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小学科学磁铁

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[导读]磁 铁 一、单元概述 磁铁是学生生活中常见的物体,很多学生都见过、玩过磁铁,对磁铁有一定了解,他们对继续研究磁铁有很强的兴趣,这是进行本单元探究学习的良好基础和有利条件。 本单元将从学生交流知道的磁铁知识开始,安排一系列的探究活动,引领学生研究磁铁的性质,...
            磁  铁
一、单元概述
  磁铁是学生生活中常见的物体,很多学生都见过、玩过磁铁,对磁铁有一定了解,他们对继续研究磁铁有很强的兴趣,这是进行本单元探究学习的良好基础和有利条件。
  本单元将从学生交流知道的磁铁知识开始,安排一系列的探究活动,引领学生研究磁铁的性质,了解人们对磁铁的应用。
单元内容可以分为三部分。
第一部分,第1课"我们知道的磁铁"。引导学生交流、整理已经知道的关于磁铁的知识,激发学生研究磁铁的兴趣。
第二部分(第2课一6课),实验研究磁铁的性质,了解人们对磁铁的应用。
第2课"磁铁有磁性"。认识磁铁具有磁性,知道磁铁隔着一些物体也能吸铁。
第3课"磁铁的两极"。实验观察磁铁有两个磁力最强的部分,建立磁极的概念。实验观察两个磁极相互靠近出现的吸引、排斥现象,激发探究的愿望和积极的思考。
第4课"磁极的相互作用"。认识磁铁的指向性和磁铁的南极、北极。观察分析磁极与磁极的相互作用,认识磁铁的异极相互吸引,同极相互排斥的规律。
第5课"磁力大小会变化吗"。探究两个或多个磁铁吸引在一起,磁力大小是否会发生改变。经历探究磁力变化的过程,提高实验操作技能和探究能力。
第6课"指南针"。了解我国古代在指南针的研究和应用上所做的贡献,学习用指南针确定方向。
第三部分,第7课"做一个指南针"。学习用摩擦的方法制作磁针,有一定创造性地制作指南针。加深和扩展对磁现象的认识。
本单元教学要注意引导学生认识磁铁的用途与它的性质是密切联系的,磁极间的作用是相互的。
本单元教学要引导学生通过了解我国古代指南针的发明和应用,受到生动的爱国主义教育,感受到科技进步对人类社会的影响。
  本单元活动以简单实验为主,教学时要重视基本实验操作技能和实证意识的培养。
  二、单元教学目标
      科学概念
      .磁铁能吸引铁制的物体,这种性质叫磁性。
      .磁铁隔着一些物体也能吸铁。
      .磁铁上磁力最强的部分叫磁极,磁铁有两个磁极。
      .磁铁能指南北方向。指南的磁极叫南极,用"S"表示;指北的磁极叫北极,用y"表示。
      .磁铁的同极相互排斥,异极相互吸引。两个磁极的作用是相互的。
      .两个或多个磁铁吸在一起,磁力大小会发生改变。
      .指南针是利用磁铁能指南北的性质,制成的指示方向的仪器。
      .钢针经过磁铁摩擦可以变成磁铁。
      .磁铁的用途和它的性质是相联系的。
      过程与方法
      .在讨论和交流中,表达和倾听、贡献和分享想法。
      .用简单材料和方法做探究磁铁性质的实验。
      .用记录表记录磁铁实验。用实验获得的证据,进行思维加工,得出结论。
      .想办法解决简单问题:辨认物体是不是铁材料制作的,辨别磁铁的南北极,解决实验中和做指南针过程中出现的问题。
  使用指南针确定方向。
  用磁铁摩擦钢针的方法制作磁针,合作设计制作指南针。
  情感态度价值观
  .培养乐于表达和交流的态度。
  .体验认真实验、收集证据,根据证据寻求结论的科学过程和科学态度。
  .体会在探究学习中合作的必要性和重要性。
  .在了解我国古代指南针的发明和应用中,增强热爱祖国的情感。
  .培养发展动手制作的兴趣,激发创造精神。
  三、分课时教学建议
  第1课  我们知道的磁铁
  (一)背景和目标
      三年级的学生几乎都见过磁铁,多数学生都饶有兴趣地玩过磁铁,他们对磁铁能吸住一些物体,两个磁铁有时会吸在一起,有时会相互推开,感到非常奇怪。在玩的过程中,对磁现象有了一定的认识,也产生了一些疑惑。他们愿意表述自己的经历和体验,有进一步深人研究磁铁的愿望。
