4.5《電磁鐵》教案（新課標(biāo)版）

5.電磁鐵【教材簡析】在前一課學(xué)生已經(jīng)知道了電磁鐵的基本構(gòu)造，電磁鐵具有接通電流產(chǎn)生磁性、斷開電流磁性消失的性質(zhì)。并且部分學(xué)生在用電磁鐵搬運(yùn)大頭針的過程中，也能發(fā)現(xiàn)搬運(yùn)的數(shù)量與電磁鐵的磁性強(qiáng)弱有關(guān)，本課中學(xué)生在觀察電磁起重機(jī)和自制電磁鐵的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，聚焦“電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)”的問題，推測影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素，接著作出自己的假設(shè)，通過提問、假設(shè)、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和分析等一系列過程，經(jīng)歷完整的探究活動，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維和探究實(shí)踐能力。本課有兩個活動：第一，作出假設(shè)。調(diào)用已有經(jīng)驗(yàn)，推測影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的可能因素，并作出假設(shè)；第二，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)假設(shè)。經(jīng)歷檢驗(yàn)電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流大小是否有關(guān)的探究過程，重點(diǎn)思考如何在對比實(shí)驗(yàn)中控制變量?！緦W(xué)情分析】六年級學(xué)生對影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有一定的感性認(rèn)識，比如他們認(rèn)為電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟電壓大小、電流大小、線圈長短、鐵芯粗細(xì)、線圈匝數(shù)、鐵釘大小等有關(guān)，但具體有哪些影響因素，如何影響？需要經(jīng)過科學(xué)探究方能得出結(jié)論。學(xué)生已經(jīng)具備了控制變量的意識，也已具有一定的科學(xué)探究能力，因此教師可以在學(xué)生設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)時適當(dāng)放手，讓學(xué)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(diǎn)。基于教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)本課時學(xué)生的學(xué)習(xí)水平會有差異，因此會預(yù)設(shè)進(jìn)行分層教學(xué)，根據(jù)學(xué)生小組探究的進(jìn)度提供補(bǔ)充材料，發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)觀念：通過探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱因素的實(shí)驗(yàn)，理解電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流大小等有關(guān)，體會結(jié)構(gòu)與功能的一致性?？茖W(xué)思維：運(yùn)用綜合分析歸納的方法，得出電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流大小有關(guān)：匝數(shù)少磁性弱，匝數(shù)多磁性強(qiáng)；電流小磁性弱，電流大磁性強(qiáng)。探究實(shí)踐：在探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱影響因素實(shí)驗(yàn)中，能識別并控制變量，設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)，討論改進(jìn)，并實(shí)施方案。通過經(jīng)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(diǎn)，培養(yǎng)證據(jù)意識。態(tài)度責(zé)任：在探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱因素過程中，能合作改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，養(yǎng)成實(shí)事求是、規(guī)范實(shí)驗(yàn)的科學(xué)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(xué)會傾聽，養(yǎng)成反思的習(xí)慣。體會交流與討論的必要性?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：探索電流大小、線圈匝數(shù)對電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響。難點(diǎn)：設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)，探索電流大小、線圈匝數(shù)對電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響。【教學(xué)準(zhǔn)備】教師：1.教學(xué)課件；2.電磁鐵成品和半成品各一個。學(xué)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(xué)習(xí)記錄單?！窘虒W(xué)過程】一、問題聚焦：激發(fā)興趣、揭示課題（預(yù)設(shè)5分鐘）材料準(zhǔn)備：課件，電磁鐵1.游戲?qū)耄罕纫槐?