六年级上册科学教案-3.3 电磁铁的磁力（一） 教科版

《电磁铁的磁力（一）》教学设计
【指导思想】　　
美国科学促进会（AAAS）1990年制定的“2061计划”和国家研究院（NBC）制定的“国家科学教育标准”提出，把提高全民的科学素养作为科学教育的首要目标。德国科学教育中非常重视让儿童亲自动手实验。在操作探究中获取知识和体会学习科学的乐趣，他们强调要求儿童动手去“做科学”，而不是“听”科学、“看”科学，让儿童在手脑并用中去获取科学知识技能，培养科学精神和态度，形成科学的价值观。我国《国家小学科学课程标准》也十分强调：“科学教学要以探究为核心”。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲自经历以探究为主的学习活动是学生学习的主要途径。因此，我把这些核心理念作为本课教学设计的理论基础。”　　
【学情分析】　
本课是科教版六年级上册“能量”单元的第三课。第一课让学生探究发现通电导线能使小磁针偏转，从而认识电可以产生磁。第二课通过学生制作铁钉电磁铁，从而认识电磁铁的基本性质，并知道电磁铁的磁极是可以改变的。第三课安排学生探究电磁铁磁力大小并制作“强力电磁铁”的活动，让学生经历一个完整的过程，比较深入地探究哪些因素会影响电磁铁磁力的大小，为学生提供了一个过程充分展开、全班合作探究的活动。过程分为制订计划、交流计划、实施计划，重点思考如何在对比实验中控制条件的问题。通过这个探究活动能够培养学生更加自主、合作探究的能力。也为下节课学生更加独立的检验其他假设打下基础。　　
【教学目标】　　
科学概念：　　
1、电磁铁的磁力是可以改变的。　　
2、电磁铁的磁力大小与线圈的圈数有关：圈数少磁力小，圈数多磁力大。　　
过程与方法：　　
1、有一定根据地进行假设，找出可能影响电磁铁磁力的因素。　　
2、在教师的指导下，会识别变量设计对比实验，会控制变量检验线圈圈数对磁力大小的影响。　　
3、能对本小组实验方案作介绍说明，体会到交流与讨论能引发新的想法。　　
情感、态度、价值观：　　
1、能够大胆想象，又有根据地假设。　　
2、能够以严谨的科学态度作检验假设的实验。　　
【教学重点】　　
探索影响电磁铁磁力大小的因素。　　
【教学难点】　　
设计并完善线圈圈数和电磁铁磁力的关系的实验。　　
【教学准备】　　
教师准备电磁起重机吸废钢铁的课件。　　
为学生准备分组实验材料：每组备较长的绝缘导线3根、电池2节、电池盒2个、较大的铁钉3颗、大头针若干。科学记录表（见附件1、2、3）　　
【教学流程】　　
发现问题——猜想问题——探究问题——解决问题——发生新问题　　
【教学过程】　　
一、创设情境，认识电磁铁的结构，提出问题（设计目标：知道电磁铁的结构，提出研究的问题。时间：10分钟）　　
1、今天老师还给大家带来一样礼物，这是我自制的电磁起重机。过去我们知道磁铁可以吸铁，今天老师带来的电磁起重机它不是磁铁，请看奇迹马上发生：你能解释这是为什么吗？可是它还是可以吸铁由线圈、铁芯、电池这几个部分构成。像这样由线圈和铁芯组成的装置叫电磁铁。当我闭合电路，接通电源，它就可以产生磁性，利用它产生的磁力就可以开始工作了。
2、其实电磁铁在生活中还有很多用处，今天老师就带领大家参观一个地方（播放课件1：电磁起重机）
师讲解：这是一个用在废铁处理厂的电磁起重机，搬运杂乱的钢铁是件很麻烦的事，用电磁铁就省事多了。这个吊车上装有强磁力的电磁铁，一次可以吸起数吨重的废铁！通电时能吸起废铁，搬到别处时断开电流，废钢铁便自动落下。　　
3、①好玩吗？你想拥有一个你的电磁铁吗？我们也可以利用桌上的材料做一个电磁铁。组装前，再来看一看认识一下老师的电磁起重机是由那几部分构成的（板书：线圈、铁芯、电流）？
