4.5《電磁鐵》教案（新課標版）

5.電磁鐵【教材簡析】在前一課學生已經知道了電磁鐵的基本構造，電磁鐵具有接通電流產生磁性、斷開電流磁性消失的性質。并且部分學生在用電磁鐵搬運大頭針的過程中，也能發(fā)現(xiàn)搬運的數(shù)量與電磁鐵的磁性強弱有關，本課中學生在觀察電磁起重機和自制電磁鐵的經驗基礎上，聚焦“電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關”的問題，推測影響電磁鐵磁性強弱的因素，接著作出自己的假設，通過提問、假設、設計、驗證和分析等一系列過程，經歷完整的探究活動，發(fā)展學生科學思維和探究實踐能力。本課有兩個活動：第一，作出假設。調用已有經驗，推測影響電磁鐵磁性強弱的可能因素，并作出假設；第二，設計實驗，檢驗假設。經歷檢驗電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數(shù)、電流大小是否有關的探究過程，重點思考如何在對比實驗中控制變量?！緦W情分析】六年級學生對影響電磁鐵磁性強弱的因素有一定的感性認識，比如他們認為電磁鐵磁性強弱跟電壓大小、電流大小、線圈長短、鐵芯粗細、線圈匝數(shù)、鐵釘大小等有關，但具體有哪些影響因素，如何影響？需要經過科學探究方能得出結論。學生已經具備了控制變量的意識，也已具有一定的科學探究能力，因此教師可以在學生設計和實施實驗時適當放手，讓學生自己去探究，并且用自己探究獲得的數(shù)據(jù)來支持自己觀點?；诮虒W實踐經驗，在學習本課時學生的學習水平會有差異，因此會預設進行分層教學，根據(jù)學生小組探究的進度提供補充材料，發(fā)展學生的自主學習能力?！窘虒W目標】科學觀念：通過探究影響電磁鐵磁性強弱因素的實驗，理解電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)、電流大小等有關，體會結構與功能的一致性?？茖W思維：運用綜合分析歸納的方法，得出電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數(shù)、電流大小有關：匝數(shù)少磁性弱，匝數(shù)多磁性強；電流小磁性弱，電流大磁性強。探究實踐：在探究電磁鐵磁性強弱影響因素實驗中，能識別并控制變量，設計對比實驗，討論改進，并實施方案。通過經歷完整的探究過程，能夠用探究過程中的數(shù)據(jù)作為證據(jù)支持自己的觀點，培養(yǎng)證據(jù)意識。態(tài)度責任：在探究影響電磁鐵磁性強弱因素過程中，能合作改進實驗方案，進行實驗，養(yǎng)成實事求是、規(guī)范實驗的科學態(tài)度；在研討交流過程中，能基于證據(jù)發(fā)表自己的見解，學會傾聽，養(yǎng)成反思的習慣。體會交流與討論的必要性?！窘虒W重難點】重點：探索電流大小、線圈匝數(shù)對電磁鐵磁性強弱的影響。難點：設計對比實驗，探索電流大小、線圈匝數(shù)對電磁鐵磁性強弱的影響?！窘虒W準備】教師：1.教學課件；2.電磁鐵成品和半成品各一個。學生：1.三節(jié)干電池、三個電池盒、三根兩端裸露的漆包線、三枚退火的8cm鐵釘、1盒大頭針、塑料盤等，2.學習記錄單?！窘虒W過程】一、問題聚焦：激發(fā)興趣、揭示課題（預設5分鐘）材料準備：課件，電磁鐵1.游戲導入：比一比，誰能最快制作一個能吸引大頭針的電磁鐵。說一說，對比分析吸引大頭針的枚數(shù)，有什么發(fā)現(xiàn)？不同的電磁鐵，吸起大頭針的數(shù)量不一樣，是什么因素引起的？