作小磁针’，亲手动手制作一枚属于我们自己的小磁针，探索其中的科学秘密。” 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：回形针吸引着回形针，回形针是铁制品，它没有磁性，为什么能吸引其他回形针呢？借助现象引起学生的共鸣，这枚回形针是被磁铁吸引过的，具有一定的磁性，也为如何利用钢针来制作有磁性的针提供了思路；同时，通过提问引发学生的探究欲望，自然导入本课主题，贴合学生的认知逻辑。）
环节二：探索——运用工具，进行实验观察记录（预设20分钟） 材料准备：教学课件、条形磁铁、钢针（粗缝衣针）、大头针、记录单 （一）研讨如何制作磁针（预设5分钟） 1. 研讨方法，激发思考：教师谈话：“我们想要制作一枚小磁针，首先要解决一个问题——如何让一根没有磁性的钢针，获得磁性？大家结合刚才回形针的磁化现象，想一想，有什么办法？” 引导学生充分讨论、自由发言，分享自己的想法（预设：学生能说出“用磁铁去摩擦钢针”“把钢针放在磁铁旁边”等）。 教师引导学生归纳小结，思考哪些方法更容易使钢针获得磁性，排除不合理的方法，聚焦“用磁铁摩擦钢针”的方法。 2. 学习方法，明确概念：出示教学课件，介绍《梦溪笔谈》中记载的“摩擦法”，讲解具体操作要点：手按住钢针的一端，用磁铁的一个部位，从钢针的一端向另一端，朝着一个方向摩擦，不要来回摩擦。 教师强调并定义：“像这样，让没有磁性的物质（如钢针）获得磁性的过程，我们就叫作磁化。接下来，我们就用这种摩擦法，尝试做一枚小磁针。” （二）磁性强弱对磁化效果的影响（预设5分钟） 1. 提出疑问，引发探究：教师提问：“我们用磁铁摩擦钢针来磁化钢针，那大家想一想，用磁铁的哪部分摩擦钢针，钢针的磁性会更强呢？是磁铁的磁极，还是磁铁的中间部位？” 引导学生自由发言，大胆猜想（预设：学生能说出“磁铁的磁极”，结合之前所学“磁铁磁极磁性最强”的知识）。 2. 研讨方案，明确方法：教师追问：“如何验证我们的猜想？我们可以通过什么方法，检测磁化后钢针的磁性强弱呢？” 引导学生小组讨论，明确探究方案和检测方法：用同一根条形磁铁，分别利用磁铁的磁极和中间位置，对两根相同的钢针进行摩擦，朝着一个方向摩擦3次；然后用被磁化的两根钢针，分别去吸引大头针，观察并记录每根钢针能吸引多少根大头针，吸引的大头针越多，说明磁针的磁性越强。 3. 示范操作，强调要点：教师现场演示实验过程，一边演示一边提醒学生注意两点：① 实验要重复三次，取三次吸引大头针数量的中间值，确保实验结果的准确性；② 钢针碰到大头针堆后立即抬起，一次即可，不能反复吸引，避免影响实验结果。 4. 交流小结，巩固认知：学生观察演示实验后，组织简单交流，教师小结明确：用磁铁的磁极摩擦钢针，制作的小磁针磁性更强；用磁铁的中间部位摩擦，磁性较弱。 （三）摩擦次数和摩擦方式对磁化效果的影响（预设10分钟） 1. 拓展疑问，延伸探究：教师提问：“我们已经知道，磁铁的摩擦部位会影响小磁针的磁性强弱。那除了摩擦部位，还有哪些因素会影响摩擦后磁针的磁力大小呢？大家大胆猜一猜。” 引导学生自由发言，梳理出可能的影响因素（预设：学生能说出“摩擦的次数”“摩擦的方向/方式”）。 2. 研讨方案，控制变量： （1）研讨摩擦次数的影响：教师引导学生归纳探究方法：准备两根相同的钢针，用条形磁铁的相同磁极（如N极）进行摩擦，一根从针头到针尾单向摩擦3次，另一根单向摩擦15次；然后分别检测两根钢针吸引大头针的数量，判断摩擦次数与小磁针磁性强弱的关系。 （2）研讨摩擦方式的影响：引导学生归纳探究方法：准备两根相同的钢针，用条形磁铁的相同磁极（如N极）进行摩擦，一根从针头到针尾单向摩擦15次，一根来回摩擦15次；然后分别检测两根钢针吸引大头针的数量，判断摩擦方式与小磁针磁性强弱的关系。 教师强调控制变量的重要性：“这两个探究实验，我们都要保证‘钢针相同、磁铁磁极相同、摩擦力度相同’，只改变‘摩擦次数’或‘摩擦方式’，这样才能准确判断单一因素对磁化效果的影响。” 3. 明确要求，分组实验：出示教学课件，明确实验要求，发放实验记录表和对比实验提示单，提醒学生测试磁针磁力大小的注意事项，与之前保持一致：① 实验重复三次，取中间值；② 碰到大头针堆时要立即抬起，不能反复吸引。 明确小组分工：观察员负责操作摩擦钢针、检测磁性，记录员负责如实记录实验数据和现象，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和钢针，避免扎伤。 学生以小组为单位，同时展开两项探究活动，教师分组巡视指导，及时纠正不规范操作。 4. 汇报交流，得出结论：实验结束后，组织全班交流。邀请各小组汇报员上台，结合实验记录表，分享小组的实验数据、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，归纳得出结论：沿着一个方向摩擦比来回摩擦，磁针的磁性更强；摩擦次数多少，与磁针的磁性强弱基本没有关系。 （设计意图：在本环节，主要研究磁性强弱、摩擦次数和摩擦方式三个方面对磁化效果的影响。对于磁性强弱的研究，采用一根磁铁，分别利用磁铁的磁极和中间位置来探究。该探究过程比较简单，建议全班采用相同的操作：如手按住针头，用磁铁的N极从针头到针尾摩擦。将磁铁摩擦钢针的操作要求落实到位，为后续的探究打基础。三年级孩子对于如何控制变量，并不清晰，设计探究活动时，可以借助提示单和微课，让学生明确探索活动的实施步骤，培养学生的对比探究和科学设计能力。）
环节三：研讨——讨论交流，分享发现（预设12分钟） 材料准备：教学课件、磁铁、钢针（粗缝衣针）、悬挂支架、细线。 1. 提出疑问，聚焦难点：教师谈话：“我们已经成功制作出了有磁性的小磁针，也知道了如何让小磁针的磁性更强。但大家有没有发现一个问题——我们制作的小磁针，针头和针尾分别是哪一极呢？是针头是N极、针尾是S极，还是反过来？我们可以用什么方法来判断？” 引导学生自由发言，分享自己的方法（预设：学生会想到使用“悬挂法”或者用已知磁极的磁铁相互作用法，来判别磁针针头和针尾是什么磁极）。 2. 纠正误区，明确方法：教师提示学生注意误区：“大家要注意，当磁铁的一个磁极能吸引磁针的针尖或针尾时，并不能判断磁针的南北极——因为不同磁极互相吸引，无论磁针的这一端是N极还是S极，只要和磁铁的磁极不同，就会吸引。” 教师引导学生明确正确方法：需要利用已知磁极的磁铁（如条形磁铁，标注N极和S极），分别用它的N极和S极，靠近磁针的两头，根据磁针与磁铁的相互作用（吸引或排斥），结合“相同磁极互相排斥，不同磁极互相吸引”的规律，推理出磁针的南北极；也可以用悬挂法，将小磁针水平悬挂，待其静止后，指向北方的一端是N极，指向南方的一端是S极。 3. 动手实验，验证判断：发放悬挂支架、细线等材料，学生分组实验，尝试用自己想到的方法，判断并验证自己制作的小磁针的南北极，教师分组巡视指导，重点关注：① 学生是否能规范操作悬挂法（细线系在小磁针中间，保证水平自由旋转）；② 学生是否能正确运用磁极相互作用法，推理小磁针的南北极；③ 学生是否能如实记录判断结果和验证过程。 