小学科学湘科版（2024）三年级上册（2024）第五单元 磁铁的奥秘21 司南的启示教案设计

这是一份小学科学湘科版（2024）三年级上册（2024）第五单元 磁铁的奥秘21 司南的启示教案设计，共9页。教案主要包含了基本信息，教学目标，教学重难点，教学准备，教学过程，板书设计等内容，欢迎下载使用。
年级：三年级上册
单元：第五单元《磁铁的奥秘》
课题：《21. 司南的启示》
课时：2 课时
教材依据：2024 湘教版科学教材，围绕 “从司南探索磁铁指南北性质” 展开，通过 “制作司南模型、探究磁铁指向性、追溯指南针发展” 的探究流程，渗透 “历史与科学结合” 思想，结合反思评价，培养学生的实验探究与历史认知能力
二、教学目标
（一）科学观念
知道司南是我国古代利用磁石制作的指南工具（勺柄总指向南方），理解其工作原理 —— 磁石具有指南北的性质，明确 “司南、指南鱼、指南针均为利用磁铁指南北性质的工具”，了解指南针的发展历程（从司南到指南鱼再到现代指南针）。
掌握磁铁的基本性质：所有能灵活自由转动且磁极在同一水平面的磁铁，均能指南北，知道指向北方的磁极为北极（用 “N” 表示），指向南方的磁极为南极（用 “S” 表示），能准确标注条形、马蹄形、环形磁铁的 N 极与 S 极。
（二）探究实践
第一课时：学会利用磁铁与简易材料制作司南模型（如用圆形磁铁模拟勺头、细木棒模拟勺柄，用光滑底盘保证灵活转动），能按实际方位摆放记录纸，多次实验记录司南勺柄的指向，发现 “勺柄总偏向南方” 的规律，提升模型制作与实验记录能力。
第二课时：设计实验探究条形、环形、马蹄形磁铁是否能指南北（如悬挂磁铁、浮在水面等方法），改进环形磁铁实验（确保磁极在同一水平面且灵活转动），归纳 “所有磁铁均能指南北” 的共性；能根据指向结果标注磁铁的 N 极与 S 极，提升拓展探究与归纳总结能力。
（三）态度责任
养成 “尊重历史、严谨实验” 的科学探究习惯，如制作司南模型时参考古代司南结构，实验中多次重复验证（避免偶然误差），记录时如实标注磁铁指向；主动查阅司南相关资料，感受我国古代科技成就。
激发对 “古代科技与现代科学” 关联的探索兴趣，体会 “从古代发明中汲取灵感，探索科学规律” 的乐趣（如从司南延伸到磁铁指向性）；在反思评价中正视实验不足（如环形磁铁转动不灵活），主动改进，培养科学探究的严谨态度与文化自信。
三、教学重难点
重点：制作司南模型并发现其勺柄指向南方的规律；探究不同形状磁铁是否能指南北，明确磁铁具有指南北的性质；标注磁铁的 N 极与 S 极；了解司南到指南针的发展历程。
难点：确保司南模型灵活转动（选择光滑底盘、调整重心）；改进环形磁铁实验（如悬挂时保证磁极水平，避免因摆放方式错误导致指向不准）；理解 “磁极在同一水平面且能灵活转动” 是磁铁指南北的关键条件。
四、教学准备
（一）教师准备
实验材料（每组 1 套）：
第一课时（制作司南模型）：
模型材料：圆形强磁铁（模拟司南勺头，每组 1 块）、细木棒（直径 0.5cm，长度 10cm，模拟勺柄，每组 1 根）、胶水（固定磁铁与木棒，每组 1 瓶）、光滑塑料底盘（直径 15cm，确保模型灵活转动，每组 1 个）、方位记录纸（标注东、南、西、北、东北、东南、西北、西南八个方向，每组 1 张）、指南针（校准方位，每组 1 个）。
