小学科学教科版 (2017)六年级上册5.电磁铁教学设计

4.5 《电磁铁》教学设计

【教材分析】

本课是新教科版小学《科学》六年级上册第四单元《能量》第五课。学生在前一课的学习中已经知道了电磁铁是电能转换磁能的装置，了解其基本构造，知道了电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质，探究了电磁铁磁极与电流方向和线圈缠绕方向有关。

本课围绕本单元“能量”的核心概念，设计了两个活动，第一个是让学生根据已有的认知经验，提出影响电磁铁磁性强弱的合理假设；第二个活动是设计实验，验证假设，掌握对比实验的方法来检验电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小是否有关。

本课主要聚焦于电磁铁产生的磁性强弱不同吗？电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关？在本课中，学生将通过观察电磁起重机和自制的电磁铁，发现电磁铁的磁性强弱是不同的，从而引出探究的问题：电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关？本课意在引导学生完整地经历探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”这个科学问题的过程，在亲历对比实验的过程中，逐步学会多角度思考问题，在收集和处理实验数据的过程中，逐步培养科学论证能力，让学生在自主探究与小组合作学习中建立和完善科学概念。

【学情分析】

学生原有概念中对电磁铁的磁性强弱与什么因素有关已经有一定的认识，比如他们认为跟电池的大小、电力大小、电量、线圈长短、粗细、线圈圈数、铁钉大小等有关，对于学生有理有据的假设，要予以肯定，但是他们在科学语言的表述上并不规范或者有重复，教师可以在学生暴露的原有概念基础上组织讨论，并纠正和归纳。六年级的学生已经具有一定的科学探究能力，因此教师可以在学生设计和实施实验时，给学生充分发挥的空间，以生生交流为主。

【教学目标】

科学概念目标

1.电磁铁的磁性强弱是可以改变的。

2.电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关：线圈匝数多磁性强，线圈匝数少磁性弱。

 3.电磁铁的磁性强弱与电流大小有关：电流大磁性强，电流小磁性弱。

科学探究目标

1.完整、深入地经历探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验。

2.能够识别变量设计对比实验，会控制变量检验线圈匝数、电流大小对磁性强弱的影响。

3.能够用实验数据论证自己的观点。

科学态度目标

1.体验科学实验设计的严谨性。

2.体会合作学习的必要性，善于借鉴他人的实验数据来支撑自己的观点。

科学、技术、社会与环境目标

了解电磁铁在生产生活中的广泛应用。

【教学重难点】

重点：能控制变量检验线圈圈数和电流大小对磁性强弱影响。

难点：设计并完善电磁铁磁力和线圈圈数以及电流大小关系的实验

【材料准备】

学生探究：三节干电池、三个电池盒、三根长1.3米的单股导线、三枚不锈钢钉、1包大头针、四个塑料盘（一个放大头针，其它三个计数）。

教师准备：课件、“科学交流区”展板。

【教学流程图】

【教学过程】

一、导入（预设3分钟）

提问：观察电磁起重机的工作过程，你知道其工作原理吗？

提问：电磁起重机也是电磁铁，电磁起重机的磁性强到可以吸引一辆汽车，我们自制的电磁铁却只能吸引几个大头针。

引出问题：电磁铁的磁性强弱可能跟哪些因素有关？

设计意图：以电磁铁在生活中的应用实例（电磁起重机）导入，引导学生与自制的电磁铁进行对比，发现电磁铁的磁性强弱差异很大，自然提出“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的问题。

二、作出假设（预设10分钟）

1.提问：那么电磁铁产生的磁力与什么因素有关？

（一方面，电磁铁是将电能转换为磁能的装置，通电时有磁力，断电时磁力消失，那电磁铁的磁力可能和电能的多少有关，另一方面，电磁铁的装置由通电线圈和铁芯组成，那电磁铁的磁力可能跟通电线圈和铁芯有关）

2.学生小组内讨论，作出假设。

3.全班交流，教师梳理。

设计意图：从能量转换的角度来思考电磁铁的磁性强弱，是可以帮助学生从单元核心概念“能量”的角度来思考问题；从电磁铁的组成来思考，也是顺应学生的已有知识经验，来提出有理有据的假设。对于学生提出的因素，只要学生有所依据，教师不做肯定和否定，而要鼓励更多不同的答案，让学生之间相互启发，做出多种假设，整理假设，有序地检验假设。

三、制定计划（预设6分钟）

1．这些只是我们的假设，为了验证我们的假设，我们必须实验。

2．确定研究主题：同学们提出了很多假设，本节课我们先重点研究问题一：研究电磁铁磁性强弱与线圈圈数的关系，以及问题二：研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。