，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(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)呢？全班交流，提出可研究的科學(xué)問題，從線圈、鐵芯、電流這三個方面進(jìn)行歸納，并預(yù)測具體關(guān)系?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過游戲活動體驗(yàn)，一方面讓學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用已學(xué)知識達(dá)到復(fù)習(xí)鞏固之目的，同時激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；另一方面，讓學(xué)生從真實(shí)的活動數(shù)據(jù)中產(chǎn)生疑問，發(fā)現(xiàn)、聚焦并嘗試提出科學(xué)問題，自然導(dǎo)入本課的研究主題。探究研討（預(yù)設(shè)30分鐘）材料準(zhǔn)備：課件，學(xué)習(xí)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(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流大小的關(guān)系。（1）提出問題：電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)多少有什么關(guān)系？電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小有什么關(guān)系？（2）作出假設(shè)談話：從線圈方面看，電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系，理由是什么。從鐵芯和電流方面看，電磁鐵的磁性強(qiáng)弱又與哪些因素有關(guān)，有怎樣的關(guān)系，理由是什么。過渡：為了驗(yàn)證我們的假設(shè)，我們需要設(shè)計(jì)、動手實(shí)驗(yàn)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(qiáng)弱？（3）制定研究計(jì)劃設(shè)疑：我們怎樣來設(shè)計(jì)這個對比實(shí)驗(yàn)，收集支持假設(shè)的證據(jù)呢？學(xué)生分組討論：制定研究計(jì)劃，完成表1和表3。全班交流研究計(jì)劃：你覺得在這個實(shí)驗(yàn)中要改變的條件是什么？（線圈的匝數(shù)、電流大小）如何改變線圈的匝數(shù)（電流大?。坷@多少匝合適？實(shí)驗(yàn)做幾次？為什么？每次應(yīng)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(shí)驗(yàn)中需要改變的條件，為了實(shí)驗(yàn)的公平，應(yīng)當(dāng)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(jì)劃。（4）實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：觀看微課。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：各小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師巡視指導(dǎo)。2.交流研討匯總各小組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小組代表匯報(bào)分析，其它組質(zhì)疑補(bǔ)充說明。3.歸納結(jié)論：通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)：在其它條件不變的前提下，電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈的匝數(shù)有關(guān)，線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)；線圈匝數(shù)越少，磁性越弱；電流越大，磁性越強(qiáng)；電流越小，磁性越弱?！驹O(shè)計(jì)意圖】以學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)為學(xué)習(xí)起點(diǎn)，從學(xué)生的問題出發(fā)，從根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)猜測到作科學(xué)的假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生作出假設(shè)的能力。電磁鐵能吸鐵孩子們已經(jīng)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(shè)，用什么來判斷電磁鐵的磁性強(qiáng)弱？這個問題一方面培養(yǎng)孩子將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為證據(jù)的能力，另一方面問題以孩子的認(rèn)知為基礎(chǔ)，又具有一定的開放性，培養(yǎng)孩子的發(fā)散性思維。三、總結(jié)延伸、生活運(yùn)用（預(yù)設(shè)5分鐘）1.反思總結(jié)提問：我們今天探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流大小之間的關(guān)系，經(jīng)歷了哪些研究過程？有哪些收獲？2.生活應(yīng)用提問：你知道電磁鐵在生活中，有哪些應(yīng)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(jī)為什么磁性那么強(qiáng)，竟能吸起一輛小汽車呢？（學(xué)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(shè)計(jì)意圖】通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生初步理解科學(xué)探究的一般過程，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究能力。