记录工具：司南实验记录表（分 “实验次数”“勺柄指向方位”“实验结论” 三栏，每组 1 张）、铅笔（标注指向，每组 1 支）、量角器（可选，测量勺柄与正南方向的夹角，每组 1 个）。
第二课时（探究磁铁指向性）：
磁铁材料：条形磁铁（每组 1 根）、环形磁铁（每组 1 个）、马蹄形磁铁（每组 1 个）、细线（长度 30cm，悬挂磁铁用，每组 1 卷）、透明塑料杯（底部钻孔，穿线悬挂磁铁，每组 1 个）、泡沫板（直径 5cm，放置环形磁铁浮在水面，每组 1 块）、浅托盘（盛水，每组 1 个）。
记录工具：磁铁指向实验记录表（分 “磁铁形状”“实验方法”“指向结果（哪端朝北 / 朝南）”“是否能指南北”“N/S 极标注” 五栏，每组 1 张）、标记贴纸（标注 “N”“S”，每组 10 张）、直尺（调整磁铁悬挂高度，每组 1 把）。
教学辅助材料：
多媒体课件：
第一课时：古代司南图片（展示勺状结构与方位底盘）、司南工作原理动画（标注 “磁石勺柄指向南方”）、司南模型制作步骤视频（展示 “固定勺头与勺柄→调整重心→放在底盘上转动”）、我国古代科技成就短视频（简要介绍司南在航海、辨别方向中的作用）。
第二课时：不同形状磁铁指南北实验方法动画（展示 “条形磁铁悬挂法”“环形磁铁泡沫漂浮法”“马蹄形磁铁支架法”，标注 “确保磁极水平”）、指南针发展历程图片（司南→指南鱼→古代罗盘→现代指南针）、指南车信箱内容图片（北宋指南鱼结构与磁化方法）。
示范材料：教师提前制作的司南模型（能灵活转动，勺柄指向南方）、不同形状磁铁指南北实验样本（如悬挂的条形磁铁稳定指向南北，标注 N/S 极）、古代司南复制品图片（增强学生历史认知）。
安全与资料材料：
安全提示卡（如 “使用胶水时避免粘在手上，实验后及时清理”“悬挂磁铁时确保细线牢固，避免掉落”）、司南资料卡片（介绍司南的历史背景、制作材料，每组 1 套）。
（二）学生准备
预习：阅读教材 “科学探究” 部分，思考 “古代司南为什么能指南北”“如何让磁铁灵活转动来测试指向”，提前查阅 1 个关于司南的小故事或历史记载。
文具：铅笔（填写实验记录表、标注方位）、笔记本（记录磁铁指向结果与疑问）、彩色笔（标注 N 极与 S 极，每组 1 支）。
五、教学过程
第一课时：制作司南模型，探索其指向规律
（一）情境导入：古代的 “方向指引者”（5 分钟）
图片展示与提问：
出示古代司南图片与现代指南针图片，提问 “大家知道这是什么吗？（司南和指南针）我国早在 2000 多年前就发明了司南，它像一把小勺子，放在方位盘上转动后，勺柄总能指向南方 —— 今天我们就来制作司南模型，探索它的奥秘，汲取《司南的启示》。”
任务引入：“今天我们要完成两个任务：① 制作一个能灵活转动的司南模型；② 测试模型的指向，看看勺柄是否总偏向南方！”
（二）探究一：制作司南模型（15 分钟）
模型结构讲解：
教师展示古代司南图片，讲解：“古代司南由勺状磁石和刻有方位的底盘组成，勺头是磁石的北极，勺柄是南极，所以勺柄总指向南方。我们用圆形磁铁做勺头，细木棒做勺柄，光滑底盘保证它能灵活转动。”
制作步骤示范：
教师示范：“① 在细木棒一端（2cm 处）涂抹少量胶水，将圆形磁铁粘在木棒上（磁铁中心与木棒对齐，确保重心稳定）；② 等待胶水晾干（约 5 分钟，可提前准备部分晾干的模型供测试）；③ 将制作好的‘司南’放在光滑塑料底盘中心，轻轻转动，观察是否能灵活旋转（若卡顿，调整底盘平整度或模型重心）。”
