《电磁铁磁力一》教学设计

电磁铁的磁力（一）教学设计

张立东

一、教学目标：

1、知识与技能:学生能知道电磁铁的磁力是可以改变的；电磁铁的磁力大小与线圈的圈数有关：圈数少磁力小，圈数多磁力大。　

　  2、过程与方法：学生能经历一个完整的科学研究过程——提出问题、作出假设、设计实验、进行检验、汇报交流、共享成果。　　

3、情感、态度、价值观：让学生体验到科学探究的历程，感悟善于观察、勤于思考的科学态度，能够大胆想象，又有根据地假设；培养学生的合作意识，不断深入研究的探索精神。　

4、科学、技术、社会与环境目标

     初步用“电磁铁磁力大小与线圈圈数的关系”解释生活中现象。

二、教学重点与难点

教学重点：设计并完成对比试验，能控制变量检验线圈圈数对磁力大小影响。　　

教学难点：有根据的假设，设计并完善线圈圈数和电磁铁磁力的关系的实验。　　

三、教具准备

每组准备各缠绕20圈、40圈和60圈的铁钉电磁铁、电池2节、电池盒2个、开关一个，导线一条、大头针、每组2张记录表（由教师设计好），在探究过程中写数据和发现。

四、教学方法：本节课使用合作探究实验的学习方法，在教师的指导下，围绕教学目标，设计几个活动，让学生经历一个完整的科学研究过程: 提出问题、作出假设、设计实验、进行检验、汇报交流、共享成果。通过合作探究实验的方式，发现、分析问题并解决问题，有助于培养学生在合作学习中的责任意识、实践创新、学会学习和科学精神等核心素养。以活动的形式展开教学，综合运用启发式、多媒体演示等教学手段。

五、教学过程：　　

（一）创设情境，提出问题　　

【教学策略】（1）不同数据对比策略：通过电磁铁吸引大头针的数量统计表 中的不同数据引发学生思考“电磁铁的磁力大小与哪些因素有关”

（2） 通过视频情境体验策略：通过观看电磁起重机搬运废铁视频给学生以强烈的震撼，与铁钉电磁铁对比思考。

1．【复习提问】出示制作好的电磁铁：上次科学课，我们已经认识了电磁铁，谁来说说电磁铁是由那几部分构成的？电磁铁的磁性是怎样产生的？（板书：线圈、铁芯、电流）

【出示PPT】引发学生思考：各组铁钉电磁铁吸引的大头针数量不同说明什么？哪些因素又影响电磁铁的磁力？

电磁铁吸引大头针的数量统计表 

想象一下，做成巨型电磁铁有什么用途？

2．【播放视频：电磁起重机搬运废铁】这是一个用在废铁处理厂的电磁起重机，它利用电磁铁的原理制造而成，一次可以吸起数吨重的废铁！看到这里你想知道是什么因素影响了电磁铁的磁力呢？

3、今天，我们就来研究《电磁铁的磁力一》，板书课题。

【设计意图】温故而知新，采用复习提问、不同数据对比引发学生思考“电磁铁的磁力大小与哪些因素有关”，再电磁起重机吸引搬运钢铁视频来吸引学生的注意力，目的是激发他们的学习兴趣和深入思考，导入本课内容，同时为提出假设埋下伏笔。

（二）大胆推测，提出假设　

　【教学策略】教师启发引导，学生讨论交流

1、师：电磁铁的磁力大小与哪些因素有关呢？请同学们也来猜一猜，你认为影响电磁铁磁力大小的因素有哪些呢？说出这样假设的简单理由。（出示课件提醒：先想一想电磁铁的构成，电磁铁的磁性是怎样产生的，然后再来做出我们的假设。）

2、生交流汇报，师板书。(课件出示：线圈数量、电池数量、铁芯粗细、铁芯长短、铁芯形状、导线粗细、导线类型等)

3、师：同学们钟爱的假设可真多，这些假设中，你认为哪些因素比较重要呢？为什么？提出什么假设？

4、学生交流（A：线圈圈数越多，磁力越强 B：电流越大，磁力越强 C：铁芯越长越粗，磁力越强）

【设计意图】：通过提问，让学生回顾电磁铁的组成和性质和电磁起重机视频对比，目的是为学生猜测“电磁铁的磁力和那些因素有关”提供思考方向，培养学生善于观察、对比分析勤于思考的科学态度，能够大胆想象，又有根据地假设。

（三）思考讨论 ，设计方案

【教学策略】“启发式和归纳策略”

