5.
电
磁
铁
【教材简析】
《电磁铁》是教科版新教材六年级上册第四单元《能量》中的第5课。在前一课学生已经知道了电磁铁的基本构造，电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质。并且部分学生在用电磁铁搬运大头针的过程中，也能发现搬运的数量与电磁铁的磁性强弱有关，本课在学生这些知识经验基础上，聚焦“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的问题，推测影响电磁铁磁性强弱的因素，接着作出自己的假设，通过提问、假设、设计、验证和分析等一系列过程，经历完整的探究活动，培养学生缜密的科学思维。
本课有两个活动：第一，作出假设。调用已有经验，推测影响电磁铁磁性强弱的可能因素，并作出假设；第二，设计实验，检验假设。经历检验电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小是否有关的探究过程，重点思考如何在对比实验中控制变量。
【学情分析】
学生原有经验中对电磁铁的磁性强弱与什么因素有关已经有一定的认识，比如他们认为跟电池电压大小、电力大小、电量、线圈长短、粗细、线圈匝数、铁钉大小等有关，但是他们在科学语言的表述上并不规范或者有重复，教师可以在学生暴露的前概念基础上组织讨论，并转化和归纳建构。六年级的学生已经具有一定的科学探究能力，因此教师可以在学生设计和实施实验时适当放手让学生自己去探究，并且用自己探究的数据来支持自己观点的证据。
【教学目标】
科学概念目标
1．电磁铁的磁性强弱是可以改变的。
2．电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关：匝数少磁性弱，匝数多磁性强。
3.
电磁铁的磁性强弱与电流大小有关：电流小磁性弱，电流大磁性强。
科学探究目标
1．能识别变量设计对比实验，会控制变量，探究线圈匝数、电流大小对磁性强弱的影响。
2．经历完整的探究过程，并能够用探究过程中的数据作为证据支持自己的观点，培养证据意识。
科学态度目标
1.能够根据自己的初步推断提出自己的假设。
2.能够以严谨的科学态度做检验假设的实验。
3.在探究过程中，体会交流与讨论的必要性。
科学、技术、社会与环境目标
1.了解电磁铁在生活中的广泛应用。
【教学重难点】
重点：探索电流大小、线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响。
难点：设计、开展对比实验探索电流大小、线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响。
【教学准备】
1.分组器材：三节干电池、电池盒三个、三根长1.3米的单股导线、三枚退火的8cm铁钉、1盒大头针、塑料盘等。
2.
教师演示：课件。
【教学过程】
一、问题聚焦（预设5分钟）
1.游戏导入：
比一比，谁能最快制作一个能吸引大头针的电磁铁，说一说，吸引大头针的枚数，不难发现不同的电磁铁，吸起大头针的数量不一样多，是什么因素引起的呢，引出探究的问题，电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢？
预设学生回答：①电池数量；②绕线多少；③铁芯粗细；④铁芯长短；⑤铁芯形状（条形或马蹄形）；⑥线圈粗细；⑦线圈长短；⑧线圈形状；⑨线的类型（漆包线或胶皮线）等。
全班交流假设，汇总所有的假设，整理假设，从线圈、铁芯、电流这三个方面进行归纳，并分别提出自己的假设。
[设计意图]从真实的活动中，产生疑问，在学生疑惑的地方聚焦问题，大部分学生会猜测可能原因，但是大部分学生的猜测是零星的，有些猜测可能是重叠的，在学生混乱的地方引导，形成系统的分析思维。
二、探究研讨（预设30分钟）
1．作出假设
谈话：从线圈方面看，电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，有什么关系，理由是什么。从铁芯方面看，电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，有什么关系，理由是什么。从电流方面看，电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，有什么关系，理由是什么。
副板书：
[设计意图]以学生的认知为学习起点，在学生模糊的地方介入，从根据已有经验猜测到作科学的假设，培养学生的推理的能力和逻辑思维。
2.合作探究
（1）确定研究主题
同学们提出了很多假设，我们先重点研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小的关系。
这些只是我们的假设，为了验证我们的假设，我们动手来收集证据。我们收集什么证据呢？也就是说用什么来判断电磁铁的磁性强弱？
预设学生回答：电磁铁吸引的大头针数量，能吸引小铁球的最短距离，两个电磁铁同极排斥的距离，排斥小磁针后偏转的角度。
[设计意图]电磁铁能吸铁孩子们已经很熟悉，但是一部分孩子还不能把它作为证据，支持自己的假设，用什么来判断电磁铁的磁性强弱？这个问题一方面培养孩子将实验数据转化为证据的能力，另一方面问题以孩子的认知为基础，又具有一定的开放性，培养孩子的发散性思维。
（2）制定研究计划
大家来看，现在我们研究的问题已经明确了，而且已经对这个问题作出了假设。那么，我们怎样来设计这个对比实验，收集支持假设的证据呢？
学生讨论，分组制定研究计划，完成表1和表3。
全班交流研究计划：你觉得在这个实验中要改变的条件是什么？（线圈的匝数、电流大小）如何改变线圈的匝数（电流大小）？绕多少匝合适？实验做几次？为什么？每次应该相差多少匝呢？（一般要相差20匝及以上，效果才比较明显）
讨论：刚才我们讨论了实验中需要改变的条件，为了实验的公平，应当控制不变的条件有哪些？如何控制这些条件不变呢？小组修改完善研究计划
（3）实验探究
播放微课：探索电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小关系的实验指导
各小组根据实验计划进行实验探究，并在表2和表4中记录实验结果。
3.交流研讨
展示：先将各别组记录得比较完整的实验记录单都收上来，并汇报展示。
小组代表发言，其它组补充说明。
通过实验我们发现：在其它条件不变的前提下，电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，匝数越多，磁性越强；匝数越少，磁性越越弱。（板书：匝数多磁性强，电流大磁性强）
三、总结延伸、生活运用（预设5分钟）
1．总结延伸
今天这节课，我们通过“提出问题——作出假设——制订计划——实验探究—交流研讨”这样的步骤研究了电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小之间的关系。刚才我们各小组还提出了其他的假设，这些因素是否真的也会影响电磁铁的磁性强弱呢？我们课后可以继续进行研究！
2．生活应用
你知道电磁铁在生活中，有哪些应用吗？
学生预设：电铃、耳机、喇叭、电磁起重机、磁悬浮列车等
电磁铁应用很广泛，你觉得这个电磁起重机为什么磁性那么强，竟能吸起一辆小汽车呢？（学生发言）课后可以去查查资料，看看你的解释是否有道理。
[设计意图]在考虑科学概念教学的同时，更要考虑如何迁移应用，电磁铁在学生的生活中有很多应用，请学生们在生活中寻找，不仅能用所学概念解释生活中的现象，也促进学生进行创造性思考，所学知识可以进行多方面的学以致用。
【板书设计】
电磁铁的磁力（一）
1.提出问题
2.作出假设
3.制定计划
4.实验探究
5.交流研讨
【记录表】
表1.电磁铁的磁性强弱与线圈匝数关系的研究计划
研究的问题
电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少有什么关系？
我们的假设
线圈匝数多，磁性强；线圈匝数少，磁性弱。
改变的条件（变量）
怎样改变这个条件
1.20匝
2.
