5《做一个指南针》教学设计
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文档简介
《做一个指南针》教学设计
【教材简析】
本课是二年级下册《磁铁》单元的第5课。教科书从指南针的历史入手，通过插图让学生了解水浮式指南针的基本结构及工作原理，并介绍了指南针对航海事业的重要意义，由此引发学生制作指南针的兴趣。本课由三部分组成：第一部分——聚焦，让学生了解指南针的历史及用途，通过认识古代水浮法指南针的结构来聚焦本课的主要任务——做一个水浮式指南针。第二部分——探索，学生使用钢针、菱形吹塑纸、条形磁铁、水盆、指南针几种物体来制作一个水浮式指南针。制作步骤为：（1）准备材料；（2）制作磁针；（3）安装磁针；（4）校检磁针；（5）标注磁极。第三部分——研讨，在经历制作水浮式指南针的基础上，让学生思考还可以用什么方法来制作指南针，这既可以是课堂上的一次头脑风暴，也可以是一次课后的实践活动。
本课的主线是制作一个水浮式指南针，但重点在于让学生体验包括设计、实施、改进在内的简单的技术与工程过程，培养他们的动手制作能力和创造意识，并能对制作过程或测试结果中出现的问题提出改进方法的能力。
【学生分析】
在上节课，学生已经知道磁铁具有指示南北方向的性质，并认识和使用了指南针。他们会发现，条形磁铁指示南北的实验装置实际上就是一个简易的指南针，具有和指南针相似的构造。本节课，通过让学生了解指南针的历史及对航海上的重要意义，进一步激发学生制作一个指南针的想法。
二年级学生已经具备了一定的动手能力，对于他们而言，水浮式指南针的制作相对容易一些，但因为制作过程用到了钢针，所以教师要反复强调安全问题。再用其他的方法制作一个指南针，这就需要让学生充分发挥创造性思维了。
【教学目标】
科学概念目标
1．指南针是利用磁铁（或磁针）指示方向的仪器，是我国古代四大发明之一。
2．钢针经过磁铁摩擦后可以变成磁针。
科学探究目标
1．在教师的指导下，能利用磁铁来磁化钢针，以制成磁针。
2．在教师的指导下，能用示意图对磁针和漂浮物之间的组装方法进行初步设计。
3．能借助实物指南针确定并准确标注磁针的南北极。
4．能针对制作过程或测试结果中出现的问题提出一些改进方法。
科学态度目标
1．乐于参与制作水浮式指南针的活动。
2．在制作水浮式指南针及其效能检测过程中，表现出耐心、细致的研究态度。
3．在教师指导下，能多角度地提出指南针的设计和制作方法或提出改进意见。
4．在研讨中，愿意倾听他人的意见，乐于分享自己的成功经验和不足之处。
科学、技术、社会与环境目标
1．体会我国古代在指南针的研究与应用上的贡献，意识到科学技术对人类社会进步的促进作用。
2．通过自制指南针，初步体验包括设计、实施、改进的技术与工程过程。
【教学重难点】
重点：通过制作水浮式指南针让学生体验包括设计、实施、改进在内的简单的技术与工程过程。
难点：能发挥创造性思维，采用多种方法来安装磁针。
【教学准备】
为学生准备：没有磁化的钢针（缝被针）、大头针（回形针）、菱形吹塑纸、条形磁铁、指南针、水盘（盛有水）、学生活动手册。
教师准备：没有磁化的钢针（缝被针）、大头针（回形针）、条形磁铁、课件。
【教学过程】
一、聚焦
课件出示司南图片（有实物的司南仿品更好），提问：你们知道这是什么吗？
预设：学生可能会直接说指南针。
教师介绍司南的历史。
课件出示水浮法指南针和罗盘的图片。
学生观察水浮法指南针的构造（灯草、磁化钢针及水盘）并了解罗盘在航海中的应用。
聚焦：你们想不想做一个指南针！（引出课题《做一个指南针》）
设计意图：通过观察和教师的介绍，让学生了解指南针的历史，知道指南针是我国古代四大发明之一，在航海上有巨大的作用。其中，对水浮法指南针的观察是重点，结合观察和教师的介绍，学生不仅要了解它的结构，更要懂得它工作的原理。
二、探索
（一）出示材料
1．课件逐一出示制作材料：钢针、吹塑纸、水盘（出示吹塑纸时，教师说明这是一种厚而轻且不易被水浸湿的纸）。
2．思考：怎样利用这些材料来做一个水浮式指南针？这些材料分别能起到怎样的作用？
