教科版（2024）小学科学 三年级下册1.7制作指南针 教学设计

1.7制作指南针
一、教材分析
本课是《辨别方向》单元的收官课，承接前几课“认识方向”“利用太阳、磁铁辨别方向”的知识，聚焦指南针的制作方法、原理及应用，是“知识探究”向“实践应用”的核心过渡，也是落实2025版科学课程标准“技术与工程”领域要求的关键课例。教材以“制作简易指南针”为核心探究任务，遵循“回顾已知—设计方案—动手制作—调试优化—应用拓展”的逻辑，引导学生利用磁铁的指极特性，结合身边材料制作简易指南针，理解指南针指示方向的原理（利用磁铁指示南北的性质），掌握指南针的正确使用方法。本课注重“做中学、学中用”，将磁铁的科学性质与工程制作相结合，既巩固前一课“磁铁指示南北、磁极定义”的知识，又培养学生的动手实践、设计优化能力，渗透“科学原理服务于技术发明”的观念，让学生体会科学与生活、技术的密切联系，为后续学习更复杂的工具应用奠定基础。教材融入我国古代指南针的发明历史，兼顾科学探究与文化渗透，符合2025版课标“注重科学与人文融合”的要求，助力学生增强文化自信，培养创新意识和实践能力。
二、学情分析
知识基础：学生已认识东、南、西、北四个基本方向，掌握利用太阳、磁铁辨别方向的方法，知道磁铁能指示南北方向，了解磁极（N极、S极）的定义，具备制作指南针的核心知识基础，但对“如何将磁铁的指极特性转化为实用工具”缺乏经验。
能力特点：三年级学生好奇心强，乐于动手操作，能完成简单的手工制作和实验探究，但动手精细度不足，在“固定磁铁、调试平衡”等环节需要教师指导；具备初步的观察、记录能力，但设计方案、优化作品的思维能力较弱，需要引导其有序思考、逐步完善。
认知误区：容易认为“只要将磁铁固定好就是指南针”，忽略“水平自由旋转”“准确标注磁极”的关键步骤；可能混淆“指南针的指向”与“实际方向”，不清楚指南针的使用规范；制作时容易出现磁铁固定过紧、无法自由旋转的问题。
情感态度：对“制作简易工具”充满兴趣，乐于尝试动手实践，对古代指南针的发明充满好奇，但缺乏耐心和细致的操作态度，在作品调试失败时容易放弃，需要通过分层指导、鼓励性评价，培养其坚持、严谨的科学品质。
三、教学目标
1. 科学观念
知道指南针是利用磁铁指示南北的性质制成的，了解指南针的基本结构（磁针、支架/底座、方向刻度）。
掌握简易指南针的制作方法，理解“水平自由旋转”“准确标注磁极”是指南针能正常工作的关键，建立“科学原理可以转化为实用技术”的观念。
了解我国古代指南针的发明历史和应用，知道指南针对人类探索世界的重要意义，感知科学技术的发展历程。
2. 科学思维
通过设计简易指南针的制作方案、调试优化作品，发展设计、分析、优化的逻辑思维能力，能结合磁铁的性质思考制作中的关键问题。
能基于制作过程中的现象（如磁铁无法自由旋转、指向不准确），分析原因并提出改进方法，初步形成“发现问题—分析问题—解决问题”的思维模式和实证思维。
3. 探究实践
能结合已有知识，设计简易指南针的制作方案，选择合适的材料（磁铁、支架、底座等），动手完成简易指南针的制作。
能调试指南针，解决制作中出现的问题（如固定过紧、指向偏差），掌握指南针的正确使用方法，能利用自制指南针辨别方向。
能规范记录制作过程、遇到的问题及解决方法，提升动手实践、表达交流和问题解决的能力。
4. 态度责任
感受我国古代劳动人民的智慧，了解指南针的发明对人类文明的贡献，增强文化自信和民族自豪感。
乐于参与动手制作和探究活动，养成认真操作、耐心调试、如实记录、坚持不懈的科学态度，体会动手实践的乐趣和科学技术对生活的帮助。
培养创新意识和合作精神，乐于与同伴分享制作经验、交流改进方法，尊重他人的劳动成果。
四、教学重难点