通過應(yīng)用拓展環(huán)節(jié)，聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際，促使學(xué)生遷移運(yùn)用所學(xué)知識，提高學(xué)生基于真實(shí)情境解決真實(shí)問題的能力。四、板書設(shè)計(jì)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(dǎo)線的時候，盡量用比較細(xì)的導(dǎo)線，并且提前下水實(shí)驗(yàn)，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(shí)在繞不下的，也可以繞兩層。2.線圈匝數(shù)、電池?cái)?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(xué)生實(shí)踐過程中，不同小組在線圈匝數(shù)、電池?cái)?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(xué)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(dǎo)線接觸不良等。6.神奇的小電動機(jī)【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(qū)動性問題，即小電動機(jī)里面有什么以及為什么通電后它就會轉(zhuǎn)動。與探究板塊的兩個活動高度呼應(yīng)。一是拆解觀察小電動機(jī)的構(gòu)造。學(xué)生通過拆解小電動機(jī)活動，觀察小電動機(jī)的主要構(gòu)造，知道小電動機(jī)由外殼、轉(zhuǎn)子以及后蓋組成。外殼內(nèi)有兩塊磁鐵，后蓋上有電刷。通過檢測，學(xué)生知道轉(zhuǎn)子實(shí)際上是電磁鐵；二是探索小電動機(jī)的內(nèi)部工作原理。學(xué)生先根據(jù)小電動機(jī)的構(gòu)造推測通了電它為什么會轉(zhuǎn)動，然后在教師指導(dǎo)下用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)推測分析。最后拓展認(rèn)識生活中各種各樣的電動機(jī)。研討部分是對電動機(jī)應(yīng)用的拓展，鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中更多的電動機(jī)的應(yīng)用場景。本課的重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)小電動機(jī)的構(gòu)造推測通電后電磁鐵與磁鐵相互作用使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，進(jìn)而理解小電動機(jī)的工作原理。培養(yǎng)學(xué)生的探究實(shí)踐能力，發(fā)展科學(xué)思維?！緦W(xué)情分析】通過前面幾課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道了電可以產(chǎn)生磁，磁極之間可以相互作用等知識。絕大多數(shù)學(xué)生通過玩玩具體驗(yàn)知道在電動玩具小車、電動牙刷、智能機(jī)器人等物品里面都有小電動機(jī)，小電動機(jī)能夠?yàn)檫@些設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)提供動力。所以，對學(xué)生來說已經(jīng)具備了一定的學(xué)習(xí)本節(jié)課的知識、技能基礎(chǔ)，對電動機(jī)的探究欲望很高。但是，對小電動機(jī)里有什么？為什么通電后它就會轉(zhuǎn)動？尤其是小電動機(jī)的工作原理大部分孩子都不理解，也缺乏拆解電動機(jī)實(shí)際觀察的經(jīng)驗(yàn)，所以探究也有一定的難度?！窘虒W(xué)目標(biāo)】科學(xué)觀念：通過拆解觀察小電動機(jī)的內(nèi)部活動，認(rèn)識小電動機(jī)的主要構(gòu)造，知道轉(zhuǎn)子就是電磁鐵。通過研究小電動機(jī)轉(zhuǎn)動的原因，知道電動機(jī)是利用電產(chǎn)生動力的機(jī)器，感知電能可以轉(zhuǎn)化為動能?？茖W(xué)思維：通過觀察分析的方法，初步建構(gòu)小電動機(jī)的簡易模型。能基于實(shí)驗(yàn)中電動機(jī)轉(zhuǎn)動的不同現(xiàn)象進(jìn)行對比推理。探究實(shí)踐：在拆解并觀察小電動機(jī)活動中，用語言描述小電動機(jī)內(nèi)部各個結(jié)構(gòu)及其作用。設(shè)計(jì)并進(jìn)行小電動機(jī)轉(zhuǎn)動實(shí)驗(yàn)，搜集證據(jù)進(jìn)行分析推理，提出自己的想法，并歸納得出結(jié)論。態(tài)度責(zé)任：發(fā)展學(xué)生探究小電動機(jī)的興趣，體會電動機(jī)在實(shí)際生活中的廣泛運(yùn)用，給生活生產(chǎn)帶來便利?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)探究了解小電動機(jī)的工作原理。難點(diǎn)：運(yùn)用磁鐵的相互作用規(guī)律推理小電動機(jī)轉(zhuǎn)動的原因?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】教師：1.教學(xué)課件；2.帶電動機(jī)的玩具。學(xué)生：1.每組提供小電動機(jī)、導(dǎo)線、電池、開關(guān)、電池盒、大頭針、小瓶子、銅質(zhì)單股粗導(dǎo)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(xué)過程】一、聚焦：小電動機(jī)轉(zhuǎn)動的秘密（預(yù)設(shè)5分鐘）材料準(zhǔn)備：玩具小車，車蓋已拿掉，可見電池和電動機(jī)1.玩一玩：給小電動機(jī)接通電流，玩具車轉(zhuǎn)動起來了。提問：是什么讓玩具車動起來的？2.設(shè)疑：課件畫面聚焦小電動機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生思考：小電動機(jī)里面有什么？