引出本課探究的核心問題，電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關呢？全班交流，提出可研究的科學問題，從線圈、鐵芯、電流這三個方面進行歸納，并預測具體關系?！驹O計意圖】通過游戲活動體驗，一方面讓學生學習運用已學知識達到復習鞏固之目的，同時激發(fā)學生學習興趣；另一方面，讓學生從真實的活動數(shù)據(jù)中產生疑問，發(fā)現(xiàn)、聚焦并嘗試提出科學問題，自然導入本課的研究主題。探究研討（預設30分鐘）材料準備：課件，學習記錄單，三節(jié)干電池、三個電池盒、三根兩端裸露的漆包線、三枚退火的8cm鐵釘、1盒大頭針、塑料盤等。1.合作探究：探究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)、電流大小的關系。（1）提出問題：電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)多少有什么關系？電磁鐵磁性強弱與電流大小有什么關系？（2）作出假設談話：從線圈方面看，電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關，有什么關系，理由是什么。從鐵芯和電流方面看，電磁鐵的磁性強弱又與哪些因素有關，有怎樣的關系，理由是什么。過渡：為了驗證我們的假設，我們需要設計、動手實驗來收集證據(jù)。我們收集什么證據(jù)呢？也就是說用什么來判斷電磁鐵的磁性強弱？（3）制定研究計劃設疑：我們怎樣來設計這個對比實驗，收集支持假設的證據(jù)呢？學生分組討論：制定研究計劃，完成表1和表3。全班交流研究計劃：你覺得在這個實驗中要改變的條件是什么？（線圈的匝數(shù)、電流大?。┤绾胃淖兙€圈的匝數(shù)（電流大?。?？繞多少匝合適？實驗做幾次？為什么？每次應該相差多少匝呢？（一般要相差20匝及以上，效果才比較明顯）討論：剛才我們討論了實驗中需要改變的條件，為了實驗的公平，應當控制不變的條件有哪些？如何控制這些條件不變呢？小組修改完善研究計劃。（4）實驗探究實驗指導：觀看微課。學生分組實驗：各小組根據(jù)實驗計劃進行實驗探究，并記錄實驗結果，教師巡視指導。2.交流研討匯總各小組實驗數(shù)據(jù)，小組代表匯報分析，其它組質疑補充說明。3.歸納結論：通過實驗我們發(fā)現(xiàn)：在其它條件不變的前提下，電磁鐵的磁性強弱與線圈的匝數(shù)有關，線圈匝數(shù)越多，磁性越強；線圈匝數(shù)越少，磁性越弱；電流越大，磁性越強；電流越小，磁性越弱?！驹O計意圖】以學生的認知基礎為學習起點，從學生的問題出發(fā)，從根據(jù)已有經驗猜測到作科學的假設，培養(yǎng)學生作出假設的能力。電磁鐵能吸鐵孩子們已經很熟悉，但是一部分孩子還不能把它作為證據(jù)支持自己的假設，用什么來判斷電磁鐵的磁性強弱？這個問題一方面培養(yǎng)孩子將實驗數(shù)據(jù)轉化為證據(jù)的能力，另一方面問題以孩子的認知為基礎，又具有一定的開放性，培養(yǎng)孩子的發(fā)散性思維。三、總結延伸、生活運用（預設5分鐘）1.反思總結提問：我們今天探究電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數(shù)、電流大小之間的關系，經歷了哪些研究過程？有哪些收獲？2.生活應用提問：你知道電磁鐵在生活中，有哪些應用嗎？請舉例并解釋。3.拓展出示ppt圖片：你覺得這個電磁起重機為什么磁性那么強，竟能吸起一輛小汽車呢？（學生發(fā)言）課后可以去查查資料，看看你的解釋是否有道理?！