重点：掌握简易指南针的制作方法，理解指南针指示方向的原理；能调试自制指南针，并用其辨别方向。
难点：解决制作中“磁铁无法水平自由旋转”“指向不准确”的问题；理解“磁铁的指极特性”与“指南针制作”之间的联系，能结合原理优化作品。
五、教学准备
教师准备
实物：条形磁铁、小磁针、大头针、回形针、泡沫塑料块、硬纸板、牙签、细线、透明胶带、剪刀、指南针（标准）、古代司南模型、指南针发明历史图片。
多媒体素材：简易指南针制作步骤视频、指南针工作原理动画、古代指南针发明与应用短视频、制作常见问题及解决方法课件。
探究工具：制作方案设计表、制作记录表、作品评价表、方向辨别记录表。
补充素材：不同样式的简易指南针（如悬浮式、支架式），供学生参考。
学生准备
课前回顾磁铁指示方向的相关知识，查阅我国古代指南针的简单资料。
自带简易材料（如硬纸板、泡沫块、牙签等，可结合教师准备的材料补充）。
科学记录本、铅笔、彩笔、直尺、剪刀（提前告知家长，注意安全）。
六、教学过程
（一）聚焦问题，导入新课（5分钟）
情境导入：展示标准指南针、古代司南模型，播放短视频（古代航海用指南针辨别方向、现代人用指南针户外探险），提问：“我们之前学会了用磁铁辨别方向，而指南针是更方便、更准确的辨别方向工具。大家知道指南针是用什么制成的吗？它为什么能准确指示方向？我们能不能用身边的材料，自己制作一个简易指南针呢？”
聚焦问题：引导学生自由发言，结合已有知识猜测指南针的制作材料（磁铁、支架等）和原理（利用磁铁指示南北），板书核心问题（制作材料、制作方法、工作原理），引出本课主题——《制作指南针》，明确本节课的核心任务是设计并制作简易指南针，并用其辨别方向。
（二）探索新知，探究规律（20分钟）
活动1：设计简易指南针制作方案
回顾已知：引导学生回顾：磁铁能指示南北方向，要让磁铁准确指示方向，必须让它水平自由旋转；指南针的核心是能自由旋转的磁针（磁铁）。
方案设计：分发给学生“制作方案设计表”，引导学生分组讨论，设计制作方案：
核心材料：确定磁针（条形磁铁、小磁针或磁化的大头针）、支架/底座（泡沫块、硬纸板、牙签等）、固定材料（胶带、细线等）。
制作步骤：明确“固定磁针—搭建支架—调试平衡—标注磁极和方向”的大致流程。
注意事项：思考如何让磁针水平自由旋转、如何准确标注N极（北）和S极（南）。
交流完善：各组分享设计方案，教师引导补充、优化，重点强调：磁针要固定牢固但不能过紧，支架要稳定，确保磁针能自由旋转；可参考两种简易样式（悬浮式：磁针固定在泡沫块上，漂浮在水面；支架式：用牙签搭建支架，让磁针水平放置在支架上）。
活动2：动手制作简易指南针
示范指导：教师结合视频，示范两种简易指南针的制作步骤（以支架式为例）：
同时强调安全注意事项：使用剪刀时要小心，避免划伤；固定材料时动作要轻柔，不要损坏磁针。
第一步：取一根条形磁铁（或磁化的大头针）作为磁针，用胶带轻轻固定在硬纸板小方块上。
第二步：用牙签搭建简易支架（将两根牙签交叉固定在硬纸板底座上，顶端留出空隙）。
第三步：将固定好磁针的硬纸板放在支架顶端，调试平衡，确保磁针能水平自由旋转。
第四步：待磁针静止后，根据其指向，用彩笔标注N极（指向北方）和S极（指向南方），再标注东、西方向，完成制作。
动手制作：学生分组动手制作，选择自己设计的方案或参考教师示范的样式，教师巡视指导，重点关注：
磁针是否能水平自由旋转（及时纠正固定过紧、支架不稳的问题）。
磁极标注是否准确（结合标准指南针核对）。
帮助动手能力较弱的学生完成制作，鼓励学生大胆尝试、自主调整。
调试优化：引导学生测试自己制作的指南针，观察其是否能准确指示南北方向，针对出现的问题（如指向偏差、无法旋转），分组讨论解决方法，教师针对性指导。