对操作有困难的小组，教师进行针对性引导：如“请大家用条形磁铁的N极，慢慢靠近小磁针的针头，如果吸引，说明针头是什么极？如果排斥，又是什么极？”“悬挂小磁针时，细线不要缠绕，让它能自由旋转，待静止后再观察指向。” 4. 全班交流，小结梳理：实验结束后，组织全班交流，邀请小组分享自己的判断方法、验证过程和结果。教师小结明确：通过悬挂法（静止后指北为N极、指南为S极）或磁极相互作用法（结合磁极间的相互作用规律推理），都可以判断并验证小磁针的南北极；不同小组制作的小磁针，南北极可能不同，这与摩擦时所用的磁铁磁极、摩擦方向有关。 （设计意图：在研讨环节，教师引导学生根据实验现象得出科学的实验结论，鼓励学生说出更多的发现。研讨问题针对磁针的南北极展开，学生借助前几课的学习，用合适的方法来判断磁针的南北极，突破教学难点，同时培养学生的推理论证和动手操作能力。）
环节4：拓展——其他磁化的方法（预设3分钟） 材料准备：教学课件。 1. 提出疑问，拓宽视野：教师提问：“我们今天学习了用磁铁摩擦钢针的方法，来磁化钢针、制作小磁针。除了这种方法，你还知道古人有哪些磁化的方法呢？” 引导学生自由发言，分享自己的了解，教师倾听并给予肯定。 2. 学习资料，了解方法：出示学习资料，重点介绍古人的“地磁法”，用通俗的语言讲解：古人将钢针悬挂起来，让它长时间水平自由旋转，利用地球的地磁场，让钢针慢慢获得磁性，变成小磁针，这种方法虽然耗时较长，但非常简便，体现了古人的智慧。 3. 布置任务，延伸探究：教师小结：“磁化的方法有很多，除了我们今天学习的摩擦法、古人的地磁法，还有其他方法等待我们去探索。课后，请大家运用今天学到的摩擦法，再制作一根小磁针，准确判断它的南北极，记录下制作过程、遇到的问题和解决方法，下节课和同学们一起分享。” （设计意图：激发学生的兴趣，拓宽学生视野，继续研究磁化的方法，引导学生将课堂所学应用到课外实践中，实现“课堂探究”向“课外实践”的延伸，培养学生的动手实践和自主探究能力。）
板书设计 5.制作小磁针 一、磁化：让没有磁性的物质获得磁性的过程 二、影响磁性强弱的因素 1. 摩擦部位：磁极摩擦 → 磁性更强（优于中间部位） 2. 摩擦方式：单向摩擦 → 磁性更强（优于来回摩擦） 3. 摩擦次数：与磁性强弱基本无关 三、小磁针南北极的判断与验证 1. 悬挂法：静止后 → 指北=N极、指南=S极 2. 磁极相互作用法：结合“同极相斥、异极相吸”推理
作业设计 基础作业 1. 完善个人实验记录表和学习记录单，完整填写对比实验的操作步骤、实验数据、现象和结论，背诵磁化的概念、小磁针的制作方法，牢记影响小磁针磁性强弱的因素。 2. 运用课堂上学到的摩擦法，动手制作一枚小磁针，规范操作、认真记录制作过程；用悬挂法或磁极相互作用法，准确判断小磁针的南北极，将判断方法、验证过程和结果，用文字或画图的方式记录下来。 拓展作业 1. 尝试用古人的“地磁法”制作小磁针，将钢针水平悬挂，放置在无干扰的地方，观察并记录钢针获得磁性的过程（可借助指南针检测），对比摩擦法和地磁法的优缺点，下节课和同学们分享。 2. 和家人一起，开展“制作小磁针”小游戏，教家人用摩擦法制作小磁针，向家人介绍磁化的概念、影响小磁针磁性强弱的因素，以及判断小磁针南北极的方法，带动家人一起学习科学知识。 3. 尝试改变摩擦时的磁铁磁极（如用N极和S极分别摩擦），观察小磁针的南北极是否发生变化，记录自己的发现和疑问，培养自主探究的能力。
