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第五单元 研究磁铁
第五单元《研究磁铁》
一、单元设计
第五单元《研究磁铁》
1.主题单元的提出
2.对《课程标准》的落实
3.在整套教材中的地位
4.本单元次级主题的主要内容及逻辑关系
5.模块内容与活动概述
6.单元教学目标
7.课 时 建 议
单元设计
1.本单元主题的提出
●丰富：补充建构磁铁的知识。
继续引导学生研究磁铁和用磁铁，将磁铁的两极相互作用规律、指南针、磁场等内容，补充和完善磁铁内容的体系建构。
加深对非直接用力影响物体运动的认识，促进形成系统与模型等跨学科概念掌握。
●推进：辨识方向的能力和对物体相互作用的认识。
本单元的内容包括自制指南针和用指南针辨别方向的实践活动，掌握用磁铁辨别方向的技能，可以让学生多掌握一种辨识方向的可靠技能，有利于他们在生活以及特定环境中辨明东南西北。
更为重要的是，通过研究磁极间的相互作用，有利于学生进一步认识到物体对物体的影响是其相互作用的结果，对形成世界是普遍联系的科学观和事物相互影响的哲学观具有深远意义。
●兼顾：有机整合科学探究与工程实践活动。
既引领学生进行磁极相互作用、磁悬浮列车“悬浮”原因，又探究一些举措是否改变磁力大小和方向。
又指导学生开展制作指南针的实践活动，让科学探究与工程实践两方面自然衔接，相辅相成，浑然一体，对培养学生探究实践能力和意识具有积极的推进作用。
单元设计
2.对《课程标准》的落实
单元设计
3.本单元在整套教材中的地位
单元设计
低年段
中年段
高年段
4.本单元次级主题的主要内容及逻辑关系
寻找磁极和磁极间相互作用的规律
认识指南针的工作原理以及自制指南针
探究在制作指南针中产生的磁性强弱与磁极问题
递进关系
单元设计
5.模块内容与活动概述
单元设计
课题 模块内容 活动概述
16.磁铁的两极 模块1：磁铁的磁极 探究磁铁各部位的磁力大小、磁极的指向 。
模块2：磁极的相互作用 探究磁极的相互作用规律，想办法找到不同形状磁铁的两极。
模块3：磁悬浮现象 了解磁悬浮列车的“悬浮”原因并做模拟实验， 交流身边应用磁悬浮原理制成的物品。
17.指南针 模块1：认识指南针 了解古今指南针的构造和作用，自制指南针。
模块2：指南针的原理 读课文，了解指南针是对地球磁场的利用。
模块3：指南针的影响 阅读资料，了解指南针在历史进程中的贡献。
18.探究磁铁更多秘密 模块1：磁化钢针磁性强弱的变化
探究不同条件下磁化钢针磁性强弱有无变化。
模块2：磁化钢针磁极方向的变化
探究不同条件下磁化钢针的磁极方向有无变化。
6.单元教学目标
● 知道同名磁极相斥、异名磁极相吸的规律和指南针指南北的原因。
● 运用画箭头的方法表示磁极相斥、相吸现象并概括其规律。
● 运用已学的方法探究磁化钢针磁性强弱和磁极变化的问题，能够自制指南针。
● 乐意通过科学探究找寻自己感兴趣的磁铁问题的答案。
单元设计
7. 课 时 建 议
单元设计
二、教材解析与教学流程
课的结构：递进关系
课的解析
模块1：磁铁的磁极
初步认知
发现规律
模块2：磁极的相互作用
发现磁铁南北极的位置
发现同名磁极相斥、异名相吸的规律
模块3：磁悬浮现象
拓展认知
了解磁悬浮列车是磁铁原理的应用
教学目标：
●能说出同名磁极相斥、异名磁极相吸的规律和磁悬浮的原理。
●运用磁极间的相互作用规律，通过推理，找出一些磁铁的磁极。
●在探究过程中，通过分析磁极间相互作用的多种现象，归纳出磁极间的相互作用规律。
●对磁悬浮技术感兴趣，愿意探究磁铁两极间的关系。
重点与难点：
重点：探究磁铁两极间的相互作用规律
难点：想办法找不明磁极磁铁的南、北极
课的解析
课的解析
模块1：磁铁的磁极
教学建议：
●在探究磁铁的磁极位置时，为了获得显而易见的实验现象，教师应该给予具体的方法指导，如讲明用手拿条形磁铁的中部、蹄形磁铁的弧形处；动作要慢一些；尽量铺平被吸的回形针，使其厚度相同、分布均匀；要让磁铁靠近一层回形针的中间等。
注意事项：
●一定要选用没有磁极符号标记的磁铁来做这个实验。如果实在找不到符合条件的磁铁，可以用纸将磁铁包裹起来，以达到事先看不到磁极符号的目的。
●要选用大一些的磁铁来做这实验。磁铁越大，现象越明显。
教学流程
设计意图：
通过各部位磁力强弱的不同，找到磁铁两极的位置，为确定磁铁的南北极做好准备。
确定磁极的存在
两层意思
教学建议：
●在探究磁极的指向时，建议分组做此实验，找出各组实验的共同现象，从而概括出规律。如果采用演示实验的方法，则需多做几次，以便发现规律。
