【核心素养目标】教科版小学科学六年级上册4.4《电能和磁能》教学设计(含教学反思、习题)

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教科版小学科学六年级上册
《电能和磁能》教学设计
课题
电能和磁能
单元
第四单元
学科
科学
年级
六年级上册
教材分析
本课在认识电和磁的基础上，借助铁钉电磁铁来研究电能和磁能。铁钉电磁铁是利用电流的磁效应使铁芯磁化而产生磁力的装置。它结构简单，制作容易，呈现的现象有趣，可以开展适合学生水平的多种研究。本课内容由四部分组成：第一部分“聚焦”，从生活中的具体物品引出磁能的概念，并进行“磁能如何转化而来”的思考。第二部分“探索”，探索环节由三个活动组成：1.制作铁钉电磁铁。学生通过在铁钉上绕线圈制作铁钉电磁铁，反复几次接通电流、断开电流，发现电磁铁的基本性质。2.利用电磁铁搬运大头针。通过电流的接通和断开，将大头针搬运到指定位置，在这个过程中深入体会能量的转移和转换。3.研究铁钉电磁铁是否有南、北极。学生在探究解决这个问题的过程中会发现各组电磁铁的南北极并不是都一样，从而引出了研究电磁铁南、北极与什么因素有关的讨论。第三部分“研讨”，深入讨论能量的转移和转换过程。第四部分“拓展”，了解磁能如何转换为电能，建立能量互相转换的认识。
学情分析
通过上节课的研究，学生已经知道电可以转化为磁，并且通过实验发现通电线圈可以使指南针偏转的角度最大。说到磁，学生一定会想到磁铁，会将磁铁能吸引铁质物体和能指南、北极的性质，与通电线圈产生的磁进行联系、联想和比较。所以本课的研究内容和环节的推进，都是顺着学生的认知、兴趣和探奇的需求逐步展开、层层深入的，但对于学生自己绕线圈制作铁钉电磁铁的项目，由于受到学生动手能力强弱的影响，可能花费的时间会比较长。
教学目标
科学观念：
通过自制电磁铁和搬运大头针活动，了解电磁铁的结构，知道电能和磁能都是能量的形式，电能可以转化成磁能。
科学思维：
通过比较、分析接通和断开电流时电磁铁的不同现象，知道电磁铁具有“接通电流产生磁性，断开电流磁性消失”的性质；通过与磁铁类比以及归纳影响电磁铁南北极的因素，知道电磁铁像磁铁一样有南北极，且改变电流方向会改变电磁铁的南北极。
探究实践：
通过搬运大头针到指定位置的活动体验，比较分析电磁铁的性质；通过运用指南针坚持电磁铁南北极活动，分析影响电磁铁南北极的因素。
态度责任：
在体验电磁铁性质的有关活动中，培养对电磁铁的持续研究兴趣；感受电能可以转换为磁能的奇妙，愿意交流，乐于尝试，能基于证据反思和调整探究。
教学重点
发现电磁铁的基本性质，发现电磁铁具有南、北极并可改变的特点。
教学难点
探究电磁铁南、北极发生变化与什么因素有关。
教学方法
实验法、讨论法
教学准备
教师准备：
教学课件、学生活动手册。
学生准备：
多股绝缘细导线1.2米左右（两端剥线）、大铁钉1枚、电池盒1个、2号电池1节、大头针8枚、指南针1个，学习单1张。

教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
（一）教师提问：什么样的装置可以将电能转换为磁能呢?
磁铁也具有“能量”，从磁悬浮列车、电磁起重机，到耳机、电磁炉，到处都有磁能的影子。其实，通过适当的装置，生活中的大部分磁能都可以由电能转换而来。
（二）教师谈话：生活中我们能够感觉到电与磁有一定的关系，今天我们一起用实验进行验证。。
学生思考并回答问题

提问让学生释放潜能，激发学生学习科学的兴趣。
讲授新课
（一）探索活动1：在铁钉上绕线圈，并通电测试。
1.在复习通电线圈能产生磁的基础上，教师把导线缠绕在铁钉上（演示）。提问：铁钉会产生磁性吗？你是怎么想的？
2.为了观察到最真实的现象，我们需要制作这样一个装置。具体制作方法看课件或教材。
3.实验前思考。
（1）看到什么现象，说明它有磁性或产生磁性？
（2）提醒：接通电流和断开电流的状态都要试一试。
（3）用铁钉的哪端去靠近大头针？
（提示：钉尖和钉帽都要试一试）
（4）有必要多次实验吗？
（5）通电的时间有什么要注意的吗？
（提示：不能长时间接通电路）
4. 学生领取材料并开展研究，教师巡视。
5. 交流。
（1）通电后的现象是怎样的？
（提示：能量的转换）
（2）钉帽和钉尖部分在通电的情况下都能产生磁性，但是断电的时候，它们还能像通电时一样有磁性吗？
6.教师小结：像这样由线圈和铁芯（这里指的就是铁钉）组成的装置叫电磁铁。