预设：（学生有着刚刚观察水浮法指南针的经验，因此在这里很容易就会想出材料的组装办法）把钢针和吹塑纸组合起来，放在水面上。吹塑纸比较轻又不易被水浸湿，刚好能让钢针浮起来。
设计意图：让学生了解本课制作指南针的主体材料，思考这些材料分别能起到怎样的作用以及怎样把这些材料组合在一起。在这里先不出示条形磁铁，保留钢针是否具有磁性的问题。
（二）制作磁针
1.教师追问：如果要求钢针能指示南北，钢针就必须像磁铁一样具有磁性。手里这根钢针有磁性吗？用什么办法可以知道它有没有磁性？
预设：用它去吸轻的铁质物体，看看能否吸引。
教师演示用钢针吸引大头针（或回形针）。学生观察，发现钢针没有磁性。
2.课件出示磁化的方法：按住钢针的一端，用条形磁铁的一个磁极沿同一方向摩擦钢针，摩擦20次左右。
3.教师进行操作演示。演示结束后，再去吸引大头针（或回形针），发现有磁性了。
4.教师提醒学生操作注意事项。学生制作磁针并检验是否具有磁性，教师适时指导。
设计意图：通过提问和演示，学生了解给定的钢针不具有磁性，并不能直接用来制作指南针。
（三）安装磁针
1.教师提问：磁针做好了，怎样把磁针安装到吹塑纸上呢？
2.小组讨论：磁针在吹塑纸上怎样摆放？用什么方法把磁针和吹塑纸固定在一起？把讨论的结果画在活动手册上。（要求学生能尽量画出磁针的摆法和固定方法，也可以在图片旁边辅以文字说明）
3.各个小组交流安装磁针的方法。
4.学生活动：按照班级交流后可行的方法来安装磁针。
设计意图：组内交流安装的方法，使学生能尽快投入到方法的讨论中，活跃思维，思考更多的方法。在活动手册的记录中，组内同学有不同的想法，也可以进行不同的记录。在班级交流时，教师应充分肯定学生的各种方法，尽量让学生自行分析这些方法的优劣，充分发挥学生的积极性和创造性。
（四）校检磁针
学生活动：将安装好的磁针轻轻放入水盘中间，使磁针慢慢转动，注意观察静止后磁针针尖和针尾的指向。（需要重复放3次，观察每一次的指向是否一致）
校检时需注意的问题：（1）如果磁针不转动，可能是钢针磁化程度不够，需要重新磁化；（2）如果触碰到水盘的边缘，则应该拿起磁针，等待水面静止后再次轻放；（3）注意在水盘周围不要有磁铁或铁制品，以免产生干扰。
设计意图：通过测试，让学生了解水的作用是让磁针能够自由转动。重复3次是为了避免偶然性。
（五）标注磁极
将盒式指南针放在离水浮式指南针较远的位置。对照盒式指南针，判断出水浮式指南针磁针的南极和北极，用笔在吹塑纸上记录S和N，并同时记录到活动手册中。
设计意图：标注了南北极才是真正意义上的指南针。标磁极不仅能让学生知道自己磁针的磁极情况，也验证了水浮式指南针制作方法的科学性，更为后续的研讨提供了依据。
三、研讨
1．小组（投影）展示本组制作的指南针，汇报交流。
（1）这个指南针的磁针是怎样安装的。
（2）磁针能不能自由转动，正确地指示南北。
（3）磁针的针尖是什么极，针尾是什么极。
设计意图：引发学生的比较和思考，认识到不同小组的磁针磁极不一样，并思考原因。
（4）在制作和校验过程中遇到了哪些问题，是怎样解决的，有什么困难无法克服等。
设计意图：通过展示多个小组的指南针，使学生了解用不同安装方法制作的指南针的优劣。通过对磁针磁极不一致的讨论，让学生发现可能是磁化时钢针的放置方向或摩擦方向不同导致的。
2．讨论：如果再做一个指南针，你还有什么方法？
预设：可以把吹塑纸剪成其他形状；用其他材料（如泡沫、纸板或者塑料片等）来代替吹塑纸；把磁针挂起来或用旋转支架支起来等。
设计意图：让学生思考制作指南针的多种方法，充分发挥想象力和创造力。
【板书设计】
做一个指南针
【活动手册使用说明】
记录1：学生需要将磁针和吹塑纸的组装方法用简单示意图画出来。示意图上需要呈现两个方面的内容：一是磁针在吹塑纸上的位置，二是怎样将磁针固定在吹塑纸上的。除了画图，还可以让学生用简短的文字进行必要的说明。组装方法是多种多样的，教师应该鼓励学生有不同的设计，而不是完全按照教科书上的方法组装。
记录2：根据自制水浮式指南针的实测结果和盒式指南针指示的方向，学生确定磁针的磁极后，需要在吹塑纸上和活动手册上的吹塑纸图片上分别标出N极和S极。活动手册上的标注并非多余，因为书面记录比实物更便于交流，而且学生更容易从诸多书面记录的对照中发现磁针的针尖有的指南，有的指北。