学生操作：
分组制作模型，教师巡视指导：
对重心不稳的小组，提示 “将磁铁粘在木棒靠近一端的位置，避免模型倾斜”；
对底盘不光滑的小组，用砂纸轻微打磨底盘表面，确保模型能灵活转动。
（三）探究二：测试司南模型的指向（10 分钟）
测试准备：
教师指导：“① 用指南针校准方位，将方位记录纸按实际方向铺在桌面上（确保‘南’字朝向实际南方）；② 将司南模型放在记录纸中心，轻轻转动勺柄（转动角度大于 180°），待其完全静止后，观察勺柄指向的方位；③ 重复测试 3 次，记录每次的指向结果，避免偶然误差。”
学生操作：
分组测试，教师巡视指导：
对方位校准不准的小组，帮助用指南针调整记录纸方向，确保 “南” 字与实际南方一致；
对转动后不静止的小组，提示 “减少转动力度，避免底盘晃动”。
结果总结：
各小组汇报记录表，发现 “无论怎么转动，司南勺柄最终都偏向记录纸上的‘南’方”，教师板书 “司南模型特点：勺柄总指向南方”。
引导思考：“司南为什么能指向南方？可能和它的制作材料 —— 磁石有关，下节课我们就来探究磁石（磁铁）的指向规律！”
（四）课堂小结与作业（5 分钟）
小结：“今天我们制作了司南模型，发现它的勺柄总能指向南方，这是古代人民利用磁石特性发明的指南工具 —— 下节课我们要研究不同形状的磁铁是否也有这样的指向性。”
作业：“① 查阅资料，了解司南在古代的用途（如航海、旅行）；② 用家里的小磁铁（如冰箱贴），尝试放在光滑桌面上轻轻转动，观察它是否有固定的指向，明天分享结果！”
第二课时：探究磁铁指向性，标注磁极
（一）复习导入：从司南到磁铁的 “指向秘密”（5 分钟）
回顾与提问：
出示上节课制作的司南模型，提问 “司南勺柄为什么总指向南方？（因为磁石有特殊性质）那我们常见的条形、环形磁铁，是否也能像司南一样指南北呢？今天我们就通过实验揭开磁铁的‘指向秘密’。”
任务引入：“今天我们要探究三个问题：① 不同形状的磁铁能指南北吗？② 怎样让环形磁铁也能稳定指南北？③ 磁铁指向北方和南方的部位分别叫什么？”
（二）探究一：探究不同形状磁铁是否能指南北（15 分钟）
提出猜想与设计实验：
小组讨论：“我们猜想条形磁铁______（能 / 不能）指南北，环形磁铁______（能 / 不能）指南北，马蹄形磁铁______（能 / 不能）指南北。可以用什么方法验证？（如悬挂磁铁、放在泡沫上浮在水面、放在光滑桌面上转动等）”
确定实验方法：
① 条形磁铁：用细线系在磁铁中间（确保水平平衡），悬挂在塑料杯上，待静止后观察指向；
② 马蹄形磁铁：用细线系在其弯曲处，悬挂后观察指向；
③ 环形磁铁：先将其放在泡沫板上，浮在浅托盘的水中，观察指向（若指向不稳定，后续改进）。
学生操作与记录：
分组实验，教师巡视指导：
对悬挂不平衡的小组，调整细线位置（确保磁铁水平，不倾斜）；
对环形磁铁指向不稳定的小组，提示 “观察环形磁铁的磁极是否在同一水平面，可尝试用细线穿过环形磁铁中心悬挂”。
初步结果与问题：
各小组汇报：“条形磁铁和马蹄形磁铁能稳定指向南北，环形磁铁浮在水面时指向不稳定，有时朝东有时朝西。”
教师引导：“环形磁铁真的不能指南北吗？可能是实验方法有问题，我们来改进实验！”