為什么通電后它就會轉(zhuǎn)動呢？3.講述：小電動機(jī)里面的秘密等待著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。讓我們一起探秘小電動機(jī)。揭示課題：神奇的小電動機(jī)（板書）?！驹O(shè)計(jì)意圖】電動機(jī)玩具在學(xué)生生活世界中比較常見，學(xué)生對電動機(jī)充滿了探究的興趣。用兩個引導(dǎo)性問題直接將學(xué)生研究的方向聚焦到探究電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。二、探索：觀察小電動機(jī)的結(jié)構(gòu)以及研究小電動機(jī)各部分之間是怎樣相互作用的（預(yù)設(shè)30分鐘)（一)觀察小電動機(jī)的結(jié)構(gòu)（預(yù)設(shè)5分鐘）材料準(zhǔn)備：小電動機(jī)、導(dǎo)線、電池、開關(guān)、電池盒、大頭針1.觀察小電動機(jī)：老師為每組準(zhǔn)備了一個小電動機(jī)，請同學(xué)們觀察它是由哪幾部分組成的？2.小組交流，達(dá)成共識：小電動機(jī)的結(jié)構(gòu)包括外殼、后蓋、轉(zhuǎn)子。提問：轉(zhuǎn)子是不是電磁鐵呢？你能想個辦法驗(yàn)證自己的猜想嗎？3.引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證通電轉(zhuǎn)子是電磁鐵。4.小結(jié)：通電轉(zhuǎn)子就是電磁鐵。【設(shè)計(jì)意圖】通過觀察體驗(yàn)，有利于學(xué)生直觀認(rèn)識小電動機(jī)各部件的結(jié)構(gòu)和名稱，初步建構(gòu)電動機(jī)結(jié)構(gòu)模型。通過驗(yàn)證活動引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，提升學(xué)生學(xué)以致用能力。(二)研究小電動機(jī)各部分之間是怎樣相互作用的（預(yù)設(shè)25分鐘）材料準(zhǔn)備：小電動機(jī)、導(dǎo)線、電池、開關(guān)、電池盒、大頭針、裝沙子的小瓶子、銅質(zhì)單股粗導(dǎo)線做的V字形“電刷”、橡皮筋、鐵絲架、磁鐵1.講述：小電動機(jī)轉(zhuǎn)動是各個部件共同工作的結(jié)果。它們之間是如何相互作用的呢我們通過一個實(shí)驗(yàn)裝置來進(jìn)行研究吧！2.學(xué)生活動：（1）安裝小電動機(jī)。操作指導(dǎo)：出示安裝步驟及注意事項(xiàng)。學(xué)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(dǎo)線架插進(jìn)橡皮筋中固定。把轉(zhuǎn)子的電流換向器放在導(dǎo)線架上，另一端的軸放在鐵絲架上，使轉(zhuǎn)子能夠靈活轉(zhuǎn)動而不被卡住。（2）探究電動機(jī)轉(zhuǎn)動的原因讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來：通過導(dǎo)線架給轉(zhuǎn)子線圈通上電流，用一個磁鐵靠近轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動了嗎？把磁鐵拿開，轉(zhuǎn)子還能轉(zhuǎn)動嗎？改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動狀態(tài)：試一試，用兩個磁鐵會使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)得更快嗎？試一試，怎樣改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向？學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)化的？4.小結(jié)：小電動機(jī)是用電產(chǎn)生磁，利用磁的相互作用推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來的。所以是電能轉(zhuǎn)化成磁能，磁能又轉(zhuǎn)化成動能?！驹O(shè)計(jì)意圖】物體的結(jié)構(gòu)總是和功能相適應(yīng)的，學(xué)生在了解了小電動機(jī)的構(gòu)造之后，自然會思考各部分是如何相互作用共同讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來的。通過操作指導(dǎo)，降低學(xué)生安裝電動機(jī)的操作難度，提高實(shí)驗(yàn)成功率。通過對比實(shí)驗(yàn)探究和兩個試一試問題支架，幫助學(xué)生深入思考，搜集更多的證據(jù)，以利于學(xué)生分析推理發(fā)現(xiàn)電動機(jī)轉(zhuǎn)動的原因及影響電動機(jī)轉(zhuǎn)動快慢、方向變化的因素，完善學(xué)生科學(xué)認(rèn)知，發(fā)展探究實(shí)踐能力和科學(xué)思維。拓展：我們知道在哪些地方用到了電動機(jī)？（預(yù)設(shè)5分鐘）材料準(zhǔn)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(jī)？2.小結(jié)：生活中的許許多多的地方都用到了電動機(jī)。小到遙控賽車、模型飛機(jī)、手機(jī)振動控制中的小電動機(jī)，大到電動自行車、電風(fēng)扇、起重機(jī)中的電動機(jī)。可以說，電動機(jī)的應(yīng)用非常廣泛?！驹O(shè)計(jì)意圖】豐富學(xué)生對電動機(jī)的認(rèn)識，初步體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人類社會帶來的深遠(yuǎn)影響和變化。四、板書設(shè)計(jì)6.神奇的小電動機(jī)6.神奇的小電動機(jī)結(jié)構(gòu)：外殼轉(zhuǎn)子后蓋（內(nèi)有兩塊磁鐵）（有電刷）有磁性工作原理：用電產(chǎn)生磁，利用磁的相互作用推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。通電后【疑難解答】如何讓學(xué)生明白小電動機(jī)的工作原理？要想幫助學(xué)生理解小電動機(jī)的工作原理，一定