3.4 电磁铁的磁力（二） 教学设计

《电磁铁的磁力（二）》教学设计
教材分析
本课是上一课的继续，有三个活动。
第一，小组检验所选择的假设。这个活动由教师给学生准备几组不同的材料，让小组选择不同的材料设计实验进行检验。过程与上一课相同，也要求填写研究计划表和实验记录表。最后，学生准备发言汇报。完成了这个活动，小组检验了两个假设，全班检验了3～5个假设，就基本上包括了学生所提到的那些假设。
第二，汇报交流，共享研究成果。这部分通过小组汇报，总结出全班合作研究的成果。教师再补充讲解，给学生一个更完整的认识。为下一个活动“做强力电磁铁”打下基础。
第三，设计制作一个强磁力电磁铁。用自己的研究成果来做一个强磁力电磁铁，肯定是每一个学生的心愿。探究活动以学生成功制作出强力电磁铁、体验到成功的喜悦而结束。
学情分析
六年级的学生已经具有一定的科学探究能力，由于本课是上一课《电磁铁的磁力（一）》的继续，是在学生已经认识电磁铁的构造及会制作简单的电磁铁，并且已经通过实验验证磁力大小与线圈圈数有关的基础上进行教学的。因此，在学生原有的知识经验上，根据电磁铁的磁力大小与其结构有明显的联系，学生都希望做一个磁力很大的电磁铁，所以通过做实验寻找影响电磁铁磁力大小的因素，适合学生心理需要和认知水平，本课时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，并用自己的研究成果来做一个强磁力电磁铁，让学生体验到成功的喜悦。
教学目标
科学概念：
1.电磁铁的磁力大小与使用的电池数量有关：电池少则磁力小，电池多则磁力大。
2.电磁铁的磁力大小与线圈粗细长短、铁芯粗细长短等因素有一定关系。
过程与方法：
1.经历一个完整的较深入的科学研究过程：提出问题，作出假设，设计实验，进行检验，汇报交流，共享成果。
2.用数据展示说明本小组的研究成果，锻炼表达交流能力。
3.能通过倾听、提问共享其他小组的研究成果。体会到交流与讨论能引发新的想法。
4.能用全班合作研究的成果设计制作强力电磁铁。
情感、态度、价值观：
培养严谨的科学态度，体会到开展合作的必要性和重要性。
教学重难点
重点：探索影响电磁铁磁力大小的因素。
难点：设计并完善电池个数、铁芯长短和电磁铁磁力的关系的实验。
评价任务
1.小组合作制定计划研究电磁铁磁力大小的影响因素。
2.汇报交流，能共享研究成果。
3.能用全班合作研究的成果设计制作强力电磁铁。
教学准备
为小组准备：
组一：3节电池和电池盒、多股绝缘导线、大铁钉。
组二：直径不同的3个线圈管、电池、电池盒、多股绝缘导线、大铁钉。
组三：长短不同、粗细相同的3个铁螺栓，电池、电池盒、多股绝缘导线。
组四：长短相同、粗细不同的3个铁螺栓，电池、电池盒、多股绝缘导线。
为全班准备：较大铁螺栓、螺帽、垫圈，4米以上多股绝缘导线（做强力电磁铁用）。
教师自己准备：演示用的磁力很强的大磁铁。
教学过程
一、复习旧知，导入课题
1.出示电磁铁的结构图谈话：同学们，还记得电磁铁由哪几部分组成吗？（铁芯和线圈）注意：电磁铁要产生磁性必须通电。
2.提问：电磁铁的磁力大小与什么样的因素有关？有什么样的关系呢？（出示课件）
3.导入揭示课题：同学们，电磁铁的磁力大小除了和线圈圈数有关外，还可能和其它因素有关吗？这节课，我们继续研究影响电磁铁磁力大小的因素。（板书课题：电磁铁的磁力）
二、引导学生作出假设
学生猜测：根据电磁铁的组成部分进行猜测，电磁铁的磁力大小还可能和哪些因素有关？
板书学生的猜测：①电池节数②导线粗细③铁芯粗细④铁芯长短⑤导线长短（看学生的猜测情况来板书）
三、小组检验所选择的假设
1.谈话：同学们，怎样证明你们的猜测是正确的呢？
2.各小组根据自己的假设，拟定研究计划，并填好研究计划表（活动单一）检验电磁铁磁力大小与__________关系的研究计划
研究的问题
我们的假设
检验的因素 （改变的条件） 1. 2. 3.