【教材简析】
本课是二年级下册《磁铁》单元的第5课。教科书从指南针的历史入手，通过插图让学生了解水浮式指南针的基本结构及工作原理，并介绍了指南针对航海事业的重要意义，由此引发学生制作指南针的兴趣。本课由三部分组成：第一部分——聚焦，让学生了解指南针的历史及用途，通过认识古代水浮法指南针的结构来聚焦本课的主要任务——做一个水浮式指南针。第二部分——探索，学生使用钢针、菱形吹塑纸、条形磁铁、水盆、指南针几种物体来制作一个水浮式指南针。制作步骤为：（1）准备材料；（2）制作磁针；（3）安装磁针；（4）校检磁针；（5）标注磁极。第三部分——研讨，在经历制作水浮式指南针的基础上，让学生思考还可以用什么方法来制作指南针，这既可以是课堂上的一次头脑风暴，也可以是一次课后的实践活动。
本课的主线是制作一个水浮式指南针，但重点在于让学生体验包括设计、实施、改进在内的简单的技术与工程过程，培养他们的动手制作能力和创造意识，并能对制作过程或测试结果中出现的问题提出改进方法的能力。
【学生分析】
在上节课，学生已经知道磁铁具有指示南北方向的性质，并认识和使用了指南针。他们会发现，条形磁铁指示南北的实验装置实际上就是一个简易的指南针，具有和指南针相似的构造。本节课，通过让学生了解指南针的历史及对航海上的重要意义，进一步激发学生制作一个指南针的想法。
二年级学生已经具备了一定的动手能力，对于他们而言，水浮式指南针的制作相对容易一些，但因为制作过程用到了钢针，所以教师要反复强调安全问题。再用其他的方法制作一个指南针，这就需要让学生充分发挥创造性思维了。
【教学目标】
科学概念目标
1．指南针是利用磁铁（或磁针）指示方向的仪器，是我国古代四大发明之一。
2．钢针经过磁铁摩擦后可以变成磁针。
科学探究目标
1．在教师的指导下，能利用磁铁来磁化钢针，以制成磁针。
2．在教师的指导下，能用示意图对磁针和漂浮物之间的组装方法进行初步设计。
3．能借助实物指南针确定并准确标注磁针的南北极。
4．能针对制作过程或测试结果中出现的问题提出一些改进方法。
科学态度目标
1．乐于参与制作水浮式指南针的活动。
2．在制作水浮式指南针及其效能检测过程中，表现出耐心、细致的研究态度。
3．在教师指导下，能多角度地提出指南针的设计和制作方法或提出改进意见。
4．在研讨中，愿意倾听他人的意见，乐于分享自己的成功经验和不足之处。
科学、技术、社会与环境目标
1．体会我国古代在指南针的研究与应用上的贡献，意识到科学技术对人类社会进步的促进作用。
2．通过自制指南针，初步体验包括设计、实施、改进的技术与工程过程。
【教学重难点】
重点：通过制作水浮式指南针让学生体验包括设计、实施、改进在内的简单的技术与工程过程。
难点：能发挥创造性思维，采用多种方法来安装磁针。
【教学准备】
为学生准备：没有磁化的钢针（缝被针）、大头针（回形针）、菱形吹塑纸、条形磁铁、指南针、水盘（盛有水）、学生活动手册。
教师准备：没有磁化的钢针（缝被针）、大头针（回形针）、条形磁铁、课件。
【教学过程】
一、聚焦
课件出示司南图片（有实物的司南仿品更好），提问：你们知道这是什么吗？
预设：学生可能会直接说指南针。
教师介绍司南的历史。
课件出示水浮法指南针和罗盘的图片。
学生观察水浮法指南针的构造（灯草、磁化钢针及水盘）并了解罗盘在航海中的应用。
聚焦：你们想不想做一个指南针！（引出课题《做一个指南针》）
设计意图：通过观察和教师的介绍，让学生了解指南针的历史，知道指南针是我国古代四大发明之一，在航海上有巨大的作用。其中，对水浮法指南针的观察是重点，结合观察和教师的介绍，学生不仅要了解它的结构，更要懂得它工作的原理。
二、探索
（一）出示材料
1．课件逐一出示制作材料：钢针、吹塑纸、水盘（出示吹塑纸时，教师说明这是一种厚而轻且不易被水浸湿的纸）。
2．思考：怎样利用这些材料来做一个水浮式指南针？这些材料分别能起到怎样的作用？
预设：（学生有着刚刚观察水浮法指南针的经验，因此在这里很容易就会想出材料的组装办法）把钢针和吹塑纸组合起来，放在水面上。吹塑纸比较轻又不易被水浸湿，刚好能让钢针浮起来。
