【大单元教学设计】教科版六年级上第四单元《能量》第五课时《电磁铁》单元教学规划+课时教案

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第四单元《能量》大单元整体教学设计
教材版本 教科版（2017） 单元（或主题）名称 能量
单元主题 世间万物都是运动的，能量是对物体运动的一种描述。相对于不同形式的运动，能量的形式也各不相同，声、光、电、热、磁都是能量的表现形式，不同形式的能量之间是可以相互转换的。像我们组装过的电路一样，电池提供的电能经过小灯泡，转换成了光能和热能。在这个过程中，电能的总量与光能和热能的总量是相等的。 你能在身边找到能量存在的证据吗？哪些能量形式是我们已经知道的？能量之间是如何转换的？
课标要求 1.核心概念： （1）能的转化与能量守恒 （2）技术、工程与社会 2.学习内容： （1）4.1能的形式、转移与转化
①知道动能、声能、光能、热能、电能、磁能等都是能的形式，了解这些能的相互转化现象。 （2）4.2能源与可持续发展 ⑤了解太阳能、水能、风能、地热能、化石能等能源。 （3）12.2技术与工程改变了人们的生产和生活
③知道技术对提高生产效率或工作效率的影响，应用所学科学原理设计并制作出可以提高效率的作品。 3.学业要求： （1）知道自然界中存在多种形式的能，如动能、声能、光能、热能、电能、磁能等，不同形式的能可以相互转化。 （2）能对自然界存在的各种形式的能进行简单分类，能简单解释能的转化现象。 （3）能设计并实施调查活动，说明能的转化现象。 （4）感受自然界不同形式的能相互转化的奇妙之处；意识到能源的开发和使用关系到生产生活的方方面面，以及新能源、绿色能源开发的重要性。 （5）能尝试应用所学科学原理设计并制作简单的装置，能进行模拟演示并简要解释如何提高效率。
教材分析 “能量”的概念是抽象的，我们能观察到的只是具体能量所产生的某种效应。本单元不是从抽象的定义出发来演绎各种能量形式及其相互转换，而是引导学生从回顾身边的能量表现形式人手，选择了学生最熟悉的电和磁为切入口展开对能量的认识和探讨。能量守恒和转换定律渗透在每一课的学习中，即自然界中一切物质都具有能量，能量有各种不同的表现形式，并能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体。另外，教科书中对新能源开发和低碳环保生活方式等内容也有所涉及。
学情分析 六年级学生已经接触过“能量”这个词，并对能量有了一定的感性认识，知道任何物体工作都需要能量，如果没有能量，自然界就不会有运动和变化，也不会有生命。但是，学生的头脑里还没有形成关于能量守恒和转换的相关科学概念。
单元目标 1.科学观念 （1）自然界存在声、光、电、热、磁等各种能量的表现形式。 （2）生产生活中能量形式多种多样，能量之间可以相互转换，并储存在一些物质中。 （3）电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质。 （4）电磁铁的磁力大小与线圈匝数、电流大小等因素有关。 （5）改变电池正负极的连接方式或改变线圈绕线方向，会改变电磁铁的南北极。 （6）太阳能是生活中可利用的一种清洁、可再生能源。 2.科学思维 （1）能针对具体的研究问题和交流情境，基于一定的证据提出自己的假设或观点，利用分析、比较、归纳、演绎等方法，建立证据与观点之间的联系，分析科学实验中的变量控制。 （2）掌握创造性思维的基本方法，能基于所学的科学原理提出有一定新颖性和合理性的观点，开展初步的创意设计。 3探究实践 （1）能够通过观察讨论、实际调查、查阅资料、实验研究等多种方法，寻找能量存在及相互转换的证据。 （2）亲历奥斯特实验、电磁铁搬运大头针实验、改变电磁铁南北极实验、电磁铁磁性强弱对比实验、小电动机工作原理探索实验等，经历科学探究过程，体悟科学探究中各个要素的特征。 （3）经历围绕问题设计方案、动手实验收集数据、同伴研讨解释现象的合作探究过程。 （4）学会用分部观察和整体观察的方法研究小电动机的构造。 4.态度责任 （1）乐于调查、探索生活中的各种能量表现形式及能量之间的相互转换。 （2）具有基于证据和推理发表个人见解的意识，愿意与他人合作，善于倾听他人的意见，体会到合作的必要性和重要性。 （3）能主动倡导珍惜能源、节约能源，并有具体的行为表现。
单元结构化活动
达成评价 围绕课时学习目标 1.关注课堂问题预设与学生课堂反馈表现 2.作业设计与学生答题正确率的及时分析 3.对能量守恒和能量转换综合应用的测试性评价 围绕单元和主题目标 1.分层设置单元测试 2.制作单元知识思维导图