怎样改变这个 条件
实验要保持哪些条件不变
3.全班交流研究计划。
4.小组实验，验证假设完成活动单二。
电磁铁磁力大小与___________关系的实验记录表
吸大头针数量（个） 磁力大小
排序
第1次 第2次 第3次 平均数















四、汇报交流，共享研究成果
1.谈话：现在，让我们像科学家那样交流和讨论我们的研究成果。
2.全班交流。
（1）实验前的假设是什么？我们要改变的条件是什么？
（2）怎样改变要改变的条件？怎样控制不改变的条件的？
（3）取得了哪些实验数据？数据能说明什么或不能说明什么？
3.简要补充讲解没有实验检的其他因素对电磁铁磁力的影响。
4.教师引导总结：我们对几种假设进行了实验检验，现在我们知道了哪些因素影响了电磁铁磁力的大小，以及是怎样影响的。（课件出示，全班齐读）我们共同的研究成果：
（1）电磁铁的磁力大小与使用的电池数量有关：电池少则磁力小，电池多则磁力大。
（2）电磁铁的磁力大小与线圈（导线）的粗细长短、铁芯粗细长短有一定的关系。
五、制作一个强磁力的电磁铁
1.谈话：结合这节课，我们对电磁铁磁力大小的共同研究以及前节课所学的相关知识，下面我们全班进行比赛，看看哪个小组做出的电磁铁磁力比较强？
2.小组比赛活动。
六、全课小结，拓展知识
这节课我们通过实验验证了影响电磁铁磁力大小的很多因素，其实关于电磁铁还有很多知识，像电磁铁还可以用在电铃、电话等方面，同学们如果感兴趣的话，以后还可以继续研究电磁铁。
教学反思
《电磁铁的磁力（二）》是在上一课学生对“电磁铁的磁力大小与哪些因素有关”进行假设后，及对“线圈多少与电磁力大小的研究”之后所开展教学活动的继续。这节课开始我主要让学生回忆上一节课“线圈多少与电磁力大小的研究”的实验。接着从书上的插图明确本节课所要验证的假设。然后选择一组实验材料设计实验方案，讨论方案并交流实验的注意点。再进行实验，最后汇报实验数据得出科学结论。纵观本节课的教学，现就以下五个方面进行反思：
一、科学概念的定位
教参要达成的科学概念是“1、电磁铁的磁力大小与电流强弱有关：电流强则磁力大，电流弱则磁力小。2、电磁铁的磁力大小与线圈粗细、长短，铁芯粗细、长短等因素有一定关系。”考虑到要设计强磁力电磁铁的原因，我在预设中增加了“3、线圈与铁芯的距离近，电磁铁的磁力就强，线圈与铁芯的距离远，电磁铁的磁力就弱。”这一科学概念。从上课的效果来看，这一概念的增加显然要求过高，目标难以达成。虽然教师在设计中通过反问学生“实验中还有哪些要注意的吗？”试图引出“线圈缠绕应从钉帽开始”，“线圈数尽可能多绕”，“用铁芯去吸大头针”及在分组实验中指导分别从“用铁芯顶端靠近大头针去吸”和“用铁芯斜着插入大头针去吸”，但由于实验要求过高，学生既不能考虑到这些细节，操作也难达到这个要求。以至从汇报的实验数据上不能得出结论。
二、实验材料的准备
教材运用四张图片提供四个实验材料，其中用线圈管验证“线圈粗细与电磁力大小的关系”学生不能理解其目的。因为图中线圈管除了粗细不同外，还有材料的不同。在准备中虽然教师替换了这一材料，用不同口径的自来水管解决了这一问题，但本班学生在上一课的猜测中压根儿没考虑这一因素，还是不能明确这组实验的意图。从上课情况看，启发学生明确实验材料的意图耗时过多，加之实验操作难度过大，所以这一组实验不应该按教材来教，如删去这组实验，课堂不但能节省时间，课堂教学效果将会更好。
三、对学生的实验指导
本课的四个实验之前，老师自己作了操作，发现了实验中容易出问题的几个地方，在课中运用“实验中你将如何保持条件不变？”，“各小组线圈数绕多少较合适？”，“做电磁力大小与线圈粗细关系时，从哪个线圈管开始绕线较好呢？为什么？”，“做电磁力大小与铁芯长短关系时，从哪个铁芯开始绕线较好？为什么？”这一系列反问虽然各细节都考虑到了，但学生不能理解这么到位，导致教师讲解过多，耗去了不少的时间。要解决这一矛盾，我想是否可将线圈缠绕放在课前的教师实验准备中去。这既处理了指导过细，费时过多的情况，同时也能使学生明确“导线的长短粗细及材料”也必须保持不变这一在实验室“只用一根导线”的思维定势。
四、对学生数据的引导
对“电流强弱对电磁力大小的关系”这个实验，根据数据得出“电磁铁的磁力大小与电流强弱有关：电流强则磁力大，电流弱则磁力小。”这一结论是一目了然的，但对于“电磁铁的磁力大小与线圈粗细、长短，铁芯粗细、长短等因素有一定关系”这一科学概念建构不能到位。在做“线圈粗细”这一实验时，学生对于细节把握不够，导致认为与电磁力的大小没有关系，因为每个小组得到平均摊吸起的大头针个数均为0。分析原因有两个，一是对吸到一半但没吸上来的大头针忽略不计造成的，还有可能是在通电之前没插上铁芯，导致电路短路。“铁芯粗细”，“铁芯的长短”两组实验中数据有得“铁芯短，电磁力强”，有的“铁心短，电磁力弱”；有的“铁芯粗，电磁力强”，有的“铁芯细，电磁力强”。而且数据反差大，学生已产生了矛盾的冲突，但教师自身对各要素的匹配问题科学概念把握不准，以致引导教学目标备注不足，引导不到位。
五、材料发放的层次
平时教学中，学生的好动心理对于教师的教学时是个难点，所以很多教师在计划讨论结束时，才把实验材料发放到学生手上才开始实验。在本课中，担心学生“保持不变因素”考虑不周，故而把材料与研究计划开并发放，以便根据材料来制定计划，然而事与原违，学生并没有理解教师的良苦用心，急于动手，并没有合作制定研究计划。“好动是学生的天性”一点也不错。在科学实验中，学生好动，急于去动手，是进行科学实验活动中每个教师不可避免的问题。所以在实验中材料的发放可以多层次，有的一次到位，有的分几次到位。比如本课中，电池可以在制定计划后发放，学生就不会急于去动手，而忘记合作制定研究计划。
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