驹O計意圖】通過反思總結，幫助學生初步理解科學探究的一般過程，發(fā)展學生科學探究能力。通過應用拓展環(huán)節(jié)，聯(lián)系學生生活實際，促使學生遷移運用所學知識，提高學生基于真實情境解決真實問題的能力。四、板書設計55.電磁鐵【疑難解答】1.鐵釘不夠長，線圈匝數(shù)多了后，繞不下，怎么辦？教師在選用導線的時候，盡量用比較細的導線，并且提前下水實驗，盡可能在鐵釘上能繞上100匝，也可以用漆包線，受材料限制實在繞不下的，也可以繞兩層。2.線圈匝數(shù)、電池數(shù)量等很多條件都相同的電磁鐵，吸引的大頭針數(shù)量為什么不同？在學生實踐過程中，不同小組在線圈匝數(shù)、電池數(shù)量等很多條件都相同的情況下，還會出現(xiàn)吸引的大頭針數(shù)量不同的現(xiàn)象，此時教師可以鼓勵學生分析影響電磁鐵磁性大小更多的原因，例如電池電量，操作方法，電磁鐵導線接觸不良等。6.神奇的小電動機【教材簡析】本課是六年級上冊《能量》單元的第6課。聚焦板塊引出了本課的兩個驅動性問題，即小電動機里面有什么以及為什么通電后它就會轉動。與探究板塊的兩個活動高度呼應。一是拆解觀察小電動機的構造。學生通過拆解小電動機活動，觀察小電動機的主要構造，知道小電動機由外殼、轉子以及后蓋組成。外殼內有兩塊磁鐵，后蓋上有電刷。通過檢測，學生知道轉子實際上是電磁鐵；二是探索小電動機的內部工作原理。學生先根據(jù)小電動機的構造推測通了電它為什么會轉動，然后在教師指導下用實驗檢驗推測分析。最后拓展認識生活中各種各樣的電動機。研討部分是對電動機應用的拓展，鼓勵學生發(fā)現(xiàn)生活中更多的電動機的應用場景。本課的重點是引導學生根據(jù)小電動機的構造推測通電后電磁鐵與磁鐵相互作用使轉子轉動起來，進而理解小電動機的工作原理。培養(yǎng)學生的探究實踐能力，發(fā)展科學思維?！緦W情分析】通過前面幾課的學習，學生已經知道了電可以產生磁，磁極之間可以相互作用等知識。絕大多數(shù)學生通過玩玩具體驗知道在電動玩具小車、電動牙刷、智能機器人等物品里面都有小電動機，小電動機能夠為這些設備的運轉提供動力。所以，對學生來說已經具備了一定的學習本節(jié)課的知識、技能基礎，對電動機的探究欲望很高。但是，對小電動機里有什么？為什么通電后它就會轉動？尤其是小電動機的工作原理大部分孩子都不理解，也缺乏拆解電動機實際觀察的經驗，所以探究也有一定的難度?！窘虒W目標】科學觀念：通過拆解觀察小電動機的內部活動，認識小電動機的主要構造，知道轉子就是電磁鐵。通過研究小電動機轉動的原因，知道電動機是利用電產生動力的機器，感知電能可以轉化為動能?？茖W思維：通過觀察分析的方法，初步建構小電動機的簡易模型。能基于實驗中電動機轉動的不同現(xiàn)象進行對比推理。探究實踐：在拆解并觀察小電動機活動中，用語言描述小電動機內部各個結構及其作用。設計并進行小電動機轉動實驗，搜集證據(jù)進行分析推理，提出自己的想法，并歸納得出結論。態(tài)度責任：發(fā)展學生探究小電動機的興趣，體會電動機在實際生活中的廣泛運用，給生活生產帶來便利?！窘虒W重難點】重點：通過實驗探究了解小電動機的工作原理。難點：運用磁鐵的相互作用規(guī)律推理小電動機轉動的原因?！窘虒W準備】教師：1.教學課件；2.帶電動機的玩具。學生：1.每組提供小電動機、導線、電池、開關、電池盒、大頭針、小瓶子、銅質單股粗導線做的V字形“電刷”、橡皮筋、鐵絲架、磁鐵；2.觀察記錄單?！窘虒W過程】一、聚焦：小電動機轉動的秘密（預設5分鐘）材料準備：玩具小車，車蓋已拿掉，可見電池和電動機1.