为了保证实验的准确，由于分别将三种线圈连入电路，电流会逐渐减小，因此教师启发引导学生采用“三种线圈串联的方法”，

1．确定研究主题：同学们提出了很多假设，因为时间关系，这节课我们先重点研究线圈圈数与电磁铁磁力大小的关系。　　

2．制订研究计划：　　

学生讨论，分组制定研究计划（学生填写表1空格）　　

3．交流研究计划　　

（1）你觉得在这个实验中要改变的条件是什么？（线圈的圈数）　　

（2）怎样改变线圈的圈数？（每次绕不同的圈数，如20圈、40圈、60圈，每次相差的圈数大一些，实验效果就更明显一些。）　　

（3）实验中不改变的条件是什么？（电池节数、铁芯大小、电线的粗细）

(4)如何保证电流不变？操作中注意什么？　

　【设计意图】四年级学过串联电路电流相等，有的学生会想到将铁钉电磁铁串联，可以找三组学生实验串联的结果，看看是否可行，发散思维，体现实践是检验真理的唯一标准。

4．小组修改完善研究计划　

检验电磁铁磁力大小与线圈圈数关系的研究计划（表1）

（四）小组合作，实验探究

　【教学策略】活动体验化和自主探究化。

采用这样的策略目的在于：营造自主、合作、平等的教学氛围，最大限度发挥学生的主动性和创造性，通过设计实验并探究3种不同数量线圈下电磁铁磁力大小，培养学生“科学精神、学会学习、实践创新”等核心素养，并为把获得的知识规律拓展延伸到生活中，解释生活中的实际问题打下基础。

（1）在这个实验中，除了计划中要控制的这些条件之外，老师还想提醒各小组注意以下几点：（出示课件操作流程）：

a、钉尖先碰铁垫圈　　

b、 开始通电（短路4秒，不要长时间接通电磁铁，以免电池耗电太多，影响实验的准确性。）　　

c、搬运铁垫圈（移动）。　　

d、断电放掉铁垫圈。　　

e、数一数搬了几个。（吸过的铁垫圈放在一边，不要再吸。）　　

f、为了实验数据更加科学准确，每个圈数都要进行多次实验，并取平均值。

g、注意分工，做好数据记录.

h、试验后整理好器材.

【温馨提示】

（1）、缠绕铁钉是离钉尖一厘米，不要离的太远。不要长时间接通电磁铁，以免电池耗电太多，影响实验的准确性。

（2）、吸过的大头针放在一边，不要再吸。

学生分组实验。（教师到各组巡视，发现问题，及时纠正）

（五）汇报交流、得出结论

【教学策略】数据分析

1.分组向全班汇报实验的平均数，并填入实验记录表。（PPT出示记录表）。

电磁铁磁力大小与线圈圈数关系实验记录表（2）

2.分析数据，得出结论

（1）从这些数据中你们发现了什么？（PPT出示结论）

电磁铁的磁力大小与线圈圈数有关，圈数少磁力小，圈数多磁力大。

（2）能说明什么问题？

电磁铁的磁力是可以改变的。

【设计意图】学生根据自己的实验结果进行了详细的汇报、得出了正确的结论，让学生经历了一个完整的科学探究过程，即提出问题、做出假设、设计实验、进行验证、汇报交流、共享成果。此设计旨在让学生用科学数据说话，培养学生像科学家一样做实验的科学习惯和严谨、实事求是的科学精神。

（5）拓展延伸　　

【出示幻灯片】电磁起重机、电铃、电话听筒等都用到电磁铁，使学生了解一些含有电磁铁的仪器。

【小结】今天这节课，我们通过“提出问题——作出假设——制订计划——交流计划——实验验证”这样的步骤研究了电磁铁的磁力大小与线圈的圈数之间的关系。刚才我们各小组还提出了其他的假设，这些因素是否也会影响电磁铁的磁力大小呢？下节课我们还将继续研究。

【设计意图】教师小结，承上启下，使学生更明了本课学习内容和结论

【课堂练习】

1.下列说法错误的是  （     ）

A.电磁铁吸引大头针的数量越多，说明磁力越大

B.研究电磁铁的磁力与线圈圈数的关系时，所用的铁芯大小要相同。

C.电磁铁的线圈圈数越多，磁力一定越大。

2.研究电磁铁的磁力大小与线圈多少的关系时，需保持不变的条件是（    ）

A.电池的节数多少、线圈的圈数多少等

B.线圈的圈数多少、铁芯的体积大小等

C.电池的节数多少、铁芯的体积大小等

3．实验记录单分析。

小林和同学一起做了一组科学探究实验，下面是他们小组的实验记录单。

（1）这小组探究的问题是：                                   

（2）做这组实验要改变的条件是：                             

（3）做这组实验不能改变的条件是：                           

（4）请将记录单中有问题的数据“圈”出来。

（5）实验中如果发现数据有问题，比较科学的做法是（       ）。

A．直接修改数据    B．分析原因，重新实验获得新数据  

     C．向同学抄数据

（6）我们上课做这个实验时得出的结论是：                         

板书设计：  

  3. 电磁铁的磁力（一）

电磁铁：线圈   铁芯   电流

结论：线圈圈数多，磁力大；　线圈圈数少，磁力小