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4.3 《能量——电和磁》
（教科版）六年级
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4.3 《能量——电和磁》
通电导线靠近指南针，会发生啥神奇现象？电流咋和磁关联？
新知导入
聚集
1820年, 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, 打开了人类大规模利用电能的大门。
奥斯特发现了什么 怎样解释这种现象呢
探究新知
奥斯特发现：通电导线靠近指南针时，指南针的指针发生了偏转。
解释：电流通过导线时会产生磁场（电流的磁效应），这个磁场对指南针的小磁针产生了磁力作用，导致小磁针改变指向，不再指向南北。
提示: 电路短路,电流很强,电池会很快发热。所以只能短暂接通一下,马上断开。
2.用通电线圈靠近指南针, 重演奥斯特实验。
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。
给线圈通上电流, 线圈会产生磁性吗
试一试, 线圈怎么放可以使指南针偏转的角度最大
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
1.分析奥斯特实验,你有什么发现
2.电和磁之间能否相互转换 你的依据是什么
课堂练习
选择题
1. 奥斯特实验中，指南针偏转的原因是（ ）
A. 电流周围存在磁场（正确，电生磁本质 ）
B. 导线发热影响指南针（错误，偏转是磁效应，非热 ）
C. 电池磁性干扰（错误，电池本身无强磁 ）
2. 要增强通电导线的磁效应，可行的方法是（ ）
A. 增加电池节数（增大电流，增强磁场 ）
B. 减少导线长度（影响小，主要是电流 ）
C. 远离指南针（减弱效应，错误 ）
3. 用通电线圈检测废电池，发现指南针偏转，说明（ ）
A. 废电池还有电能（电流产生磁，说明有电流 ）
B. 线圈本身有磁性（错误，线圈磁性由电流产生 ）
C. 指南针坏了（错误，偏转说明检测有效 ）
A
A
A
（二）判断题
1.只要电路通路，指南针靠近导线就一定会偏转。（ ）
2.通电线圈的磁效应比单根导线强，因为线圈集中了磁场。（ ）
3.奥斯特实验的发现证明，电和磁是完全独立的现象。（ ）
×
√
×
课堂总结
今天复刻了奥斯特实验，谁能总结电和磁的关联，以及实验中的发现？通电导线/线圈周围有磁场，电能变磁能；电流越大、线圈匝数越多，磁效应越强；奥斯特的发现靠观察和实证！
板书设计
4.3 电和磁
奥斯特实验：通电导线/线圈→ 指南针偏转
核心发现：电流周围存在磁场（电生磁，电能→ 磁能 ）
影响因素：电流大小、线圈匝数、距离
科学精神：观察实证、偶然发现与必然规律
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教科版六年级科学上册核心素养教学设计
教材分析
《电和磁》是“能量”单元探究电与磁相互作用的核心课例。教材以奥斯特实验为线索，通过“通电导线、通电线圈靠近指南针”的实践，引导学生发现“电流的磁效应”，理解电与磁的关联，为后续电磁学探究（电磁铁、电动机 ）奠定基础，是培养“电磁转化观念”与“实证探究能力”的关键内容。
学情分析
六年级学生对“电（电路 ）、磁（指南针 ）”有基础认知，但对“电与磁的相互作用（电流产生磁 ）”陌生。已具备简单电路搭建、实验观察能力，不过在“从实验现象归纳电生磁规律理解本质”上需引导。对“科学家发现（奥斯特实验 ）”兴趣浓厚，可借历史实验复刻，激发探究热情，构建电磁转化的科学观念。
核心素养分析