②老师示范做电磁铁，材料：导线、铁钉、电池。（首先用导线固定在大铁钉的一头，沿一个方向缠绕50-100圈，导线两头留出10厘米-15厘米做引出线，最后固定电线的另一头。把电磁铁连接到电池上，能吸起大头针吗？）
③比赛：接下来，请同学们自己做一个电磁铁，（装好后）我们来进行比赛，用这个电磁铁吸大头针，一次吸得最多的为胜。
小提示：电磁铁不要长时间通电，以免电池耗电太大，影响实验的准确性。
④学生做电磁铁，师巡回指导。
⑤各组汇报自制电磁铁吸大头针情况。公布比赛成绩。
3、提出问题：你发现他们在结构上有什么相同点吗？电磁起重机为什么会有这么大的磁力，而我们自制的电磁铁只能吸起一些大头针呢？你认为电磁铁的磁力大小究竟与什么因素有关呢？今天我们就来研究“电磁铁的磁力（一）” （板书课题）。　　
【我在多年的教学中发现，小学生最喜欢亲手做科学小实验。以我们制作的电磁铁和实际生活中的电磁起重机进行磁力的比较，能一下子引起学生的探究欲望：为什么磁力会相差这么大？影响磁力大小的原因究竟是什么？能不能自己也制作一个磁力更大的电磁铁呢？……这样引出的问题更真实，更符合儿童学习心理的需求，更有科学研究的价值】　　
二、大胆猜想，充分假设（设计目标：例举所有假设，说出理由，找出影响最大的因素。时间：10分钟）　　
1、谈话：电磁铁的磁力大小与哪些因素有关呢？科学家们在进行科学研究时，第一步就是要对研究的问题作出假设。请同学们也来猜一猜，你认为影响电磁铁磁力大小的因素有哪些呢？今天老师还有一个更高的要求，不仅要说出我们的假设，还要说出这样假设的简单理由。（课件2出示提醒：先想一想电磁铁的构成、电磁铁的磁性是怎样产生的；然后再来做出我们的假设。出示课件3）　　
2、学生分小组讨论，作出假设（把自己的假设填入表格）。　　
我们的假设
我们的理由
1、电磁铁的磁力大小与（ ）有关。增加（ ），磁力会（ ）；减少（ ），磁力会（ ）。
磁性是通电的线圈产生的。
2、?
?
?
?
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3、小组汇报。（汇报前注意引导，如：当说到与线圈的多少有关，师问：线圈多磁力就越大；线圈少磁力就越小；说说你们猜测的依据）　　
学生汇报时，老师进行板书。（学生找出的影响因素可能较多：①线圈数量、大小、 形状 ②导线的粗细、类型 ③铁芯形状、长短、 粗细 ④电池的多少）
【假设很重要，是科学研究的第一步，但假设不是空想，而是有根据的猜想，有价值的猜想，往往会使科学探究朝着更有效的方向进行。为了帮助学生作出科学的假设，老师在教学中可提醒学生，从电磁铁的构成、电磁铁的磁性是怎样产生的这两方面来猜想】　　
4．分析：刚才各个小组都作出了自己的假设，那么在这些因素中，你们小组觉得什么因素可能是影响电磁铁磁力大小最大的因素呢？（学生选择说出影响磁力大小的主要因素。）　　
【为什么把那么多的可能影响的因素都放进来研究？因为以往我们的实验往往都直奔结论而去，学生不做实验就知道有没有关系，是怎样的关系。这样的实验的意义有多大？现在是六年级了，研究一点不是很“单纯” 的因素（学生自己假设的）是有好处的，使研究更接近更真实的科学探究。因为科学家在探究影响电磁铁的磁力的因素时，他可能事先就知道吗？不可能！】　　
三、设计实验，研究问题（设计目标：全班学习设计控制变量的对比实验，学会自定义，学会修改计划。时间：10分钟）　　
同学们提出了很多假设，因为时间关系，这节课我们先重点研究线圈圈数与电磁铁磁力大小的关系。为了使研究更科学，在研究之前，我们首先要制订研究计划（板书：制订计划）现在让我们以研究电磁铁磁力与线圈圈数的关系为例，学习到底该如何设计制定研究计划，请看大屏幕（课件4）：
检验电磁铁磁力大小与线圈圈数关系的研究计划
研究的问题
电磁铁的磁力与线圈圈数多少有关系吗？
我们的假设
线圈圈数多，磁力大；线圈圈数少，磁力小。