单元课时课型规划 课时课型课时内容课时目标 （单元目标分配）课时学习任务（或问题） （一般1-2个）达成评价1讨论课各种形式的能量①自然界存 在声、光、 电、热、磁等各种能量的表现形式。 ②机械能可以使物体运动起来。●通过观察,寻找能量存在的证据。自然界存在声、光、电、热、磁等各种能量的表现形式。1调查课调查家中使用的能量①家庭里经常使用的能量形式有声能、光能、电能、热能、磁能、太阳能等。 ②了解每一种能量形式都需要付出一定的经济成本和环境代价。①能够在调查中了解家中多种能量形式的存在及电能的消耗。 ②初步学会估算不同功率的用电器每天的耗电量,以及家庭一个月的电费支出等数据。生产生活中能量形式多种多样，能量之间可以相互转换，并储存在一些物质中。1实验课电和磁电可以转换成磁。体验科学史上发现电产生磁的过程。①意识到细致观察、善于思考的重要性。 ②理解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。1实验课电能和磁能①电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质。 ②改变电流方向会改变电磁铁的南北极。 ③电能和磁能可以互相转换,也能从一个物体转移到另一个物体。①能够制作铁钉电磁铁,亲历用铁钉电磁铁搬运大头针的实验 ②能够利用磁铁“同极相斥、异极相吸”的原理,借助指南针研究电磁铁的南北极。①电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质。 ②知道电磁铁和磁铁一样有南北极。改变电池正负极的连接方式或改变线圈绕线方向，会改变电磁铁的南北极。 ③知道电能和磁能可以互相转换。1实验课电磁铁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匝数有关:线圈匝数多磁性强,线圈匝数少磁性弱。 ③电磁铁的磁性强弱与电流大小有关:电流大磁性强,电流小磁性弱。①完整、深人地经历探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验。 ②能够识别变量设计对比实验,会控制变量检验线圈匝数、电流大小对磁性强弱的影响。 ③能够用实验数据论证自己的观点。知道电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关。1实验课神奇的小电动机电动机是利用电产生动力的机器,它的基本工作原理是用电产生磁,利用磁的相互作用推动转子转动。①能够拆解并观察小电动机,了解小电动机的构造及基本原理。 ②能够根据小电动机的构造推想通电后小电动机为什么会转动。 ③能够按步骤做探究小电动机工作原理的实验。了解小电动机工作原理。1实验课能量从哪里来①太阳是自然界最大的能量来源。 ②电能是由其他形式的能量转换来的。 ③能量有多种形式,能相互转换,可以储存在一些物质中。①用已有的知识和经验通过逻辑推理思考问题。 ②通过观察、实验和阅读资料认识电能的来源。知道太阳能是生活中可利用的一种清洁、可再生能源。
第五课时《电磁铁》教学设计
一、教学目标
1.科学观念
（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匝数有关：线圈匝数多磁性强，线圈匝数少磁性弱。
（3）电磁铁的磁性强弱与电流大小有关：电流大磁性强，电流小磁性弱。
2.科学思维
运用综合分析归纳的方法，得出电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关：匝数少磁性弱，匝数多磁性强；电流小磁性弱，电流大磁性强。
3.探究实践
（1）完整、深人地经历探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验。
（2）能够识别变量设计对比实验，会控制变量检验线圈匝数、电流大小对磁性强弱的影响。
（3）能够用实验数据论证自己的观点。
4.态度责任
（1）在探究影响电磁铁磁性强弱因素过程中，能合作改进实验方案进行实验，养成实事求是、规范实验的科学态度；
（2）在硏讨交流过程中，能基于证据发表自己的见解，学会倾听，养成反思的习惯，体会交流与讨论的必要性。
二、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。
三、评价任务
1. 对学生课堂问题的回答，积极踊跃，及时鼓励和表扬。
2. 评价活动量规
项目 评价标准 星等
实验前 ①能确定变量和不变量得2星 ②填写完整实验方案表得1星 （ ）星
实验中 ①实验器材完整得1星 ②能制作三组不同匝数的铁钉线圈或能更换电池节数做不同实验得3星 ③分工实验，反复操作，搜集数据，得2星 ④电池安全无损，实验安全，得1星 （ ）星
实验后 分析数据，得出结论，得2星 （ ）星
四、教学过程
（一）情境导入 学校活动 设计意图 效果评价
1.出示图片 提问： 施工现场、码头、垃圾收购站，经常会看见电磁起重机在搬运钢材、废旧汽车或集装箱等，你知道它是怎么工作的吗？ 预设： 电磁起重机通电时，电能转换为磁能，可吸起钢铁、废旧的汽车；断电时，磁能消失，钢铁、废旧的汽车就会落到指定位置。 2.出示图片 思考： 我们自制的电磁铁却只能吸引几个大头针。电磁铁的磁性强弱可能跟哪些因素有关？ 通过生活实例，导入本课聚焦问题，激发探究兴趣。 关注学生回答问题的程度，发现优点及时鼓励。
（二）探究活动 评价活动一：验证电磁铁的磁性强弱可能与线圈的匝数有关。 1.讨论： 为了公平，实验中哪些条件需要改变？哪些条件不需要改变？完成实验方案设计。 研究的内容电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关吗研究假设电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关改变的条件线圈匝数不变的条件电流大小，铁芯的粗细、大小，导线的粗细、长度等