3.
实验要保持哪些条件不变
表2.电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系记录表
线圈的匝数
吸引的大头针数量（个）
磁性强弱排序
第1次
第2次
第3次
取值
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
我的发现
我们的发现：
表3.电磁铁的磁性强弱与电流大小关系的研究计划
研究的问题
我们的假设
电流大，磁性强；电流小，磁性弱。
改变的条件（变量）
怎样改变这个条件
1.
2.
3.
实验要保持哪些条件不变
表4.电磁铁磁性强弱与电流大小的关系记录表
磁性强弱排序
第1次
第2次
第3次
取值
?1节电池
?
?
?
?
?2节电池
?
?
?
?
3节电池
?
?
?
?
我的发现
我们的发现：
【作业设计】
课堂反馈
1.研究电磁铁的磁性强弱与线圈多少的关系时，需保持不变的条件是（
）
A.电池的节数多少、线圈的圈数多少等
B.线圈的圈数多少、铁芯的体积大小等
C.电流大小、铁芯的体积大小等
D.线圈的圈数多少、电流大小等
2．实验记录单分析。
小林和同学一起做了一组科学探究实验，下面是他们小组的实验记录单。
线圈匝数
电磁铁吸起的大头针数量（枚）
第1次
第2次
第3次
平均数
20匝
5
6
7
6
60匝
12
11
13
12
100匝
18
11
19
16
（1）这小组探究的问题是：
（2）做这组实验要改变的条件是：
（3）做这组实验不能改变的条件是：
（4）请将记录单中有问题的数据“圈”出来。
（5）实验中如果发现数据有问题，比较科学的做法是（
）。
A．直接修改数据
B．分析原因，重新实验获得新数据
C．向同学抄数据
D．根据自己的推理，编一个数据
（6）根据这组同学记录的数据，我们可以得出的结论是：
大小
长短
匝数
电池
铁芯
线圈
数量
粗细
粗细
圈数：匝数多磁性强
线圈
粗细
大小：电流大磁性强
铁芯
长短
粗细
数量
电流
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1(共9张PPT)
5.电
磁
铁
我们制作的电磁铁磁性强弱与哪些因素有关呢？
聚焦
2.作出假设
1.电磁铁的磁力大小与(
)有关，
2.你作出这个假设的理由是：
线圈匝数
电流大小
假设
电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少有什么关系？
探究一：
研究的问题
电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少有什么关系？
我们的假设
线圈匝数多，磁性强；线圈匝数少，磁性弱。
改变的条件（变量）
?
怎样改变这个条件
1.20匝
2.
3.
实验要保持哪些条件不变
?
电磁铁磁性强弱与电流大小有什么关系？
探究二：
研究的问题
?
我们的假设
电流大，磁性强；电流小，磁性弱。
改变的条件（变量）
?
怎样改变这个条件
1.
2.
3.
实验要保持哪些条件不变
?
线圈匝数
吸大头针的数量（个）
磁性强弱排列
第1次
第2次
第3次
取值
20匝
60匝
100匝
我们
发现
电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系
电磁铁的铁磁性强弱与线圈匝数有关，
线圈匝数越多磁性越强，线圈圈数越少磁性越弱。
研讨一
21
37
48
弱中强
20
38
48
21
37
48
21
36
48
电流大小
吸大头针的数量（个）
磁性强弱排列
第1次
第2次
第3次
取值
1节电池
2节电池
3节电池
电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，
电流越大磁性越强，电流越小磁性越弱。
我们
发现
研讨二
电磁铁磁性强弱与电流大小关系
4
40
49
弱中强
4
38
49
6
41
49
3
40
48
1.电磁铁的铁磁性强弱与线圈匝数有关，线圈匝数越多磁性越强，线圈匝数越少磁性越弱。
2.电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，
电流越大磁性越强，电流越小磁性越弱。
3.电磁铁的磁性强弱，
还与哪些因素有关呢？
总结延伸
铁芯的粗细
生活应用
电铃
扬声器（喇叭）
磁悬浮列车
电磁起重机