检验的因素
（改变的条件 变量）
怎样改变这个条件？
第一次
（ ）圈
第二次
（ ）圈
第三次
（ ）圈
实验要保持那些条件不变
（不变量）
1．你觉得在这个实验中要改变的条件是什么？（线圈的圈数）怎样改变线圈的圈数实验结果明显一些？你准备第一次绕几圈，第二次呢？第三次呢？说说你的想法。为了实验更加科学准确，改变一个条件后要做几次实验? 怎样绕导线，缠绕第二层的算1.5圈？（每次绕不同的圈数，如20圈、50圈、80圈，每次相差的圈数大一些，让实验效果更明显一些。）
2．为了保持实验的公平，实验中应当控制那些条件不变？怎样控制这些条件不变？（电池节数、铁芯粗细、铁芯长短……）
3．师：我们把需要改变的条件叫变量，把需要保持不变的条件叫不变量。只改变一个量，保持其他量不变，这个改变的量就是产生不同现象的原因，这样的实验叫对比实验。
4．对于我们的研究计划，你还有什么补充的或建议？
在这个实验中，除了计划中要控制的这些条件之外，老师还想提醒各小组注意以下几点：　　
课件5出示：温馨提示：　　
　　A不要长时间接通电池，减少耗电。
B吸过的大头针放在一边，不要再吸。
C小组分工合作，细心操作，及时记录。
为了数据更加科学准确，不同圈数都要进行多次实验。看实验记录表：（课件6见表格）第一次绕20圈，进行三次实验，记录每次数据，然后取平均数；第二次绕50圈，进行三次实验，记录每次数据，然后取平均数；同样方法进行第三次，最后根据磁力大小进行排序。
课件6：
磁铁磁力大小与线圈圈数关系实验记录表
线圈
圈数
吸大头针数量（个）
磁力大小
排序
第一次
第二次
第三次
平均数
20圈
50圈
80圈
四、实施计划、研究问题。（目标：分小组实验探究，收据整理数据，形成小组结论。时间：10分钟）
1、各组根据实验计划进行实验，并做好实验记录 （师板：实验验证）　　
2、学生分组探究实验。（教师到各组巡视，发现问题，及时纠正）　　
五、汇报交流、总结延伸（目标：形成全班结论，鼓励课后拓展研究。时间：10分钟）　　
1、分组向全班汇报实验的平均数，并填入全班实验记录表。（课件7，此表可课前在黑板上画好空格，也可做成幻灯片，到时出现，让小组代表上讲台填出数字）。　　
2、分析实验数据：　　
从你们小组的数据中你发现了什么？　　
从全班十个小组收集到的数据你又发现了什么？（省略）　
　【让学生充分交流，展示自己的实验成果，一方面可以使学生获得成功的喜悦，满足心理的需要；另一方面是让学生了解组与组之间的研究情况，从而发现共性，同时也可体现教学的民主。】　　
3、小结：通过实验我们发现：电磁铁磁力大小的确与线圈圈数有关。线圈圈数多，磁力大；线圈圈数少，磁力小。　
【这个环节是本课的重点环节，意在让学生经历探究的全过程：提出问题——作出假设——制订计划——实验验证。对比实验如何设计？这对学生并不陌生了，所以一开始便安排学生分小组讨论、进行设计。但探究过程离不开老师的细心指导：比如需要改变的条件是什么，如何改变？保持不变的条件是什么，又如何不变？……在实验中，一些细节问题又如何解决？在教学中，教师可适时出示一些提示。在分组向全班汇报时，我增设了一张全班“电磁铁的磁力与线圈圈数关系”实验记录表，其意义在于：一是让学生知道如何从实验中收集到更多的信息，如何对数据进行统计与分析，把科学与数学进行整合。二是进一步验证刚才的假设是有根据的，使学生的探究活动朝着更科学、更严谨的方向发展。】　　
4、今天这节课，我们通过“提出问题——作出假设——制订计划——交流计划——实验验证”这样的步骤研究了电磁铁的磁力大小与线圈的圈数之间的关系。其实电磁铁的科学奥妙还有很多很多，我们今天的研究只是大海中的一粟，像丹麦物理学家奥斯特，在探索电与磁之间的联系的时候，经历几年甚至几十年的时间。所以我们希望大家把课堂上学到的方法运用到课余之中，关于电磁铁你的心中还有那些疑问，你还打算研究电磁铁的那些科学秘密？你又产生了什么新问题？打算怎样研究？