      这一课是本单元的起始课,让学生们充分地讲述并交流自己知道的有关磁铁的事情,在交流中对已经知道的知识进行一定的梳理,最后提出想知道的问题。学生通过本课可以学习表达和交流,倾听和思考,整理和共享大家知道的关于磁铁的知识,激发进一步研究磁铁的兴趣。教师通过本课可以了解到学生对于磁铁已经知道了什么,还不知道什么,对磁铁的理解哪些是对的,哪些是错的,学生们关注什么,没有注意到什么......这些,对结合学生实际组织好本单元的探究活动是十分必要的。如果与单元后的评价、测试相比较,学生会清晰地看到自己在本单元学习中的收获和进步。
      本课有两个活动。第一个活动是学生交流自己知道的关于磁铁的事情。先小组内交流,在此基础上进行全班交流。第二个活动是引导学生从三方面整理自己知道的有关磁铁的知识。对于第三个方面,磁铁有哪些特殊的性质,一般不会有完全一致的看法,存在分歧能激发学生深人探究的愿望。
      本课第一个活动是第二个活动的前提和基础,第二个活动是第一个活动的发展和深化,最后引发出认识上的不确定、疑惑或矛盾,以便后续探究活动的开展。
  科学概念
  .磁铁有各种各样的形状。
  .磁铁具有一些特殊的性质,被广泛地应用在许多方面。
  过程与方法
  .描述和交流自己知道的有关磁铁的知识。
  .观察磁铁形状,根据形状给磁铁取名。
  情感态度价值观
  .通过了解磁铁的用途,体会科学技术给人们带来的好处。
  .乐于表达和交流。
  .激发探究兴趣。
  (二)教学准备
      教师准备:提供观察用的条形、蹄形、环形磁铁,以及大小、形状不同的其他磁铁。准备一些生活中不同用途的磁铁,如:带磁铁吸的文具盒或包,磁性黑板用的小磁铁,房门、柜子的磁铁吸,儿童玩具橡胶磁铁画片,外磁式扬声器(环形磁铁外露,显示磁性),能拆开看到磁铁的废旧动圈式话筒、玩具小电动机外壳等。
      为学生小组准备:一些用到磁铁的物品,如:磁性黑板压纸用的小磁铁,柜门磁铁吸,橡胶磁铁画片,玩具小电动机外壳(内有磁铁)等。
  (三)教科书说明
      本课从很多物体使用了磁铁引人话题,这是学生所熟悉的事实。然后提出问题"我们知道磁铁的哪些事情?是怎么知道的?"进人本课内容的研讨。
      第一部分:对于磁铁,我们知道什么
      这部分活动分两个阶段。前一个阶段是在小组内交流讨论,希望学生把自己是怎样玩磁铁的,自己知道的磁铁知识讲给小组的同伴们听,最终能完成"画出或写出我们小组对磁铁的了解"的任务,并且准备好有条理的发言。教科书为学生提供了画和写的空白,以促使每个学生都参与思考与表达。后一个阶段是全班交流,各小组介绍本组同学对磁铁的了解。
      这部分给予了学生充分表达和交流的时间与空间。至此,全班学生对于磁铁知道什么,不知道什么基本都呈现出来了。学生们讲出来的对磁铁的了解一般来说是零碎的、杂乱的,甚至是矛盾的,这就需要整理了。
      第二部分:整理我们知道的磁铁知识
      本部分用"我们知道"的用语从三个方面提示了整理的内容。
      1.我们知道磁铁有各种各样的形状。
      教科书插图例举了条形磁铁、蹄形磁铁、方块形磁铁、圆饼形磁铁和槽形磁铁。生活中还有环形磁铁、圆柱形磁铁、各种特殊形状的磁铁,教学中要让学生再观察一些形状、大小不同的磁铁。磁铁的名字一般都是根据它们的形状而取的,并没有严格的规定。这里让学生给观察的磁铁取名,就是让他们体会到根据形状取名的方法。为什么磁铁要做成许多的形状?因为磁铁的用途不同,人们就把磁铁做成各种各样的形状了。
      2.我们知道很多地方用到了磁铁。
      磁铁在学生生活中是比较常见的,如:磁铁文具盒,门、柜、包的磁吸,在铁皮黑板(或白板)上压图片的小磁贴,打靶玩具中的磁铁飞镖。本页插图列举了学生比较熟悉的物品,如白板上用的小磁贴,磁铁文具盒和磁铁门吸等。本单元资料库"找找哪里有磁铁"还介绍了更多的用到磁铁的物品。
      让学生说说哪些地方发现过磁铁,它们有什么作用,是希望他们感受到很多地方都用了磁铁,磁铁是很有用的物体。
      3.我们知道磁铁有一些特殊的性质。