设计意图：让学生了解本课制作指南针的主体材料，思考这些材料分别能起到怎样的作用以及怎样把这些材料组合在一起。在这里先不出示条形磁铁，保留钢针是否具有磁性的问题。
（二）制作磁针
1.教师追问：如果要求钢针能指示南北，钢针就必须像磁铁一样具有磁性。手里这根钢针有磁性吗？用什么办法可以知道它有没有磁性？
预设：用它去吸轻的铁质物体，看看能否吸引。
教师演示用钢针吸引大头针（或回形针）。学生观察，发现钢针没有磁性。
2.课件出示磁化的方法：按住钢针的一端，用条形磁铁的一个磁极沿同一方向摩擦钢针，摩擦20次左右。
3.教师进行操作演示。演示结束后，再去吸引大头针（或回形针），发现有磁性了。
4.教师提醒学生操作注意事项。学生制作磁针并检验是否具有磁性，教师适时指导。
设计意图：通过提问和演示，学生了解给定的钢针不具有磁性，并不能直接用来制作指南针。
（三）安装磁针
1.教师提问：磁针做好了，怎样把磁针安装到吹塑纸上呢？
2.小组讨论：磁针在吹塑纸上怎样摆放？用什么方法把磁针和吹塑纸固定在一起？把讨论的结果画在活动手册上。（要求学生能尽量画出磁针的摆法和固定方法，也可以在图片旁边辅以文字说明）
3.各个小组交流安装磁针的方法。
4.学生活动：按照班级交流后可行的方法来安装磁针。
设计意图：组内交流安装的方法，使学生能尽快投入到方法的讨论中，活跃思维，思考更多的方法。在活动手册的记录中，组内同学有不同的想法，也可以进行不同的记录。在班级交流时，教师应充分肯定学生的各种方法，尽量让学生自行分析这些方法的优劣，充分发挥学生的积极性和创造性。
（四）校检磁针
学生活动：将安装好的磁针轻轻放入水盘中间，使磁针慢慢转动，注意观察静止后磁针针尖和针尾的指向。（需要重复放3次，观察每一次的指向是否一致）
校检时需注意的问题：（1）如果磁针不转动，可能是钢针磁化程度不够，需要重新磁化；（2）如果触碰到水盘的边缘，则应该拿起磁针，等待水面静止后再次轻放；（3）注意在水盘周围不要有磁铁或铁制品，以免产生干扰。
设计意图：通过测试，让学生了解水的作用是让磁针能够自由转动。重复3次是为了避免偶然性。
（五）标注磁极
将盒式指南针放在离水浮式指南针较远的位置。对照盒式指南针，判断出水浮式指南针磁针的南极和北极，用笔在吹塑纸上记录S和N，并同时记录到活动手册中。
设计意图：标注了南北极才是真正意义上的指南针。标磁极不仅能让学生知道自己磁针的磁极情况，也验证了水浮式指南针制作方法的科学性，更为后续的研讨提供了依据。
三、研讨
1．小组（投影）展示本组制作的指南针，汇报交流。
（1）这个指南针的磁针是怎样安装的。
（2）磁针能不能自由转动，正确地指示南北。
（3）磁针的针尖是什么极，针尾是什么极。
设计意图：引发学生的比较和思考，认识到不同小组的磁针磁极不一样，并思考原因。
（4）在制作和校验过程中遇到了哪些问题，是怎样解决的，有什么困难无法克服等。
设计意图：通过展示多个小组的指南针，使学生了解用不同安装方法制作的指南针的优劣。通过对磁针磁极不一致的讨论，让学生发现可能是磁化时钢针的放置方向或摩擦方向不同导致的。
2．讨论：如果再做一个指南针，你还有什么方法？
预设：可以把吹塑纸剪成其他形状；用其他材料（如泡沫、纸板或者塑料片等）来代替吹塑纸；把磁针挂起来或用旋转支架支起来等。
设计意图：让学生思考制作指南针的多种方法，充分发挥想象力和创造力。
【板书设计】
做一个指南针
【活动手册使用说明】
记录1：学生需要将磁针和吹塑纸的组装方法用简单示意图画出来。示意图上需要呈现两个方面的内容：一是磁针在吹塑纸上的位置，二是怎样将磁针固定在吹塑纸上的。除了画图，还可以让学生用简短的文字进行必要的说明。组装方法是多种多样的，教师应该鼓励学生有不同的设计，而不是完全按照教科书上的方法组装。
记录2：根据自制水浮式指南针的实测结果和盒式指南针指示的方向，学生确定磁针的磁极后，需要在吹塑纸上和活动手册上的吹塑纸图片上分别标出N极和S极。活动手册上的标注并非多余，因为书面记录比实物更便于交流，而且学生更容易从诸多书面记录的对照中发现磁针的针尖有的指南，有的指北。