（二）探索活动2：用电磁铁将大头针搬运至指定位置
1.电磁铁是怎样搬运大头针的？
（提示：接通电源，电能转换成磁能）
2.怎样控制电磁铁，能让大头针掉落在指定位置？
（提示：断开电源，磁能消失）
设计意图：关注电源的接通与断开，理解能量的转换与转移。
（三）电磁铁也能指南北吗？
1.电磁铁具有像磁铁一样的磁性，那电磁铁会像磁铁一样有南北极吗？如果有，怎么判断电磁铁的钉尖一端和钉帽一端分别是什么极？
2.引导学生利用电磁铁钉尖和钉帽分别靠近小磁针已知的南北极，根据小磁针转动的方向和“同极相斥、异极相吸”的原理来判断电磁铁的南北极。
3.准备指南针和记录纸，学生动手操作，借助小磁针开展研究。
4.按小组顺序汇报本组电磁铁南北极情况。
5.探究后交流。
（1）观察各组的判断，发现各组实验结果各不相同，思考可能是什么原因造成了电磁铁南北极方向的不一致？
（2）展示不同的绕线方法和电池正负极接法的小组，发现不同的绕线方法和电池正负极接法会改变电磁铁的南、北极。
（3）找到并画出电流的方向，发现不同的绕线方法和电池正负极接法，其实改变的是电磁铁电流的方向，从而得出结论。
三、研讨
本部分可以与探索环节的第二部分进行融合，即在实现用电磁铁将大头针搬运至指定位置后，进行研讨。
1. 刚才大家实验的时候，老师看到了两种吸引大头针的情况。一种情况是同时吸几个大头针，谁来说说是怎样的过程使铁钉的钉尖能够吸住大头针的？
（提示：理解能量的转换。电池输出电能，通过电磁铁将电能转换成磁能，吸引了大头针。）
2.还有一种情况是电磁铁先吸引了一个大头针，然后通过这个大头针去吸引另一个大头针，这又是什么原因呢？
（提示：理解能量的转移。电磁铁通电后产生了磁能，磁能吸引了第一个大头针。同时磁能又转移到了这个大头针上，吸引了另一个大头针。）
四、拓展
电能通过合适的装置可以转换成磁能。那么是否有这样的装置，可以将磁能转换成电能呢？
（提示：磁能转换为电能，最典型的例子就是发电机，有条件的可以提供视频观看，也可以通过文字阅读使学生了解。）


学生思考、动手与合作。









































学生思考、操作、讨论、交流与回报





























学生思考和交流与汇总













学生思考、讨论与交流





明确实验的要求，强调实验过程中的对比观察和多次实验的重要性，培养科学态度。突出交流的重点，关注能量的转换现象。



































利用发现问题、分析问题、解决问题的思路来探究影响电磁铁南北、极的因素。



























通过对实验图片的分析，深入理解能量的转换和转移。











激活学生思维，让学生动手实践。

课堂小结
通过本节课的学习，我们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。我们知道了改变电流方向会改变电磁铁的南、北极，从而丰富了我们的电磁学知识，但是对于电能和磁能的应用还在探索之中，为此，我们要在生活中积极观察，并利用我们学习的知识解决实际问题，进而培养学生的实践能力。
板书设计
4 电能和磁能

制作电磁铁：线圈 铁芯
电磁铁性质：有磁力 有磁极
磁能转换成电能：磁能转换成电能（发电机）
课后作业
一、填空题
1.电磁铁可以将（ ）能转换为（ ）能。
2.电磁铁通电时（ ）磁力，断电时磁力。
3.由线圈和铁芯组成的装置叫（ ）， 它通电时产生（ ）切断电源后（ ）消失。
4.我们可以用（ ）检测电磁铁是否具有南北极。磁铁的两极不可改变，（）的两极则是可以改变的。
二、判断题
5.铁钉电磁铁可以长期接在电池上。( )
6.制作电磁铁时，应注意导线要沿着同一-方向缠绕。( )
7.木棒形状规则，是制作电磁铁铁芯的良好材料。( )
8电磁铁线圈的绕法有顺时针方向和逆时针方向两种。( )
课后反思
亮点：根据本节课的教学目标，主要采取挖掘学生已有知识和经验，并采取模拟实验的方法开展教学，让学生在小组合作的基础上初步感知地球。这种教学方法符合学生的年龄特点，可以很好的调动学生的积极性。同学们在积极主动的参与中，牢固掌握了地理知识，同时也了解了学习地理的方法，较好的完成学习任务。
不足：教材的资料中讲到磁能转化成电能，学生很难理解，为此可以再教材中进行相应的解释，从而促进学生学生读懂教材。
教学建议：可以以小百科的形式介绍地球上的资源，例如：在电路中，电荷和电流以及与之相联系的电场和磁场周期性地变化，同时相应的电场能和磁场能在储能元件中不断转换的现象.例如，在由纯电容和纯电感组成的电路中，电流的大小和方向周期性地变化，电容器极板上的电荷也周期性地变化，相应的电容内储存的电场能和电感内储存的磁场能不断相互转换.由于开始时储存的电场能或磁场能既无损耗又无电源补充能量，电流和电荷的振幅都不会衰减.这种往复的电磁振荡称为自由振荡，相应的振荡频率称为电路的固有频率。