教学反思 1. 情境贴合学情，探究兴趣浓厚：本节课以“磁化后的回形针吸引普通回形针”的神奇现象为切入点，快速调取学生的旧知和生活经验，引发学生的探究疑问，自然导入新课；核心探究环节设计了动手制作、对比实验、验证判断等多种形式的活动，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，同时培养了学生的动手实践能力。 2. 梯度设计合理，重难点突破有效：本节课的探索环节分为“研讨制作方法—探究影响因素—验证判断磁极”三个梯度，从“方法学习”到“规律探究”，再到“实践应用”，层层递进、环环相扣，符合三年级学生的认知规律。通过演示讲解、分组操作，帮助学生掌握小磁针的制作方法和磁化的概念；通过对比实验，引导学生探究影响小磁针磁性强弱的因素，学习控制变量的方法，有效突破了教学重点；通过研讨环节的误区纠正、动手验证，引导学生掌握小磁针南北极的判断与验证方法，结合磁极相互作用规律推理，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，对比实验环节提升了学生的实验设计、操作规范、数据分析和归纳总结能力；研讨环节培养了学生的推理论证、语言表达和问题解决能力；动手制作环节培养了学生的动手实践和合作探究能力；拓展环节拓宽了学生的探究视野，培养了学生自主获取信息和持续探究的能力。同时，注重“知识学习与实践应用”的结合，引导学生动手制作小磁针、验证磁极，将抽象的科学知识转化为具体的实践操作，体现了科学“源于实践、用于实践”的理念，培养了学生的实践意识和创新精神。 4. 不足与改进：一是对比实验环节，部分学生对“控制变量”的要求理解不够透彻，实验操作中出现多变量同时改变的问题（如摩擦次数和摩擦方式同时改变），导致实验数据不准确、无法归纳正确结论；还有部分学生操作不够规范，摩擦钢针时来回摩擦、用力不均，检测磁性时反复吸引大头针，影响实验效果。后续教学中，实验前可增加控制变量的专项讲解，借助微课、演示视频，让学生明确“控制哪些变量、改变哪些变量”；发放对比实验提示单，细化操作步骤；实验中，加强巡视指导，对操作不规范、理解有困难的学生进行针对性帮扶，强调实验规范和重复验证的重要性，培养严谨的科学态度。二是小磁针南北极判断环节，部分学生存在操作误区，如用磁铁的一个磁极靠近小磁针就判断南北极，悬挂小磁针时细线缠绕、无法水平自由旋转，导致判断结果错误；还有部分学生难以结合磁极相互作用规律进行推理，表达不够清晰。后续教学中，可提前强调判断误区，通过示范操作，让学生明确两种判断方法的规范步骤；设计简单的推理提示卡，帮助学生梳理推理思路；鼓励学生大胆表达自己的推理过程，对表达不清晰的学生进行针对性引导，提升推理论证和语言表达能力。三是小组合作环节，部分小组分工不明确，出现操作混乱、记录不及时的情况；个别学生参与度不高，只观看不操作，缺乏动手实践的积极性。后续教学中，可在实验前，明确小组内的分工，发放小组分工表，要求每位学生都参与到探究的各个环节；建立小组评价机制，鼓励学生主动参与、积极合作，对参与度不高的学生进行针对性引导，激发其探究兴趣。四是拓展环节，对古人“地磁法”的介绍较为简略，部分学生难以理解其原理；课后制作任务的指导性可更强，可发放简单的制作提示和注意事项，帮助学生规范完成课后制作和探究任务，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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