【板书设计】　　
　板书设计：

电磁铁的磁力（一）
线圈 数量 多（少） 强（弱）
大小
形状
导线的粗细、类型
铁芯 形状 ？
长短
粗细
　 　【自我分析】　　
1、本教学设计力求体现新的课程理念：以探究教学为核心，让儿童在手脑并用中去获取科学知识与技能，培养科学精神和态度，形成科学的价值观。能有效实现科学课的三维目标。　　
2、让学生亲自经历“发现问题——猜想问题——探究问题——解决问题——发生新问题”这样一个完整的探究学习全过程。能为下节课学生更加独立地检验其他假设打下基础，也为今后生存中的持续研究习得研究技能。　　
3、我根据以往的教学经验，增设了一张全班“电磁铁的磁力与线圈圈数关系”实验记录表，这对学生如何从实验中认真收集数据，如何对数据进行统计与分析，把小组数据与全班数据进行比较，找到更多地证据，意识到科学研究要尊重数据，用严谨的态度得出结论，更能体现科学的本质　　
附件：学生实验记录表
我们对“电磁铁的磁力大小与哪些因素有关”的假设
我们的假设
我们的理由
1、电磁铁的磁力大小与（ ）有关。增加（ ），磁力会（ ）；减少（ ），磁力会（ ）。
磁性是通电的线圈产生的。
课件2出示提醒：先想一想电磁铁的构成、电磁铁的磁性是怎样产生的；然后再来做出我们的假设。
检验电磁铁磁力大小与线圈圈数关系的研究计划
研究的问题　　
电磁铁的磁力与线圈圈数多少有关系吗？　　
我们的假设　　
线圈圈数多，磁力大；线圈圈数少，磁力小。　
检验的因素　　
（改变的条件 变量）　　
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怎样改变这个条件？　　
第一次　　
（ ）圈　　
第二次　　
（ ）圈　　
第三次　　
（ ）圈　　
实验要保持那些条件不变　　
（不变量）　　
　?　
磁铁磁力大小与线圈圈数关系实验记录表
线圈
圈数
吸大头针数量（个）
磁力大小
排序
第一次
第二次
第三次
平均数
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全班“电磁铁的磁力与线圈圈数关系”实验记录表
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组 数　　
线 圈 圈 数　　
20圈　　
（三次平均数）　　
50圈　　
（三次平均数）　　
80圈　　
（三次平均数）　　
第一组　　
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第二组　　
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第三组　　
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第四组　　
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第五组　　
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第六组　　
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平均数　　
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磁力大小排序　　
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我们的发现　　
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