玩一玩：給小電動機接通電流，玩具車轉動起來了。提問：是什么讓玩具車動起來的？2.設疑：課件畫面聚焦小電動機，引導學生思考：小電動機里面有什么？為什么通電后它就會轉動呢？3.講述：小電動機里面的秘密等待著我們去發(fā)現(xiàn)。讓我們一起探秘小電動機。揭示課題：神奇的小電動機（板書）?！驹O計意圖】電動機玩具在學生生活世界中比較常見，學生對電動機充滿了探究的興趣。用兩個引導性問題直接將學生研究的方向聚焦到探究電動機的結構和工作原理。二、探索：觀察小電動機的結構以及研究小電動機各部分之間是怎樣相互作用的（預設30分鐘)（一)觀察小電動機的結構（預設5分鐘）材料準備：小電動機、導線、電池、開關、電池盒、大頭針1.觀察小電動機：老師為每組準備了一個小電動機，請同學們觀察它是由哪幾部分組成的？2.小組交流，達成共識：小電動機的結構包括外殼、后蓋、轉子。提問：轉子是不是電磁鐵呢？你能想個辦法驗證自己的猜想嗎？3.引導學生實驗：驗證通電轉子是電磁鐵。4.小結：通電轉子就是電磁鐵?！驹O計意圖】通過觀察體驗，有利于學生直觀認識小電動機各部件的結構和名稱，初步建構電動機結構模型。通過驗證活動引導學生運用所學知識解決實際問題，提升學生學以致用能力。(二)研究小電動機各部分之間是怎樣相互作用的（預設25分鐘）材料準備：小電動機、導線、電池、開關、電池盒、大頭針、裝沙子的小瓶子、銅質單股粗導線做的V字形“電刷”、橡皮筋、鐵絲架、磁鐵1.講述：小電動機轉動是各個部件共同工作的結果。它們之間是如何相互作用的呢我們通過一個實驗裝置來進行研究吧！2.學生活動：（1）安裝小電動機。操作指導：出示安裝步驟及注意事項。學生閱讀步驟提出疑問。安裝操作：在小瓶子上套兩根橡皮筋。把鐵絲架和導線架插進橡皮筋中固定。把轉子的電流換向器放在導線架上，另一端的軸放在鐵絲架上，使轉子能夠靈活轉動而不被卡住。（2）探究電動機轉動的原因讓轉子轉動起來：通過導線架給轉子線圈通上電流，用一個磁鐵靠近轉子，轉子轉動了嗎？把磁鐵拿開，轉子還能轉動嗎？改變轉子的轉動狀態(tài)：試一試，用兩個磁鐵會使轉子轉得更快嗎？試一試，怎樣改變轉子的轉動方向？學生完成實驗記錄單。3研討交流：這幾個部分是怎樣相互作用的？在這過程中，能量是如何轉化的？4.小結：小電動機是用電產生磁，利用磁的相互作用推動轉子轉動起來的。所以是電能轉化成磁能，磁能又轉化成動能?！驹O計意圖】物體的結構總是和功能相適應的，學生在了解了小電動機的構造之后，自然會思考各部分是如何相互作用共同讓轉子轉起來的。通過操作指導，降低學生安裝電動機的操作難度，提高實驗成功率。通過對比實驗探究和兩個試一試問題支架，幫助學生深入思考，搜集更多的證據(jù)，以利于學生分析推理發(fā)現(xiàn)電動機轉動的原因及影響電動機轉動快慢、方向變化的因素，完善學生科學認知，發(fā)展探究實踐能力和科學思維。拓展：我們知道在哪些地方用到了電動機？（預設5分鐘）材料準備：圖片1.出示圖片：提問：我們知道在哪些地方用到了電動機？2.小結：生活中的許許多多的地方都用到了電動機。小到遙控賽車、模型飛機、手機振動控制中的小電動機，大到電動自行車、電風扇、起重機中的電動機?？梢哉f，電動機的應用非常廣泛?！驹O計意圖】豐富學生對電動機的認識，初步體驗科學技術的發(fā)展給人類社會帶來的深遠影響和變化。四、板書設計6.神奇的小電動機6.神奇的小電動機結構：外殼轉子后蓋（內有兩塊磁鐵）（有電刷）有磁性工作原理：用電產生磁，利用磁的相互作用推動轉子轉動。通電后【疑難解答】如何讓學生明白小電動機的工作原理？要想幫助學生理解小電動機的工作原理，一定