（一）科学观念 通过实验发现“通电导线/线圈周围存在磁场（电流产生磁 ）”，理解电与磁可相互作用，构建“电生磁”的科学观念，深化对能量转化（电能→ 磁能 ）的认知。 （二）科学思维 观察“通电导线使指南针偏转”的现象，分析实验变量（电流通断、线圈匝数 ）对磁效应的影响，归纳电生磁的规律；从奥斯特实验推理“电与磁的普遍关联”，提升分析、归纳与推理能力。 （三）探究实践 经历“复刻奥斯特实验（通电导线、线圈靠近指南针 ） 观察记录优化实验（增强磁效应 ）”的过程，提升实验操作、现象观察与问题解决素养；学会用“控制变量法”设计实验，培养实证探究习惯。 （四）态度责任 感受奥斯特实验的“偶然发现必然规律”，理解科学发现需要观察与实证；激发对电磁学探究的兴趣，增强“尊重实验事实、传承科学精神”的责任感，树立严谨的科学态度。
教学重点
1. 通过实验发现“通电导线、线圈周围存在磁场（电流产生磁 ）”，验证电流的磁效应。 2. 归纳电生磁的实验规律（如电流通断影响磁效应、线圈增强磁效应 ）。
教学难点
1. 深度理解“电流产生磁”的本质（电能转化为磁能，电流周围存在磁场 ），突破“现象观察→ 本质规律”的思维跨越。 2. 精准控制实验变量（如电流通断、线圈匝数 ），从复杂现象中归纳电生磁的清晰规律，实现“实验操作→ 科学结论”的有效推导。
教具准备
奥斯特实验材料：电池、导线、指南针、线圈（多匝数 ）、开关、小灯泡（验证电路通路 ） 实验记录单（电生磁现象观察表 ） 奥斯特实验历史资料（图片、发现过程 ）
教学过程
教学环节 教师活动、学生活动以及设计意图
一、导入新课 教师活动：讲述“奥斯特偶然发现电流磁效应”的科学史故事，提问：“通电导线靠近指南针，会发生啥神奇现象？电流咋和磁关联？” 引发学生对“电生磁”的探究兴趣。 学生活动：倾听故事，联系指南针（磁 ）、电路（电 ）的认知，猜想“通电导线可能让指南针动”，聚焦实验探究。 设计意图：以科学史导入，制造“偶然发现”的悬念，唤醒对电、磁独立认知的前经验，聚焦“电生磁实验验证”的核心任务。
二、讲授新课 （1）聚焦（5分钟） 教师活动：呈现奥斯特实验图示与聚焦问题（“发现了什么？如何解释？” ），引导学生明确探究目标——复刻实验，验证电流的磁效应，理解电与磁的关联。 学生活动：观察图示，回顾科学史猜想，梳理实验思路（搭建电路靠近指南针观察现象 ）。 设计意图：依托教材聚焦问题，关联科学史与实验探究，明确“复刻验证理解”的探究路径，为实验操作做铺垫。 （2）探索（20分钟） 教师活动： 任务1：通电导线靠近指南针实验 1. 指导搭建电路：电池、导线、开关、小灯泡组成通路（验证电路正常 ）。 2. 实验操作：将导线拉直平行于指南针，闭合开关，观察指南针偏转；断开开关，观察复位。重复实验，记录现象（偏转方向、角度 ）。 3. 变量优化：提问“如何让现象更明显？” 引导尝试“增加电池节数（增强电流 ）、导线贴近指南针”。 任务2：通电线圈靠近指南针实验 1. 指导制作线圈：用导线绕指南针10圈，固定成线圈。 2. 实验操作：线圈接通电流，观察指南针偏转；改变线圈方向（平行/垂直指南针 ），记录偏转角度差异；用线圈检测废电池（判断是否有电流 ）。 巡视指导：纠正电路短路（如直接连接电池正负极 ）、线圈绕制松散等问题；强调“短时通电（避免电池过热 ）”，规范实验操作。 学生活动： 分组实验：搭建电路，观察“通电时指南针偏转，断电复位”；优化实验（增加电池、贴近导线 ），发现磁效应增强；制作线圈，验证“线圈使偏转更明显，可检测废电池电流”。 设计意图：通过分层实验（导线→ 线圈 ），让学生亲历“发现电生磁优化磁效应应用检测”的过程，从简单现象到复杂规律，逐步构建电生磁的认知，落实探究实践与科学思维培养。 （3）研讨（12分钟） 教师活动： 组织小组汇报实验现象（导线/线圈通电时指南针的偏转 ），围绕以下问题研讨： ① 现象本质：“指南针偏转说明什么？如何解释电与磁的关联？”（归纳：电流周围存在磁场，电能转化为磁能 ） ② 规律归纳：“对比导线与线圈实验，磁效应强弱与哪些因素有关？”