3．制定研究计划：

（1）为了使研究更科学，在研究之前，我们首先要制定研究计划（板书：制订计划）

研究一：研究电磁铁磁性强弱与线圈圈数的关系研究计划

研究二：研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系研究计划

（2）怎样来设计这个对比实验呢？

（3）学生讨论，制定研究计划

设计意图：这两个因素的对比实验的设计，可以同时进行，也可以根据班情，全班分为两部分，一半人设计探究“线圈圈数”对电磁铁磁性强弱的影响实验，另一半人设计探究“电流大小”对电磁铁磁性强弱的影响实验，然后全班汇报交流。这样可以让学生对于一个实验的进行深入的思考和设计。

4．交流研究计划

（1）学生汇报研究一研究计划：

（a）你觉得在这个实验中要改变的条件是什么？（线圈的圈数）如何改变线圈的圈数？

教师引导：绕多少圈合适？实验做几次？为什么？每次应该相差多少圈呢？（可出示上节课缠绕30圈的实验数据，一般要相差10圈及以上，效果才比较明显）

（b）讨论：刚才我们讨论了实验中需要改变的条件，为了实验的公平，应当控制不变的条件有哪些？如何控制这些条件不变呢？

（2）学生汇报研究二研究计划：

（a）你觉得在这个实验中要改变的条件是什么？（电流大小）如何改变电流大小？

教师引导：电池的新旧程度很难确定，通过改变电池数量来改变电流大小更好。

（b）讨论：刚才我们讨论了实验中需要改变的条件，为了实验的公平，应当控制不变的条件有哪些？如何控制这些条件不变呢？

5．生生交流，小组修改完善研究计划

四、实验验证（预设10分钟）

1.[播放微课] 探索电磁铁磁性强弱与线圈圈数关系的实验指导以及探索电磁铁磁性强弱与电流大小关系的实验指导

实验前，教师提醒注意事项：

（1）在操作电磁铁的过程中，电磁铁不能长时间连接电池，以免电池耗电太多。

（2）吸引后的大头针容易残留磁性，使得实验结果不准确，每次实验用新的大头针，充分接触后拿起。

2.学生分组实验：各组根据自己的实验计划，领取材料进行实验，并做好实验记录（师板：实验验证）

（对于基础较好的班级，可以两个实验都在本课时完成，对于基础较薄弱的班级，可以分两个课时，也可以全班分为两部分，一部分研究“线圈圈数”对电磁体磁性强弱的影响，另一部分研究“电流大小”对电磁体磁性强弱的影响。实验结束后，全班汇报交流实验结果，形成集体共识）

五、汇报交流（预设8分钟）

1.交流：先将各组记录得比较完整的实验记录单都收上来，并贴在“科学交流区”展板上，课后请全班同学去看别的组的研究报告。

2.汇总全班数据，集体论证：统计全班数据，形成两个班级数据表，总结两个实验的规律，将数据较为特殊的小组记录单展现出来，请这几组同学说说他们是怎么研究的？然后开展集体论证找出原因，最后形成共识：到底哪些组的结论是合理的。

设计意图：分析全班数据，会发现各小组的数据不一样，但都呈现同样的趋势，可以提高学生分析数据的能力，从整体数据中找到规律，集体轮证，达成共识，但也要关注到特殊异常的数据，提高学生误差分析的能力。

3.小结：通过实验，我们发现：

（1）在其它条件不变的前提下，电磁铁的磁性强弱与线圈的圈数有关，圈数越多，磁力越大；圈数越少，磁力越小。（板书：圈数多磁力大）

（2）在其它条件不变的前提下，电磁铁的磁性强弱确实与电流大小有关，电流越大，磁力越大；电流越小，磁力越小。（板书：圈数多磁力大）

六、总结延伸、生活运用（预设3分钟）

1．今天这节课，我们通过“提出问题——作出假设——制订计划——实验验证”这样的步骤研究了电磁铁的磁性强弱与线圈的圈数之间的关系。

2．[PPT 出示]电磁起重机的图片

你觉得这个电磁起重机为什么磁力会这么大呢？

（学生发言）

课后可以去查查资料，看看你的解释是否有道理。

设计意图：回到导入的问题，让学生用本节课所学知识来解决问题，学有所用，可以提高学生的学习积极性，了解电磁铁在生活中的应用，体现科学源于生活又用于生活的特点。

【板书设计】

4.5电磁铁

【学生记录单设计】

【班级记录表设计】

电磁铁磁性强弱与线圈圈数的关系班级记录表

电磁铁磁性强弱与电流大小的关系班级记录表

【其他说明】

1.   实验材料的准备：学生电路连接不熟悉，现场绕制电磁铁耗时长，本节课的重点不是练习组装电磁铁，所以教师可以事先为每个小组准备三种线圈圈数不同的电磁铁（15圈/30圈/45圈），提高课堂效率。
2.   在使用电磁铁吸引大头针的过程中，在电磁铁中加入开关，可以使通电和断电更加方便快捷。