（三）探究二：改进环形磁铁实验，归纳磁铁指向性（10 分钟）
改进实验：
教师示范改进方法：“用细线穿过环形磁铁的中心孔，将细线两端固定在塑料杯两侧（确保环形磁铁水平悬挂，磁极在同一水平面），轻轻转动磁铁，待静止后观察指向。”
学生操作与验证：
分组改进实验，发现 “环形磁铁静止后，总有两个固定部位分别指向北方和南方”，教师板书 “所有磁铁均能指南北，关键条件：磁极在同一水平面且能灵活转动”。
磁极命名与标注：
讲解：“科学上，将磁铁指向北方的磁极叫北极，用‘N’表示；指向南方的磁极叫南极，用‘S’表示。请大家根据实验结果，在条形、环形、马蹄形磁铁上用贴纸标注‘N’极和‘S’极。”
学生操作：在磁铁上准确标注磁极，教师巡视检查（如条形磁铁两端分别标注 N 和 S，环形磁铁上下平面分别标注 N 和 S）。
（四）拓展迁移：司南到指南针的发展（5 分钟）
指南车信箱内容讲解：
出示北宋指南鱼图片，讲解：“古代人民在司南基础上改进，用铁片做成鱼形，磁化后浮在水面，比司南转动更灵活；后来又用木头做鱼形，放入天然磁铁，成为指南鱼；最终发展成现在的指南针，广泛用于航海、旅行等领域。”
学生分享：
邀请学生分享课前查阅的司南资料（如 “司南是世界上最早的指南工具，体现了我国古代人民的智慧”），教师补充 “司南到指南针的发展，是我国古代科技的重要成就，我们要传承和发扬这种创新精神”。
（五）反思评价：总结与提升（5 分钟）
反思提问：出示教材 “反思评价”——“完成磁铁指南北的实验的关键点有哪些？”（学生回答：“确保磁铁能灵活转动、磁极在同一水平面、多次重复实验、用指南针校准方位”）。
小组评价：
发放评价量规，围绕 “科学思维”“探究实践” 评价：
① 科学思维：是否能用司南模型解释磁铁指向性、归纳不同磁铁指南北的共性（做到 1 项得 1 分，2 项得满分）；
② 探究实践：是否能探究不同磁铁指向性、得出磁铁指南北的结论、反思实验结果（做到 1 项得 1 分，3 项得满分）。
总结颁奖：“今天我们从司南得到启示，发现所有磁铁都能指南北，还标注了它们的 N 极和 S 极！给实验认真、改进成功的小组颁发‘探究小能手’贴！”
（六）课堂小结与作业（5 分钟）
小结：“这两节课我们制作了司南模型，探究了磁铁的指向性，知道磁铁具有指南北的性质，指向北方的是 N 极，指向南方的是 S 极 —— 磁铁还有很多奥秘，下节课我们继续探索！”
作业：“① 用标注好 N 极和 S 极的磁铁，测试家里的冰箱、铁门等铁制物品，观察 N 极和 S 极是否都能吸铁；② 画一幅‘司南到指南针的发展’简笔画，标注关键发明，明天分享！”
六、板书设计
司南的启示
一、司南的特点与原理
古代司南：磁石制作，勺状，勺柄总指向南方
司南模型：圆形磁铁（勺头）+ 细木棒（勺柄），光滑底盘保证灵活转动
核心原理：磁石（磁铁）具有指南北的性质
二、磁铁的指向性（核心）
实验结论：所有磁铁（条形、环形、马蹄形）均能指南北
关键条件：磁极在同一水平面，且能灵活转动
磁极命名：
北极（N 极）：指向北方的磁极
南极（S 极）：指向南方的磁极
三、指南针的发展历程
司南（战国）→ 指南鱼（北宋）→ 古代罗盘 → 现代指南针
（磁石） （铁片 / 木头 + 磁铁） （刻度盘） （便携磁针）
四、反思评价