电和磁 教学设计
【教材简析】
在前两课的学习中,学生已经对身边的各种能量有了一定的认识。在这些能量中, 电和磁与我们的生活密切相关,是本单元重点学习的能量形式。本课“重演”了科学史上著名的奥斯特发现电生磁现象的过程,正是这个发现,让原本看似互不相关的电和磁建立了联系,由此开启了近代电磁学的研究,有力地推动了社会的进步。
本课有两个活动:第一,指导学生经历科学家奥斯特做过的实验——通电导线使指南针偏转,经历对新现象进行分析、解释的思维过程;第二,做通电线圈使指南针加大偏转的实验,用线圈代替直导线做电生磁实验,为理解电磁铁原理打下基础,也为研究小电动机埋下伏笔。两个活动具有严密的逻辑结构,由浅入深,步步推进。
【学情分析】
“电”和“磁”现象在生活中很普遍,六年级的孩子不会感到陌生,再加上在二、四年级中有独立的“磁”和“电”单元的系统的科学学习,已经知道一些关于磁铁具有磁性的知识和简单电路的知识,为本课的“电生磁”概念的建立打下良好的基础。但是,由于缺乏系统训练,大部分孩子对普通电路的组装连接还不够熟练,对电路短路的连接以及这种连接会增大电流,易损坏电池理解不到位,这一点会直接影响到本课实验的操作效率;对磁能吸引铁,同名磁极相斥、异名磁极相吸等性质有一定的了解,但对两种现象的不同之处的认识是模糊的。因此,在本课的复习阶段就必须有效地唤起孩子的旧知,为建立新的概念服务。
【教学目标】
科学概念目标
通过亲历直导线实验探究建构通电导线周围产生磁性的认识。
科学探究目标
模仿做通电直导线和通电线圈使指南针偏转的实验,能够通过分析建立解释。
能够运用通电线圈能使指南针偏转明显的性质,检测废电池是否有电。
科学态度目标
体验科学史上发现电产生磁的过程,意识到细致观察、善于思考的重要性。
意识到科学探究过程中合理进行推测、严谨开展实验、有根据地得出结论的必要性。
科学、技术、社会与环境目标
意识到科学技术可以推动社会发展、改变人类生活。
在检测废电池活动中体会重复使用、节约能源的意义。
【教学重难点】
重点:感知通电后的导线和线圈能使指南针发生偏转;建构电流可以产生磁性的认知。
难点:对通电导线和线圈使指南针发生偏转的现象通过分析做出解释。
【教学准备】
小组准备:电池、电池盒、小灯泡、开关、短导线、长导线、小灯座、指南针。
教师准备:电池、教学课件等。
【教学过程】
一、聚焦:问题导入
1.讲述:在1820年的时候,丹麦科学家奥斯特在一次实验中偶然让通电的导线靠近指南针,发现了一个奇怪的现象。就是这个发现,为人类大规模利用电能打开了大门。奥斯特发现了什么?怎样解释这种现象呢?今天我们也来经历一次奥斯特的发现之旅吧!
二、探索和研讨
实验一:通电导线使指南针偏转的实验
1.组装一个电路,点亮小灯泡,以确保电路是通路。
2.在桌上放一个指南针。指针停止摆动时,观察指南针指向什么方向。
3.将电路中的导线拉直,放置在指南针的上方,并让导线的方向与磁针所指的方向一致。
4.接通电路,观察指南针有什么变化。再断开电路,观察指南针有什么变化。反复做几次,结果怎样?(预设:接通电流,磁针偏转,断开电流,磁针复位。)
5.交流研讨:什么让小磁针发生了偏转?没有接通电路时,仅用导线靠近小磁针,它没有发生偏转,导线是铜的,磁铁不吸引铜,所以磁针的偏转不可能是导线的原因,那是什么原因呢?可能是电流的原因。电流会产生磁性,使磁针发生偏转,也就是说电转化成了磁。
实验二:通电导线使指南针偏转更明显的实验
1.刚才的实验现象不是很明显,想不想看到更明显的现象?你有什么办法来改进实验?(预设:增大电流、短路。)
2.短路时电流变大,磁针偏转角度变大,说明什么也增大了?(预设:磁性增大。)
3.你有什么发现?当我们把小灯泡从电路中取出,再闭合开关,观察到磁针的偏转角度明显变大了,与我们刚才的猜测是一样的:电流增大,磁性增强,磁针的偏转角度会变大。
实验三:通电线圈使指南针发生偏转
1.还想继续研究吗?如果还想让实验现象更明显一点呢?
2.还有什么办法可以使磁针的偏转角度变得更大吗?是不是可以用一根长导线,多绕几圈来增大电流。
3.做一个线圈。用导线在手指上绕10圈左右取下,固定线圈和引出的线。
4.给线圈通上电流,线圈会产生磁性吗?
5.交流研讨:在刚才的实验中,我们把指南针放到线圈中间,让线圈与磁针所指的方向一致,在接通电路,可以观察到偏转角度变大了,这说明通电线圈也会产生磁性,能使磁针的偏转角度变得更大。
实验四:线圈怎么放可以使指南针偏转的角度最大
1.提问:线圈摆放的方法很多,你是采用那种方法靠近小磁针的?不同放置的方法,小磁针的变化是否相同呢。
2.交流研讨:我们发现线圈立着放,指南针尽量靠近线圈的中心,偏转角度最大。
三、拓展延伸
1.任务:检验废电池是否有电。
用完了的废电池,一点电都没有了吗?能用我们的线圈和指南针检测一
下吗?我们把线圈和指南针合在一起称为电流检测器,我们发现还是比较灵敏的,可以用来检测废旧电池,有些还有电的可以拿来回收利用。