      学生在汇报交流中,已经用"能吸铁""能吸金属""会粘在铁片上""有时会推开另一个磁铁""可以做指南针"等来描述磁铁特殊的性质。在本单元学习中有机会让他们自己去"修正"不正确、不全面的表述,整理归纳磁铁的基本性质。这里只需要让学生说说怎么知道磁铁这些性质的,用自己的话写下这些性质。当学习完本单元再返回来看这个记录时,学生们会惊喜地发现他们在科学概念上有很大进步了。
  (四)教学建议
      1.准备好本单元实验用磁铁。
      本单元教学需要磁铁的数量和样式较多,如果学校磁铁数量和样式不多,教师可以动员学生寻找一些磁铁。学生带来的磁铁往往是生活用品上的,这些磁铁磁力强、形状多、磁极无标记,对教学很有帮助。
      教师也要留心搜集一些磁铁,去哪里寻找磁铁?拆报废扬声器,柜门房门上的磁吸,磁性擦玻器,小电动机等。买一些白板用的小磁贴、柜子磁吸拆用里面的磁铁也是办法之一。
      本课就要观察磁铁有各种各样的形状,了解磁铁被使用在很多的地方,要根据需要选用磁铁。
      2.激趣引人本课。
      本课是单元起始课,激发学生兴趣十分重要。教师可以先用磁铁做一些有趣的演示,再利用单元首页上的一些问题,作谈话引人,引人到小组讨论中。下面用磁铁作演示的方法可供参考选用。
      空中悬针:在大号钢针上穿上线,线头用胶带贴在桌上。把磁铁用纸包上,用磁铁去接近钢针把它吸引起来悬在空中,并且左右摆动。问:这是怎么一回事?
      把钢针换成回形针也可以。在回形针上夹一个美丽的纸蝴蝶就可以演示"蝴蝶飞舞"了。
      奇怪的纸盒子:出示一个纸盒子,其实里面藏着磁铁,演示盒子可以吸住一些铁的物品。问:盒子里面有什么?你怎么知道的?
      遥控小车:把一块磁铁用纸包上放在塑料小车上,把一根条形磁铁包装成指挥棒状,手拿"指挥棒"靠近小车,吸引或排斥着小车前进和倒退。问:小车怎么会听我的指挥?
      悬空的圆环:一个纸盒子上面立着一根小木棍,木棍插进纸盒子里面的部分套着一个环形磁铁。问:老师在小木棍上放上一个圆环(环形磁铁),放手后,圆环会怎样?老师放手后,圆环没有落下去却悬浮在空中了。
      3.了解学生初始想法。
      学生建构新的知识是在原有知识和经验基础上进行的,我们进行教学要清楚地了解学生已有的知识和经验,所以,组织好本课的小组讨论和全班交流对后续的教学是很重要的。
      在小组讨论阶段,要留给学生足够的时间,以便每一个学生都积极地参与讨论。    要提出要求。要求每位同学都仔细倾听其他同学的发言,不要轻易否定同学的观点,要特别注意哪些是自己不知道的。这是一项基本能力,要进行较长期的训练。
      要提出"怎样画出或写出我们小组对磁铁的了解"和"想想怎样讲给全班同学听"的提示,促使学生更好地思考怎样表达自己的思想。
      在全班汇报阶段,老师要以提示性提问的方式引导学生清楚地表达自己想说的内容。
      每个学生原来知道的并不一样,甚至有不同的看法,这最能激发他们进一步探究的欲望。要让学生自由发表意见,教师不要急着指导,更不要给出正确答案,要"兼收并蓄"。学生中有不同的意见,让他们自己去争论,教师不用表态。比如,有的学生认为磁铁只能吸铁,有的认为磁铁能吸金属,有的只是说能吸哪些具体的物品,老师都不否定,只说这些都可以用实验方法来研究。
      教师可以把学生的汇报用网状图的形式记录在黑板上。以磁铁为主题中心,逐步记录学生汇报的与磁铁有关的内容。最后的网状图能清楚地表现学生知道的磁铁相关的知识和知识关系的连接,包括磁铁的性质、用途、描述、分类及关系等。利用这个网状图进行下面"整理我们知道的磁铁知识"也是很方便的。
      4.怎样"整理我们知道的磁铁知识"。
      进行这部分教学,不但是整理学生汇报出的知识,其实也在补充"磁铁的形状""哪些地方用到了磁铁"的内容,因为后面的学习不再涉及这方面的内容。
      关于磁铁的形状,在出示不同形状的磁铁后请他们给这些磁铁取个名,凡取的名有道理的都给予肯定,如"门形磁铁""棒形磁铁""圆圈形磁铁"等。然后再统一到通用的称呼上来:蹄形磁铁、条形磁铁、环形磁铁等。