注意事项：
●由于转动中的磁铁停下来需要较长时间，为了节约时间，教师应该提醒学生：不要用力转动磁铁，只需要轻轻拨动一下就可以了。
●在做探究磁极指向的实验时，移除悬吊磁铁装置周围的铁器和其他磁铁，以免它们影响悬吊磁铁静止时磁极的指向。不要用铁架台来做悬吊磁铁的支架。可以用木头、塑料、铝合金等材料做的支架。
教学流程
确定磁极的极性
两层意思
设计意图：
在归纳现象的基础上，发现规律并运用规律解决问题。
教学建议：
●为了便于发现规律，又节约时间，此实验宜分组进行。在交流实验现象的基础上找出规律，即同名磁极相斥，异名磁极相吸。
注意事项：
●有三种实验方法可以表现条形磁铁磁极的相互作用规律，分别是手持、悬吊、垫圆杆移动，教师应根据实际教学条件来选用。如选用手持法，一定要强调慢慢靠近；如选用悬吊法，一定要准备好悬吊装置，尽量不要让学生用手吊着磁铁来进行操作；如选用教材中介绍的垫圆杆移动法，一定要选择光滑、圆润的细杆作为磁铁的支撑物。
模块2：磁极的相互作用
教学流程
教学流程
模块3：磁悬浮现象
教学建议：
●在学生概括出磁极相互作用的规律后，也可以紧接着提出“磁悬浮列车运用了磁铁的什么特性”的问题，让阅读学生资料思考，并交流各自的解释。如果学生的解释完全一致，还可以进一步引导思考：怎样实现列车与地面的相互排斥？让学生从设计的角度尝试进行解答。然后引导学生探究原理，最后，配以磁悬浮列车及其原理的资料介绍，让学生不但知其然，还知其所以然。
教学流程
设计意图
介绍我国磁悬浮列车的特点，通过模拟实验体会其“悬浮”原理。
悬疑
教学建议：
●在学生分组做磁悬浮的实验时，如果没有足够的合适立柱，也可以用笔杆代替立柱来做实验。
●在介绍磁悬浮物品时，尽量采用播放视频的方式，以提高可信度。
注意事项
●由于学生用来做实验的磁铁牢固性不是很好，在学生磁悬浮实验，教师要强调：动作要轻，待上面的环形磁铁靠近下面的磁铁时才能松手，以免磁铁相吸时撞击力过大，造成磁铁损坏。
教学流程
答疑
延申
作业指导：
●不局限于这些磁铁玩具。
●强调与二年级自制磁铁玩具的不同，要利用磁铁两极相互作用的规律制作设。
教学流程
课的结构：递进关系
课的解析
模块1：认识指南针
认识与实践
模块2：指南针的原理
了解原理
了解构造，习得制作方法
了解指南针是对地球磁场的利用
模块3：指南针的影响
拓展认知
指南针作为古代四大发明之一，曾在历史上发挥重要作用
教学目标：
●描述指南针起源于中国，说出古代制造指南针的四种简单方法。
●能够模仿指南针的结构，用水浮法自制指南针。
●按照教材介绍的方法，成功自制指南针，并能够用它辨别方向。
●为中国古人发明指南针感到自豪。
重点与难点：
重点：指导学生自制指南针
难点：用自制的指南针辨别方向
课的解析
教学流程
模块1：认识指南针
设计意图：
从认识古代司南入手，了解构造和制作方法，为自制指南针做好铺垫。给学生提供做指南针、学习使用指南针的实践机会。
方法1~3属于托举法；方法4属于悬吊法。
教学建议：
●如果学生对中国古代的指南针了解较多，也可以先让学生说一说他们已知的，然后，教师进行补充。
●可以用播放相关视频代替学生阅读课文，使教学生动形象。
教学流程
教学建议：
●在介绍指南针的使用方法时，可播放演示使用方法的视频，用直观手段帮助学生更好地掌握要点。在学生练习后，依据实测结果，共同确定教室内的东、南、西、北，以便在下一个活动中标注磁化钢针的南北极。在确定教室内的方向后，可在教室内的墙壁上贴上方向卡，以防止学生在自制指南针和检验自制指南针的过程中忘记方向。
教学流程
教学建议：
●指导学生自制指南针时，针对学生实际情况，也可采用分段指导的方法。具体而言，就是每介绍一个制作步骤，让学生按照要求做一步。
●可以用多种方法让磁针漂浮在水面上，如用磁针穿过泡沫塑料小球，让泡沫塑料小球处于磁针的中间位置，然后将它们放在水面上。
注意事项：
●缝衣针、大头针、钢针，这些材料比较容易被磁化，而且能较长时间地保持磁性，可以用来做指南针的磁针。铁丝虽然容易被磁化，但保持磁性的时间短，即使把一段铁丝的头磨尖了，也不宜用来做指南针的磁针。因此，在学生自制指南针前，教师可以检查一下学生准备磁化的材料，如发现不合适，应及时指出。如有可能，教师可以准备一些材料发给学生，或在发现学生自备的材料不当时给予替换。
●由于本课用到了钢针，教师一定要提醒学生注意安全，不要挥舞、甩动钢针，以免伤人伤己。
教学流程
设计意图：
