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第 11 课《指南针》教学设计
粤教科技版四年级上册 第三单元
一、教学目标
.科学观念：
1
知道指南针的指针是指示南北方向的小磁铁，能指示南北方向是因为受地球磁场的影响；
了解地球是一个巨大的天然磁体，其磁北极靠近地理南极附近，磁南极靠近地理北极附近。
2
.科学思维：
能通过观察磁铁靠近和远离指南针时指针的变化，分析磁铁对指针的影响；能基于实验现
象和资料信息，推理出指南针指示南北的原因。
3
.探究实践：
能完成磁铁与指南针的探究实验，观察并记录指针的偏转现象；能利用磁化方法制作一个
水浮指南针；能借助 AI 数字人了解指南针的历史与应用。
4
.态度责任：
认识到指南针是我国古代四大发明之一，感受中国古代科技成就对人类文明的巨大贡献，
增强民族自豪感。
二、教学重难点
重点：知道指南针能指示南北是因为受地球磁场的影响，了解地球是一个巨大的天然磁体。
难点：理解地球磁场的分布特点（磁北极在地理南极附近，磁南极在地理北极附近）。
三、教学准备
教学课件（PPT）、条形磁铁、指南针、制作水浮指南针材料：钢针（缝衣针）、条形磁
铁、泡沫塑料小块、水槽（装水）、实验记录单
四、教学过程
（
一）情境导入
.创设情境
1
教师提问：“想象一下：如果你正处于茫茫的大海中，你能靠什么指示方向？”
学生根据已有经验回答：太阳、星星、指南针等。
2
.聚焦指南针
教师出示指南针图片：“指南针是我国古代四大发明之一，司南、水罗盘等就是早期的指
南针。我国南宋时期已将罗盘应用于航海。”
1
3
. 揭示课题
“
今天我们就来探究指南针的奥秘——第 11 课《指南针》。”
（
二）探究活动
活动一：指南针为什么能指示方向
1
. 提出问题
教师提问：“指南针为什么能指示方向呢？”
学生根据已有知识进行猜想。
2
.实验探究
任务：
（
（
（
1）手持磁铁，绕着静止的指南针缓慢移动，观察指针是否发生偏转及偏转方向。
2）将磁铁移开至远处，等待指南针指针完全停止转动，标记此时指针的指向。
3）变换磁铁位置重复实验多次，记录每次的现象并对比结果。
3
. 观察与记录
实验操作
观察到的现象
磁铁靠近指南针
磁铁远离指南针
指针被吸引，转向磁铁方向
指针恢复，重新指向南北方向
4
. 交流与发现
学生汇报实验结果，教师引导发现：“当磁铁靠近指南针时，指针会被吸引，不再指向南
北，而是转向磁铁的方向；把磁铁移开后，指南针的指针会慢慢恢复，重新指向南北方向。”
教师讲解：“指南针的指针本身就是一块小磁铁，它会受到其他磁铁产生的磁力影响而改
变指向；当外部磁铁移开后，它又会在地磁场的作用下恢复到南北指向。”
5
.追问：为什么指南针可以指示南北，而不是指示东西方向？
①
小资料：认识地磁场
讲述：“地球是个巨大的天然磁体。地球周围空间分布着磁场，近似于把一个磁铁棒放到
地球中心，磁北极（N 极）处于地理南极附近，磁南极（S 极）处于地理北极附近。磁极与地
理极不完全重合，存在磁偏角。”
②
视频解释地磁场，解密指南针指示南北方向的秘密。
探究活动二：制作指南针
. 提出问题
1
2
教师提问：“我们能不能自己动手制作一个指南针呢？制作时需要注意哪些细节？”
.方法学习
2
教师讲解：“制作简易指南针的方法有很多，如水浮法、缕悬法等。在制作的时候要保证
指针能灵活转动，比如用水浮法制作指南针时，常把指针和泡沫塑料组装在一起放在水中，这
样指针就能浮在水面上灵活转动了。”
3
. 技能训练——制作水浮指南针
方法与步骤：
（
（
（
1）磁化钢针： 用磁铁的一极，沿一个方向反复摩擦钢针 20 次以上，使其产生磁性。
2）组装浮体： 将磁化后的钢针轻轻穿过泡沫塑料的中心位置，确保能平稳放置。
3）水面测试： 把组装好的装置放入平静的水面，待其静止后，观察并标记钢针指向。
关键要点：摩擦时必须保持同一方向，不可来回摩擦；泡沫要足够轻便，保证钢针能在水
面灵活转动。
.学生小组合作制作水浮式指南针，并完成观察记录
.交流与改进
4
5
学生展示自制水浮指南针，讨论其不足之处及改进方法。
不足之处：易受水流、风力干扰，稳定性差且不便携带。
改进方法：制作悬缕式指南针（悬挂法）或指甲旋定法指南针（支撑法）。
6
.总结提升
地球有磁场，指南针受地球磁场的影响可以指示南北。
三）拓展应用
（
1
.AI 数字人讲解——指南针的历史与应用
教师播放 AI 数字人讲解视频：“大家好！我是 AI 小科。指南针是我国古代的伟大发明之
一，也是中国古代四大发明的重要组成部分，它的出现彻底改变了人类探索世界的方式。早在
北宋时期，科学家沈括就在《梦溪笔谈》中详细记载了指南针的多种制作方法，还率先发现并
记录了磁偏角现象，这一发现比欧洲早了四百多年，彰显了中国古代科技的领先地位。指南针
的发明，极大地促进了航海事业的发展，让远洋航行和地理大发现成为可能，为不同文明之间
的探索、交流与融合架起了桥梁，对人类文明的发展做出了不可磨灭的贡献。”
2
.沈括的四种指南针
教师出示沈括在《梦溪笔谈》中记载的四种指南针制作方法图示：水浮法、指甲旋定法、
3
碗唇旋定法、缕悬法。
四）总结与练习
.思考与练习
（
1
（
（
（
（
1）指南针是中国古代四大发明之一。
2）地球是个巨大的天然磁体。
3）指南针的指针本身就是一块小磁铁。
4）指南针是利用磁铁指示南北的性质。
2
.课后任务：“尝试利用身边的材料（如缝衣针、泡沫板、磁铁等），用不同于课堂演示
的方法制作一个简易指南针，并使用它测定家里大门的朝向。”
.通过书籍或网络查阅资料，了解指南针的发明与发展历史，并重点探究“磁偏角”现象的
科学原理。
3
4
.课堂总结
教师总结：“指南针的指针是指示南北方向的小磁铁，能指示南北是因为受地球磁场的影
响。地球是个巨大的天然磁体，磁北极在地理南极附近，磁南极在地理北极附近。指南针是我
国古代四大发明之一，为人类文明的发展作出了巨大贡献。”
五、板书设计
第 11 课 指南针
指针 = 小磁铁
↓
受地球磁场影响
↓
地球是巨大磁体：磁北极（N）在地理南极附近
磁南极（S）在地理北极附近
4

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