      对于哪些地方用到磁铁,在学生汇报的基础上教师要再补充一些例子。有些物体中使用的磁铁比较隐蔽,如话筒、扬声器、冰箱封条里都有磁铁,学生可能不会提到,可以让学生阅读单元资料"找找哪里有磁铁",扩展学生对磁铁的了解。最好能找到外磁式扬声器和打开的可以看见内部磁铁的耳机给学生观察。
      对学生汇报的磁铁的特殊性质,则不须进行补充,更不要去"科学化""规范化"。应当保留学生原话,包括不同的甚至相反的说法,学生的这些初始想法,在以后的学习中才真正会得到提升。    第2课  磁铁有磁性
  (一)背景和目标
      磁铁最显著的特点是能吸引铁制的物体,即磁铁有磁性。学生认识磁铁几乎都是从看到磁铁吸铁现象开始的。在他们对磁铁特殊性质的自发认识中,印象最深的也是磁铁能吸铁。但是有相当一部分学生对磁铁能吸引什么,不能吸引什么认识上是模糊的,有的学生可能认为磁铁能吸引所有的金属。本课将引导学生通过实验强化正确认识,修正错误看法。
      磁铁对铁制物体的吸引力,是一种不需要接触物体就能起作用的力,用非铁质的物体也阻隔不了这种作用。本课还引导学生认识磁铁隔着一些物体也能吸铁,让他们清楚地感受到磁铁吸弓}力的这种特点,加深对磁铁磁性的认识。
      本课有两个活动。第一个活动是引导学生认识磁铁能吸引什么物体。首先,学生通过对有结构的、数量较多的材料的检测,明确认识到磁铁能够吸铁,而且只能吸铁的性质,从而初步建立"磁性"的概念。进而,让学生用磁铁去辨别一些物体,分辨出哪些是用铁材料制作的,哪些不是用铁材料制作的。这是从探究和应用两个方面帮助学生建立和加深磁性的科学概念。
      第二个活动是研究磁铁能不能隔着物体吸铁,活动只安排学生研究隔着非铁质材料的物体。这是因为铁材料具有导磁性,可以改变磁场的大小和方向,由于铁材料的厚薄和形状不同,有时表现为把磁力"传递"到原来达不到的地方,有时表现为把磁力"阻挡"住了(磁屏蔽),这对三年级学生来说是不容易理解的,所以活动只对非铁质物体进行研究。
      这个探究活动指向的科学概念最明显的是"磁铁隔着一些物体也能吸铁",其实也指向了磁力不需要接触物体就能起作用,磁力大小与距离有关系等。
      通过以上两个活动,相信学生对磁铁有磁性会有更深人的认识。
  科学概念
  .磁铁能吸引铁制的物体,这种性质叫磁性。
  .磁铁隔着一些物体也能吸铁。
  过程与方法
  .用实验方法研究磁铁能吸引什么,不能吸引什么。
  .用磁铁识别物体是不是铁材料制作的。
  .根据材料设计实验,研究磁铁隔着水能不能吸铁。
  情感态度价值观
  .认同认真实验,获取证据,用证据来检验推测的重要性。
  (二)教学准备
      为小组准备:
      1.磁铁和被测试物品:铜钥匙、铁钥匙、回形针、铁钉、铝片、铜导线、纸夹、玻璃珠、木片或木块、纸片、弹簧、布条等物品(材料的种类多一些,铁材料制品要有多种,要有铜、铝等非铁的金属物品,学生的学习用品,如:橡皮擦、铅笔、塑料尺等也可用作测试材料)。
      2.纸、布条、塑料片、铝片、木片、橡胶皮(气球皮)等;杯子和水。
      3.铁盒(如罐头盒)、铝盒(如易拉罐)、茶叶筒(底和盖是铁制的,筒身是纸制的)、圆珠笔。
      4.几种不同材质的硬币,如一元的钢币,5角的铜币和钢芯镀黄铜币,1角的铝币和钢币,分值铝币。
  (三)教科书说明
      "我们认为磁铁能吸引什么物体,不能吸引什么物体?怎样检验我们的观点?"课文开始的这两个问题架起了由第一课过渡到本课的桥梁。前一个问题的答案可直接取自上节课学生的记录,后一个问题是强化学生观点和看法,要通过做实验获取证据来检验的认识。
      第一部分:磁铁能吸引什么物体
      这部分首先让学生用实验的方法检验磁铁能吸引什么材料制成的物体,也就是磁铁能吸铁,然后再反过来用磁铁能吸铁而不能吸其他材料的性质,来判别物体是不是铁材料制作的。前一个活动选取的材料应当是学生都认识的,第二个活动选取的材料是学生不易一下子看出来的,如铜和钢两种五角硬币。