2.认识实验器材：大铁钉、导线、大头针、电池、电池盒。 3.在老师的指导下进行实验操作。 （1）分工制作不同线圈匝数的铁钉电磁铁三个，用砂纸把接线头打磨光亮。 （2）给电磁铁通上电流，用钉尖吸引大头针并记录数据。 （3）断开电源，取下所有大头针，再通入电流，重复实验两次并记录数据。 （4）不同线圈匝数的铁钉电磁铁都要通过重复实验获取数据。 教师提示学生 ①电磁铁不能长时间连接电池，以免电池耗电太多影响实验的公平。 ②线圈匝数要相差大一些，实验效果才会明显，比如30圈、60圈和90圈。 4.出示实验记录单，各组汇报实验数据。 匝数吸大头针数量（个）排序第1次第2次第3次平均数
5.通过实验，我们能得出怎样的结论？ 预设： 电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关：线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 评价活动二：验证电磁铁的磁性强弱可能与电流大小有关。 1.讨论：实验中,需要改变的实验条件是什么？不变的实验条件是什么？怎样才能做到公平实验？完成实验方案设计。 研究的内容电磁铁磁性强弱与电流大小有关吗研究假设电磁铁磁性强弱与电流大小有关改变的条件电流大小不变的条件线圈匝数，铁芯的粗细、大小，导线的粗细、长度等
2.学生交流实验步骤。 ①将某一个制做好的电磁铁钉接到1节电池正负极，用钉尖吸引大头针。 ②断开电源，取下所有大头针，再通入电流，重复实验。 ③将电池数量依次增加到2节和3节，重复操作。 3.动手实验操作，观察实验现象，完成实验记录。 教师提示学生 ①电磁铁不能长时间连接电池，以免电池耗电太多影响实验的公平。 ②电流大小是通过电池节数来改变的，采用1节电池、2节电池、3节电池串联的方式。电池过多，操作不方便。 4.出示实验记录单，各组汇报实验数据。 节数吸大头针数量（个）排序第1次第2次第3次平均数
5.通过实验，我们又得出怎样的结论？ 预设： 电磁铁的磁性强弱与电流大小有关：电流越大，电磁铁的磁性越强。 活动一：通过设计对比实验探索电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系。 活动二：通过设计对比实验探索电磁铁磁性强弱与电流大小关系。 活动一：考察学生能否设计实验方案，能否控制变量，做到实验公平，能否通过实验搜集到的数据加以分析得出结论。完成评价活动量规。 活动二：考察学生能否设计实验方案，能否控制变量，做到实验公平，能否通过实验搜集到的数据加以分析得出结论。完成评价活动量规。
（三）研讨 电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小的关系是怎样的？ 学生和老师一起总结： 在一定的条件下，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强，线圈匝数越少，磁性越弱；电磁铁线圈中的电流越大，磁性越强，电流越小，磁性越弱。 总结和提升课堂知识 对学生回答问题的表现给予鼓励和表扬。
（四）知识总结 学生自主设计思维导图，总结归纳知识点。 帮助学生学会设计思维导图，通过导图总结归纳本节课内容 教师考察学生运用思维导图进行归纳总结的能力，及时给予评价。
五、成果集成
知道电磁铁的磁性强弱是可以改变的，知道电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关。
六、作业设计
【知识技能类作业】
1.填空题
通过实验可以知道，电磁铁磁力的大小和铁芯上缠绕线圈的_______有关，也和电池数量的_______有关。
2.判断题
（1）研究磁力大小与线圈多少的关系时，保持不变的条件是电池的数量和线圈的圈数。( )
（2）交换电池的正负极也能增强电磁铁磁性。( )
3.选择题
（1）用自制的电磁铁搬运大头针，发现搬运次数越多搬运的大头针数量越少。原因可能是（ ）。
A．电池电量减少了
B．导线断裂
C．大头针被磁化
（2）在“探究影响电磁铁的磁性强弱的因素”的实验中，下列操作正确的是（ ）。
A．实验中，电磁铁要长时间与电池连接，方便记录吸引大头针的数量
B．电磁铁与电池连接后，电路属于短路连接，电池容易发热，消耗电能比较快
C．在实验中，可以观察到不同实验条件下，电磁铁吸引大头针的数量是相同的
【综合实践类作业】
影响电磁铁磁性强弱的因素还有很多，有兴趣的同学继续设计对比实验验证自己的猜测。
参考答案
1.匝数 多少 2.（1） （2） 3.（1）A （2）B
七、板书设计
电磁铁 线圈匝数 影响电磁铁磁性强弱因素 电流大小
八、教学反思
本节课两个实验，如果课堂时间充足，学生实验能力较强，可以让学生一一实验。如果时间不够，学生实验能力不强，可以采取分组实验，某些组做第一个实验，某些组做第二个实验。最后通过数据统计分析得出实验结论。总之，课堂要给学生足够的实验时间，培养学生实验能力和严谨的实验态度。
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