了解指南针是对地球磁场的利用。
模块2：指南针的原理
教学建议：
●可以用相关的视频资料代替学生读课文，以便给学生留下直观印象。
注意事项：
●根据课标要求，磁场的内容到中学才会具体说明，因此，此处的教学，只要学生略知皮毛即可，不宜过度展开。
模块3：指南针的影响
设计意图：
提供给学生了解指南针在古代航海史上发挥作用的信息，增强民族自豪感。
教学建议：
可以让学生在文中指南针对世界影响的句子下画横线，从而提取关键信息。
教学目标：
●举例说出一些情况下磁化钢针磁性强弱与磁极变化的情况，或找到自己感兴趣的磁铁问题的答案。
●归纳发现的磁铁现象，发现其中的规律。
●基本按照探究的步骤，对磁铁的问题展开有始有终的探究活动。
●乐于开展探究磁铁的活动，如实描述实验现象。
重点与难点：
重点：采用探究方式获取感兴趣问题的答案。
难点：让学生针对自己的疑问展开探究活动。
课的结构：并列
可以探究自己感兴趣的问题
课的解析
教学流程
教学建议：
●允许学生地理探究某个自己感兴趣的磁铁问题，也可以允许一个实验小组的同学共同探究某个问题，还可以让同一问题的学生组成小组共同进行活动。
●学生在交流自己感兴趣的磁铁问题时，有些问题可能相似或相近，此时，教师可以启发学生讲这样的问题合并为一个问题进行研究。
●由于学生还没有掌握制订探究方案的具体方法，在本课中，可以允许学生只说出探究方案中的主要部分，如用什么材料、怎样做即可。
注意事项：
●如果学生提出的想探究的问题超出了学生的现有能力，或者研究这些问题目前还缺乏相应器材，教师应在指出这些问题的价值后，说明目前我们还研究不起来，鼓励学生记住这些问题，待条件成熟时再来进行研究。
●由于学生想研究的具体问题具有较大的开放性，教师课前很难估计，所以，应多准备一些与磁铁相关的教学器材，一边最大限度的满足学生的探究需要。
●如果学生设计的探究方案涉及到安全事项，教师一定要提醒学生如何正确操作和怎样避免意外伤害。
第一种教学方案：开放性或半开放性的教学
设计意图:
提供给学生自主学习的机会，让他们获得求知成功的满足感。
教学流程
第二种教学方案：按2个模块进行的教学
模块1：磁化钢针磁性强弱的变化
教学流程
教学建议：
●这个模块的四个探究活动都是并列关系，在教学中，教师可试具体情况调整教学顺序。
●在具体的探究活动中，如果学生提出更好的实验方法，也可以按照学生的方法进行实验。即使学生讲的方法有些略有欠缺，也可以让他们进行尝试，并引导他们改进方法。
●针对学生的实际情况，在每个问题的探究中，不一定全部按照先看教材上介绍的方法，然后进行实验的模式，教师完全可以根据教学现场的实际情况进行调整，只要学生能够探究起来并获得正确的验证结果即可。
●如果教材上呈现的这四个小活动，有学生做过，可以让这些学生介绍实验方法，教其他学生做。教师可进行适当补充。如果大部分学生做过并已有实验结论，可以适当放弃相应活动，并用其他活动替代。
●在教材上安排的四个探究小活动后，如果学生还有涉及磁力大小的问题，教师完全可以也应该指导学生展开相应的实验，已满足学生的心理需求，保护并促进学生的学习热情。
注意事项：
●提醒学生注意安全。在本模块的教学中依然要用到钢针，教师仍然应该提醒学生注意不要戳到自己和别人。此外，在第三个探究小活动中，由于要用到火，教师在教学中一定要在进行操作示范的过程中说明注意事项，避免学生因没有掌握好方法和不小心烫伤自己。
设计意图：
提供动手探究的机会，解答学生对磁力是否发生变化的问题。
教学流程
设计意图：
提供动手探究的机会，解答学生对磁极方向是否变化的问题。
模块2：磁化钢针磁极方向的变化
注意事项：
●在辨别钢针的磁极时，教师一定要告诉学生最好用悬吊法，不能用相互靠近大磁铁，看吸引还是排斥的方法，以免磁针的磁极被转化的现象，妨碍获得正确的实验结果。
教学建议：
●这个模块的两个探究活动属于并列关系，在教学中，教师可试具体情况调整教学顺序。
●为了贴近学生地前期活动，贴别是自制指南针的实践，可以将解释相关现象融入此模块的教学中，如：为什么各人自制的指南针，钢针尖不是同一个磁极？为什么不能让自制好的指南针的磁针再接触大磁铁？促进学生利用、巩固探究成果。
●由于学生已经有了第一个模块的基础，在此模块的教学中，教师可以根据学生的实际学力，在学生动手前，让学生充分讨论怎么做，有意识地培养学生地自主学习能力和主动探究意识。
教学流程
感谢聆听！

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