      做磁铁能吸引哪些物体的实验时,教科书要求学生先预测再做检测,但是设计的记录表没有让学生记录对每一个物体的预测,而是在检测后把被测试物体按"能被磁铁吸引的物体"和"不能被磁铁吸引的物体"分类填写,这样更便于学生找出两类物体在材料上的各自特点,同时使记录表简明一些。能被磁铁吸引的物体的共同特点是铁材料制成的,而不能被磁铁吸引的物体的共同特点是:不是铁材料制成的。由此推知,磁铁可以吸引铁材料做成的物体,简单地表述是磁铁能吸铁。为什么用"推知"?因为我们用的方法是简单枚举,没有遇到反例的归纳方法,这种方法不能保证结论一定正确,特别是例证不多时。用"推知",避免轻率结论,体现科学性和科学教育的思想。
      教科书插图举出了人民币和罐头盒等物品让学生辨别哪些是铁材料做的,有的材料学生用眼睛不易辨别,而用磁铁就能准确无误地识别。这里因为有了疑难才有了兴趣。
      人民币硬币用的材料分别是:1元硬币为钢芯镀镍;2000年版5角硬币是铜锌合金,黄色带红;2002年版5角硬币为钢芯镀黄铜,黄色;老版1角的是铝币,2005年后的1角硬币为不锈钢,色泽为钢白色,与1元钢币颜色略有差别;分值硬币都是铝的。实际教学可选取其中的一部分辨别即可。
      有的茶叶筒底部和盖子是铁材料做成的,而筒身是纸制的。罐头盒是铁的,易拉罐是铝的,水笼头有铁的、有铜的。圆珠笔芯的笔尖都是钢铁做的,其他部分大多是塑料做成的。这些物品如果只是看,还不容易辨认出各是什么材料做成的。
      通过活动,学生自然地体会到辨别铁制物体用磁铁去判别更可靠一些。
      第二部分:磁铁能隔着物体吸铁吗
      这个问题也许学生没有想过,但是一经提出,学生就能作出回答,因为他们过去大多隔着东西吸过铁。隔着纸、布、塑料片等薄形物体吸铁的实验也没有什么难度,只是加强学生的正确认识而已。所以教科书引导学生研究"磁铁隔着水能吸铁吗?"的问题,这可以扩大学生认识的范围,不只是把物体局限在固体上。同时要求学生自己设计实验,当然这只是一个非常简单的设计,重点是培养学生设计实验的意识。
      课文中的结语是磁铁隔着一些物体也能吸铁。句中的"一些"指非铁质的物质。    本课最后启发学生想一想,还有其他发现吗,把其他发现也写下来,意在鼓励和认可学生自主的思考和发现,培养他们独立探究的精神。学生其他的发现可能有:磁铁隔着薄的物体能吸铁,隔着太厚的物体就不能吸了;磁铁的磁力大小与距离有关系,隔得近磁性强,隔得远磁性弱;磁力能穿透物体;磁铁的吸引力可以不接触铁的物体而起作用;等等。这些发现,概念指向是向着磁力的非接触力特征和磁场强弱与距离关系的。如果学生发现了这些问题,教师应给予肯定和鼓励。
  (四)教学建议
      1.磁铁到底能吸什么,不能吸什么。
      大家都说磁铁能吸铁,但这只是一个普及型说法。
      磁铁能吸引铁,还能吸引镍、钻等金属。学生如果知道磁铁还能吸镍、钻等,教师要给予肯定。不锈钢的组成成分都主要是铁,但是磁铁只能吸引一些种类的不锈钢,有些种类的不锈钢磁铁是不吸引的。磁铁能吸引录音磁带、录像磁带,因为在它们的胶带中有铁粉类物质。但是电脑用的磁盘,看起来与录像带很像,但不能被磁铁所吸引。磁铁吸引了看似铜的物体,其实那是在铁物体的表面镀的一层铜。
   对于这些,教师心里有了把握可以更好地处理学生提出的一些问题。
      2.要有区分地选择实验材料。
      由于实验的日的不同,选择的实验材料就会不同。
      本课第一个实验日的是通过测试认识磁铁能吸铁,磁铁只能吸铁。所用材料应该是学生都认识的,无疑义的,至少是对某个物品是不是铁做成的都知道,不存疑惑。其次,物品和材料要多一些,有结构,便于发现其中的规律。铁材料做成的物品要有多个,还要有其他金属做成的物品,最好要有铜导线,铝皮可用易拉罐剪成。
      紧接着的实验是辨认铁制品,日的主要是强化学生对磁铁能吸铁的认识,顺便认识一些不易辨认的铁制物品。所用材料应该是学生用眼睛不一定能辨认出来的,人民币硬币就是一例。其他还有如铜镀铬、铁镀铜、铁镀铬、铝等制品,仿金属颜色的塑料物品。选用的物品中最好有容易认错的,如铜质、钢芯镀黄铜两种五角硬币。
