3.3 电磁铁的磁力（一） 教学设计

《电磁铁的磁力（一）》教学设计
教材分析
学生都希望做一个磁力很大的电磁铁。电磁铁的磁力大小与其结构有明显的联系，所以做实验寻找影响磁力大小的因素，适合学生心理需要和认知水平。本单元设计用两课时间让学生经历一个完整的过程，比较深入地探究哪些因素影响电磁铁磁力的大小，并制作一个强磁力电磁铁。本课有两个活动。
第一，作出我们的假设。在这一步骤中，要学生寻找所有影响电磁铁磁力大小的可能因素。在全班列出一张假设因素表，推测什么因素可能是影响最大的因素。
第二，设计实验，检验假设。本节课安排全班共同检验一个假设：磁力大小与线圈圈数有关。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。扎扎实实地经历这个过程不但是检验这个假设的需要，也为下节课学生更独立地检验其他假设打下基础。
学情分析
六年级的学生已经具有一定的科学探究能力，由于本课的教学是在前两课的基础上进行教学的，对学生来说他们已经知道电磁铁的组成，并且亲自验证了电磁铁的性质。所以本课教学中，教师因势利导，注意以旧知引知，给学生一定的时间和空间让他们经历一个完整的科学探究过程，体验到成功的喜悦。
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，找出认为可能影响电磁铁磁力的因素。
2.在教师指导下，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做检验假设的实验。
教学重难点
重点：经历探究发现的全过程，学生具有利用对比实验解决问题的科学思维能力。
难点：对学生实验设计进行有效的指导和调控，使探究目标明确、思路清晰。
评价任务
1.对电磁铁磁力大小的影响因素作出假设并说出理由。
2.通过实验探究线圈圈数与电磁铁磁力大小的关系。
教学准备
为小组准备：电池、电池盒、长约3米的多股绝缘导线、大铁钉、大头针。
教学过程
一、创设情境，提出问题
1.老师出示制作好的电磁铁：上节科学课，我们已经认识了电磁铁，谁来说说电磁铁是由那几部分构成的？（板书：线圈、铁芯、电流）
2.学生制作电磁铁：下面请各小组也来制作一个电磁铁，并且试一试你们的电磁铁可以吸起多少个大头针呢？（各小组汇报个数。）
3.（播放课件：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，它利用电磁铁的原理制造而成，一次可以吸起数吨重的废铁！你们知道磁力这么大的电磁铁是怎么做成的吗？
4.提出问题：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最多的小组也只吸起了（16）颗大头针呢？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）。
二、大胆猜想，充分假设
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。（出示课件提醒：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。）
2.学生分小组讨论，作出假设（把自己的假设填入表1空白处）。
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）（学生找出的影响因素可能较多：①电池数量；②绕线多少；③铁心粗细；④铁心长短；⑤电线粗细；⑥线圈的粗细；⑦线圈的形状；⑧铁芯的形状：条形或马蹄形……）
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。教师板书）
三、设计实验，验证假设
1.确定研究主题。
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。
2.制订研究计划。
（1）为了使研究更科学，在研究之前，我们首先要制订研究计划。
（2）同学们：我们已经确定了研究的问题，而且已经对这个问题作出了假设。那么，我们怎样来设计这个对比实验呢？
（3）学生讨论，分组制定研究计划。（学生填写表3空格）
3.交流研究计划。
（1）你觉得在这个实验中要改变的条件是什么？（线圈的圈数）
（2）怎样改变线圈的圈数？（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。）
（3）实验中不改变的条件是什么？（电池节数、铁芯粗细、铁芯长短……）
4.小组修改完善研究计划。
5.实施研究计划。
（1）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：（出示课件提醒：不要长时间接通电池，减少耗电。吸过的大头针放在一边，不要再吸。）为了数据更加科学准确，不同圈数都要进行多次实验。
（2）各组根据实验计划进行实验，并做好实验记录。
（3）学生分组实验。（教师到各组巡视，发现问题，及时纠正）
6.汇报交流。
（1）分组向全班汇报实验的平均数，并填入实验记录表。
（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？
（3）学生说出结论：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。（学生记录）
四、总结延伸
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。刚才我们各小组还提出了其他的假设，这些因素是否也会影响电磁铁的磁力大小呢？下节课我们还将继续研究。
教学反思
《电磁铁的磁力（一）》这一课主要是让学生经历一个完整的探究过程，比较深入地探究哪些因素影响电磁铁磁力的大小，并制作一个强磁力电磁铁。本课主要安排了两个活动：第一，作出我们的假设；第二，设计实验，检验假设。我主要从以下两个方面引导学生进行探究。
一、创设情境，大胆假设
电磁铁在现实生活中有很多的应用，本课一开始我首先联系生活向学生介绍了电磁起重机，出示了相关的图片，从而引发了学生的思考：电磁铁磁力大小到底与哪些因素有关呢？《小学科学课程标准》建议要：“鼓励学生大胆猜想，对一个问题的结果作多种假设和预测。”因此我让学生通过小组进行讨论，让他们进行大胆的假设。学生的思维很开阔，他们作出了多种假设：有猜想电磁铁的磁力大小可能与电流的大小，也有的猜测可能与线圈缠绕的圈数有关，也有的小组认为与铁钉的粗细长短、导线的粗细长短等有关。本节课我们将研究的重点放在了电磁铁磁力与线圈圈数多少关系上，其他的因素我们放在了下一节课进行研究。
二、细致指导，有效探究
确定了研究的问题，学生再做出假设：线圈圈数多，电磁铁磁力大，圈数少，磁力小。接下来就要设计并完成对比实验，用实验数据验证自己的假设。本节课的实验是典型的对比实验。因此在实验设计时，需要学生对变量进行严格控制，其实在四、五年级时学生就已经接触过对比实验，对对比实验的设计方法也已基本掌握，因此，对于学生如何设计对比实验，我没有多加指导，而是让学生自行设计，而把重点放在了引导学生如何将对比实验设计得更周密、更科学、更细致，从而使取得的数据更科学，更有说服力上。在学生完成研究计划后，安排几组学生上台交流，并引导学生对所展示的研究计划质疑，阐述自己的想法，在研讨中逐步完善研究计划。在此基础上，我又进一步提示学生应注意的细节，如：不能长时间接通电池，以免耗电太多影响实验的准确性；铁钉不够长，60圈绕不下时怎么办？按怎样的方向绕？本实验磁力大小的比较依据是什么等等，目的是使实验时尽可能避免其它因素的干扰，只改变其中一个条件，其它条件都不变，确保所取得的数据具有科学性。在细致的方案设计和实验前的有效指导下，学生的分组实验都比较成功，效率也比较高。
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