无法旋转：调整固定方式，放松胶带，确保磁针不受束缚；加固支架，避免晃动。
指向偏差：远离铁制品、其他磁铁等干扰物；核对磁极标注，纠正标注错误。
记录反馈：学生填写制作记录表，记录制作材料、步骤、遇到的问题及解决方法，标注自己制作的指南针的磁极。
活动3：用自制指南针辨别方向
方法指导：教师示范自制指南针的使用方法：将指南针放在水平桌面上，待磁针静止后，N极指向北方，S极指向南方，结合标注的东、西方向，辨别出周围的实际方向。
实践应用：学生分组，用自己制作的指南针，在教室或走廊辨别方向，填写“方向辨别记录表”，记录自己所在位置的东、南、西、北方向，并与标准指南针核对，检验自制指南针的准确性。
（三）课堂研讨，深化认知（10分钟）
研讨问题1：我们制作的指南针，核心部件是什么？它为什么能指示方向？
小组交流：结合制作过程，得出结论：核心部件是磁针（磁铁）；因为磁铁具有指示南北的性质，磁针能水平自由旋转，静止后N极指北、S极指南，所以能指示方向。
全班总结：指南针的工作原理就是利用磁铁指示南北的特性，将磁铁制成能自由旋转的磁针，配合方向标注，就能方便地辨别方向。
研讨问题2：制作过程中，你遇到了什么问题？是怎样解决的？如果再制作一次，你会怎样改进自己的指南针？
小组分享：各组交流制作中遇到的问题（如无法旋转、指向不准）及解决方法，教师引导学生梳理共性问题和有效解决策略。
全班交流：鼓励学生提出改进建议（如用更轻便的材料制作底座、用细线悬挂磁针让旋转更灵活、准确标注方向刻度等），培养优化思维。
研讨问题3：我国古代人民是怎样发明指南针的？指南针的发明对人类有什么重要意义？
学生分享课前查阅的资料，教师补充讲解：我国古代人民最早发现磁石指示南北的性质，发明了司南（最早的指南针），后来逐步改进为罗盘、现代指南针；指南针的发明，推动了航海、地理探索等领域的发展，是我国古代四大发明之一，为人类文明进步做出了重要贡献。
引导学生体会：科学技术源于生活实践，古代劳动人民的智慧值得我们学习，增强文化自信。
（四）拓展实践，知识应用（3分钟）
拓展思考：提问：“我们制作的简易指南针和标准指南针有什么区别？怎样才能让我们的指南针更准确、更实用？”引导学生思考：标准指南针有更精准的磁针、稳定的支架和清晰的方向刻度，我们可以通过改进材料、细化标注来优化自制指南针。
实践任务：
课后改进自己制作的指南针，尝试添加清晰的方向刻度，测试其准确性，记录改进过程和结果。
利用自制的指南针，和家长一起在小区、公园等户外场所辨别方向，分享自己的制作成果和科学知识。
查阅资料，了解更多关于指南针的历史和应用，下节课分享自己的发现。
情感渗透：强调：动手制作的过程也是探索科学的过程，每一次调试和改进，都是对科学知识的深化应用；希望同学们能保持好奇心，乐于动手、善于思考，用科学知识解决生活中的问题。
（五）课堂小结（2分钟）
师生共同回顾：本节课我们设计并制作了简易指南针，掌握了制作方法和使用方法，理解了指南针指示方向的原理（利用磁铁指示南北的性质）。
核心梳理：指南针的核心是能水平自由旋转的磁针，制作时要注意固定牢固、调试平衡、准确标注磁极；我国古代指南针的发明体现了劳动人民的智慧，科学技术能服务于生活。
情感升华：希望同学们能带着今天的收获，继续探索科学的奥秘，养成动手实践、乐于探究的科学品质，传承我国古代优秀科技文化。
七、板书设计
1.7制作指南针
一、制作材料：磁针（磁铁）、支架、底座、固定材料
二、制作步骤：固定磁针→搭建支架→调试平衡→标注磁极（N北、S南）
三、工作原理：利用磁铁指示南北的性质
四、关键要点：水平自由旋转、远离干扰物、准确标注
五、文化传承：我国古代四大发明之一，推动人类探索
核心：科学原理→技术应用，服务生活