      另外,对这两个实验,可根据学生实际确定一个为重点。如果学生对磁铁能吸铁,概念尚不很清楚,应当以第一个实验为重点。如果学生已能准确无误地知道磁铁能吸铁而不是能吸金属,教学重点可以放在第二个活动一检验哪些物体是铁制品实验上。
      3.研究隔着物体能不能吸铁时,可以明确指出隔的不是铁质物体。
      做这个实验后,学生可能提出隔着铁制物体会怎样,为什么结论中的"物体"是"一些"而不是全部呢。
      对这样的问题,教师较简单的处理方法是告诉学生,磁铁隔着铁质物体吸铁,情况比较复杂,今后你们会再研究的,"一些物体"是指不是铁材料制作的物体。较深人一点的处理方法是通过演示磁铁隔着铁片吸铁的情况,说明情况和隔着非铁物质不同。演示的方法可以是,找一片像菜刀那样大小的铁片,把磁铁吸在上边,在距磁铁较远的铁片的边上可以吸起大头针(原本这么远的距离是吸不上大头针的),在距磁铁较近的铁片的下面却吸不起大头针(原本这么近的距离是可以吸上大头针的)。铁片好像把磁力传到远处,又好像隔断了磁力的作用,情况比较复杂。告诉学生,隔着的铁片大小、厚薄不同,现象也会不同,今后你们会研究的。    第3课  磁铁的两极
  (一)背景和目标
      任何磁铁都有两个磁性最强的地方,人们称作磁极。磁铁的两个磁极是不相同的,最直观的不同就是一极指南,一极指北,人们分别称作南极和北极。两个磁极靠近时,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。研究磁铁,除了认识磁铁能吸铁外,还应当认识这些磁铁的基本性质。
      学生在玩磁铁和做磁铁实验时,已经模糊地感觉到磁铁有两个地方磁力最强,他们自觉不自觉地在用磁极部位去吸引铁的物体。在此基础上,本课引导学生做实验收集数据,利用数据验证磁铁确实有两个地方磁力最强,这就是磁铁的两个磁极。有的学生曾把两个磁铁相互靠近,他们发现两个磁铁有时会往一块吸引,有时相互推开,并为此感到迷惑。本课让学生经历或者再经历这样的过程,并且尝试着寻找磁极相互作用的规律。
      本课使用了"磁力"一词,但没有给它下定义。我们希望学生在本节课及本单元具体的学习情景中,逐步领会到它的含义是指磁铁和铁,磁铁和磁铁之间的作用力。在今后的学习中,他们会进一步知道"磁力"还包括磁体对通电导线的作用。本单元只要求学生能够正确用"磁力"进行表述就可以了。
      本课有两个活动。第一个活动是研究磁铁什么地方磁力大。研究这个问题可以用不同的方法,教科书用较大的条形磁铁做实验,测量其不同部位磁力的大小,通过数据的比较认识磁极的存在。这种方法比较符合学生的认识水平和操作技能水平。
      第二个活动是研究两个磁铁磁极间的相互作用。通过活动,学生会认识到磁极间有吸引和排斥两种不同的作用;这种吸引、排斥的作用是相互的;磁铁的两个磁极不完全相同,磁极不同,作用不同。教科书采用没有标明磁极名的磁铁,意在让学生自己尝试想办法弄清磁极相互作用的规律。这个活动将延续到下一课继续进行。
  科学概念
  磁铁上磁力最强的部分叫磁极
  两个磁极接近,有时相互排斥
  磁铁有两个磁极。
  有时相互吸引。磁极间的作用是相互的。
  过程与方法
  .在观察中发现问题、提出问题,对问题作出假设性解释。
  .通过实验获取证据,用证据来检验推测。
  情感态度价值观
  体会认真实验、细致观察的重要性。
  体验重复实验的必要性和重要性。
  (二)教学准备
      为小组准备:钢珠、大条形磁铁、回形针,没有标识的磁铁。
      教师准备:蹄形、环形等不同形状的磁铁,若干纸条(在黑板上直观记录条形磁铁相互作用的实验现象时使用)。
  (三)教科书说明
      本课的开始设置了一个问题情景:用磁铁的不同部位去吸小钢珠,小钢珠总是被吸到磁铁的一端,就是用手把小钢珠放在磁铁中间,它也会很容易滚到这端或那端,而吸在两端的小钢珠再不会滚到中间去。"这可能是什么原因造成的?"引导学生猜想,做出假定性解释。根据这样的现象,他们一般会做出磁铁两端磁力可能大些的猜想。下一步就是想办法检验这个猜想了。
      第一部分:磁铁什么地方的磁力大