（电流大小、线圈匝数、距离 ） ③ 科学发现：“奥斯特的‘偶然发现’对我们有啥启示？实验中如何体现‘实证精神’？” 补充“磁场概念（电流周围存在看不见的磁场，使指南针偏转 ）”与“电生磁的应用（电磁铁 ）”，强化科学观念与应用关联。 学生活动： 分享实验发现（通电产生磁，线圈增强效应 ），推理“电流产生磁场，磁场作用于指南针”；总结“电流大小、线圈匝数影响磁效应”；感悟“科学发现需要观察与重复验证”。 设计意图：通过研讨，将实验现象升华为科学规律（电生磁 ）与思维方法（实证、变量分析 ），突破“现象→ 本质”的理解难点，落实核心素养。 （4）拓展（5分钟） 教师活动：展示“电磁铁（电磁起重机 ）、电动机”的图片，提问“电生磁在生活中有哪些应用？如何利用电生磁原理发明新工具？” 鼓励课后探究“自制电磁铁（改变线圈匝数影响磁力 ）”。 学生活动： 联系生活（电磁继电器、磁悬浮 ），思考电生磁的应用；规划课后实验（调整线圈匝数，探究磁力变化 ），延伸探究兴趣。 设计意图：从实验探究到生活应用，拓展电生磁的认知广度，激发创新思维与持续探究热情，呼应单元“能量转化与技术应用”的主题。
三、课堂练习 选择题 1. 奥斯特实验中，指南针偏转的原因是（ ） A. 电流周围存在磁场（正确，电生磁本质 ） B. 导线发热影响指南针（错误，偏转是磁效应，非热 ） C. 电池磁性干扰（错误，电池本身无强磁 ） 答案：A 2. 要增强通电导线的磁效应，可行的方法是（ ） A. 增加电池节数（增大电流，增强磁场 ） B. 减少导线长度（影响小，主要是电流 ） C. 远离指南针（减弱效应，错误 ） 答案：A 3. 用通电线圈检测废电池，发现指南针偏转，说明（ ） A. 废电池还有电能（电流产生磁，说明有电流 ） B. 线圈本身有磁性（错误，线圈磁性由电流产生 ） C. 指南针坏了（错误，偏转说明检测有效 ） 答案：A 判断题 1. 只要电路通路，指南针靠近导线就一定会偏转。（× ） 解析：电流过小或距离过远时，磁效应弱，可能不明显，需一定条件。 2. 通电线圈的磁效应比单根导线强，因为线圈集中了磁场。（√ ） 解析：线圈匝数多，磁场叠加，增强磁效应，符合实验规律。 3. 奥斯特实验的发现证明，电和磁是完全独立的现象。（× ） 解析：实验证明电可生磁，电与磁存在关联，非独立。
四、课堂小结 教师引导：“今天复刻了奥斯特实验，谁能总结电和磁的关联，以及实验中的发现？” 学生总结：“通电导线/线圈周围有磁场，电能变磁能；电流越大、线圈匝数越多，磁效应越强；奥斯特的发现靠观察和实证！” 设计意图：简洁回顾实验核心发现（电生磁、影响因素 ）与科学精神（实证、观察 ），强化知识体系与态度责任培养。
板书设计
电和磁 奥斯特实验：通电导线/线圈→ 指南针偏转 核心发现：电流周围存在磁场（电生磁，电能→ 磁能 ） 影响因素：电流大小、线圈匝数、距离 科学精神：观察实证、偶然发现与必然规律
教学反思
（1）成功之处 借科学史导入激发兴趣，复刻实验让学生亲历“发现电生磁”的过程，实验分层设计（导线→ 线圈 ）符合认知梯度，多数学生清晰理解电生磁规律。 研讨环节关联现象本质与科学精神，落实核心素养；拓展电磁铁应用，延伸知识价值。 （2）不足之处 部分学生对“磁场概念（看不见的物质 ）”理解模糊，需更直观的类比（如“磁场像看不见的手，推动指南针” ）。 废电池检测实验中，“电流微弱导致偏转不明显”时，未及时引导学生分析“电流大小与磁效应的关联”，错过深化规律的契机。 （3）教学建议 下次教学用“磁场模拟图（磁感线 ）”辅助讲解，帮助理解抽象概念；提前准备高灵敏指南针，避免废电池检测时现象不明显。 增加“磁场方向与电流方向关联”的拓展实验（改变电池正负极 ），深化电生磁规律的认知，提升科学思维深度。
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