      大的条形磁铁容易分部分测量磁力大小,所以选用大条形磁铁做实验。课本记录图把磁铁分成了四段,记录A,B, C, D, E五个地方的磁力大小。插图用一幅图表示出了A, B,  D,  E四个部位所吸回形针的多少,C点没有回形针,表示一个回形针也吸不起。
      实验的结论是不难得出的,但要注意教科书中"分析各小组实验数据"的要求,也就是结论应当在汇总每个小组实验数据后得出,而不是只凭一两个小组数据就得出结论。最后给出磁极的概念。
      第二部分:磁铁两极的研究
      在认识了磁铁有两个磁极后,让学生手握两块没有标识的磁铁,将它们的磁极相互接近,看看有什么感觉,不同的磁极接近,会出现几种情况。教科书用插图和文字指导了学生实验的方法。对"往一块吸""往两边推"多种表述语言统一为"相互吸引"和"相互排斥",以便在后续研究中表述。
      通过两手的实际感知,学生会发现不同的磁极靠近时,有"吸引"和"排斥"两种不同的现象,认识到磁铁的两个磁极是不同的。同时能够感觉到磁极间的吸引和排斥是相互的,即你吸引我,我吸引你,或者你排斥我,我排斥你,不管是谁接近谁。
      这时,学生对磁极的认识已经从"磁力最强的部分"向前迈进了一步,认识到磁极间有不同的相互作用,磁铁两个磁极是不同的。但也产生了新的问题:怎样的两个磁极才相互吸引,怎样的两个磁极才相互排斥?
      接下来,教科书让学生给两个磁铁的磁极分别标上A, B, C, D标记做实验,用画图的方式记录它们吸引或排斥的现象。因为各小组对磁铁的南北极标记的字母不会完全相同,所以全班汇总的实验结果肯定会有所不同。最后以问题"为什么会出现不同的结果呢?"引起学生进一步的思考。
      下一课将沿着研究的思路继续探究。
  (四)教学建议
      1.磁铁什么地方的磁力大。
      钢珠在磁铁上总向两端滚,能引起学生很大的兴趣。实验要多做几次,让学生看到钢球向两端跑不是偶然的现象。还可以让学生试试能不能把钢珠稳稳当当地放在磁铁的中间。还要提醒学生,做实验时要防止钢珠滚落。
      趣味性差一点但比较简单的引人研究的方法是在桌上散放较多的回形针,用整个条形磁铁去吸回形针,实验可以粗略地看出两端吸得多。通过观察,让学生作出假设性解释。是不是这样呢,怎样做实验才能使刚才的现象更精确一些呢?
      测量条形磁铁不同部位的磁力,虽然实验方法比较简单,我们也要注意培养学生设计实验的意识和能力。在学生说到需要分别测量磁铁不同部位的磁力后,要问学生把磁铁分为几部分测量。实际教学中,不是一定分成四部分,测量五个位置的磁力的,也可多也可少。还要引导学生思考按怎样的步骤测量。实际教学中,最好是一个位置一个位置地测量和记录,以免回形针挂多了相互干扰。正中间的C点有时可能会吸住一个回形针,如实记录就是了。
      最后,要注意使用所有小组的实验数据来得出结论,不要根据两三个小组的数据就得出结论而把其他小组的数据给"浪费"了。还可以再演示一下用蹄形磁铁吸大头针,以证明蹄形磁铁也有两个磁力最强的地方。这样得出结论更好一些。
      2.磁铁两极的研究。
      为什么用两手握住磁铁做实验?是为了让学生亲自体验到"相互作用"是怎样的一种感觉。为什么用没有标识的磁铁做实验?是为了让学生对"同极相斥,异极相吸"经历一个更深人的探究和思考。如果学校只有标了颜色和南北极符号的磁铁,可以用纸包起来使用。
      这部分的开始,可以这样提问:我们已经知道磁铁能吸铁,如果用一个磁铁的磁极去吸另一个磁铁的磁极,吸引力会更大吧?然后指导学生两手各握一个磁铁,磁极相对做实验。全班学生都这样做实验,他们很快就会发现,把两个磁极互相靠近,有的是吸引,有的是排斥,并且,他们用自己熟悉的语言表达这样的意思。老师引导,为什么有的吸在一起,有的会推开呢?再做一做看看。学生会进一步发现,每组的两个磁铁都存在"吸"和"推"两种现象。为了统一表述,适时给出"两个磁极互相拉近,叫做互相吸引;两个磁极互相推开,叫做互相排斥"这样的表述方式。接下来,教师要在两个方面让学生有清楚的认识。
      一方面,要让每个学生亲自感知和体会一下吸引和排斥的作用是相互的。提示学生感觉一下,磁极间的吸引力、排斥力只是一个磁极对另一个磁极的作用呢,还是它们两个磁极相互的作用。
      另一方面,让学生认识到是"相互吸引"还是"相互排斥",这与对着的磁极有关。从而进一步认识到,磁铁上的两个磁极性质并不完全相同或者说磁铁的两个磁极有所不同。    怎么知道哪两个磁极相互吸引,哪两个磁极相互排斥?接下来在磁铁上标注n,  B,C, D做实验并记录。汇总全班实验结果,结果不相同,找原因,发现各组在标注这些字母时是随意的,没有统一标准。怎样才能标注统一呢?留待下一课再研究。    第4课  磁极的相互作用
  (一)背景和目标
      通过上一节课的研究,学生已经发现磁极相互作用可以呈现两种情况:吸引或排斥。也就是说,磁铁的两个磁极并不完全相同。
      学生虽然在磁铁上标注ABCD进行了实验,但是由于各小组标注ABCD的不统一性,全班的实验结果并不相同,因此也就难以得出实验结论。这就产生了进一步认识磁极还有什么不同和在相同磁极上标注相同符号的问题。倘若解决了这两个问题,研究磁铁两极如何相互作用就可以继续下去。
      本课就是在这样的背景下继续展开对磁铁两极研究的。
      本课有两个活动。第一个活动是引导学生认识磁铁与方向的关系。通过悬挂(或支撑)磁铁,使其能在水平面上自由转动,学生会发现磁铁的一极总是指向南方,另一极总是指向北方,从而构建起磁铁的"南极""北极"概念。进而利用磁铁能指南北方向的性质找到并标出本组磁铁的南极和北极。
      第二个活动是研究磁极到底是怎样相互作用的。有了统一、正确的南北极标识,研究这个问题就比较容易了,学生会容易地发现:S与S排斥;V与V排斥;S与V吸引;V与S吸引。再进一步归纳,学生就可以认识到同极相互排斥、异极相互吸引的规律了。在探究的过程中,学生还会进一步加深认识磁极间的作用是相互的。
      科学概念
      .磁铁能指南北方向。指南的磁极叫南极,用"S"表示;指北的磁极叫北极,用y"表示。
      .磁铁的同极相互排斥,异极相互吸引。
      过程与方法
      .有计划地做实验,分类整理实验证据找出规律。
      情感态度价值观
      .培养有计划、有步骤进行实验的严谨态度。
      .感受科学技术与社会生活的关系。
  (二)教学准备
      为小组准备:磁铁,悬挂磁铁的支架或磁铁座,上节课使用的无标识的磁铁,其他形状的没有标识的磁铁。
  (三)教科书说明
      上一节课,学生把两个磁铁的磁极标记为A, B, C, D来研究磁极的相互作用,结果全班出现不同的结果。这说明我们对磁极还缺乏进一步认识,未能把本是相同的磁极标上相同的字母。针对这个问题,本课提出"磁铁的两个磁极还有什么不同呢?"引导学生做实验,关注磁极与方向的关系。
      第一部分:磁极与方向
      悬挂条形磁铁,让其在水平方向自由转动,再让磁铁自己静止下来,可以揭示出磁铁能指示南北方向的性质。教科书插图用了有颜色标记的磁铁,用有标记的磁铁做这个实验,可以反映出指南、指北的磁极是固定不变的。课文提示要反复多做几次,让学生认识到这不是一个偶然的现象,科学实验是可以重复的。通过实验,学生会认识到:一个能够自由转动的磁铁,静止时一个磁极指南,一个磁极指北。
      接着给出了"南极""北极"的概念。可以告诉学生,"北方"的英文是"North","南方"的英文是"South",所以国际上通行磁铁指北的一极叫V极,指南的一极叫S极。
      认识了南极、北极后,学生就可以把没有标识的条形磁铁正确标上南极(S)、北极(V)了。用新标记的两块磁铁重做上一课两极相互作用的实验,全班学生会得到统一的结果:南极与南极相排斥,北极与北极相排斥,南极与北极相吸引,北极与南极相吸引。教科书提供了同上一课同样的图画式的实验记录,学生可以记录下上面四种相互作用的情况。
      为什么这次会得到相同的实验结果呢?因为我们认识到了磁铁两极有南极和北极的不同,并正确标识了实验用磁铁的南极和北极。
      第二部分:磁极是怎样相互作用的
      这部分引导学生对实验的四种结果进行加工与归纳。教科书给出了"我们把两个相同的磁极叫同极,不相同的磁极叫异极"的提示,以便学生进行表述。教科书第71页的记录图可以作为进行归纳的直观思维工具。希望学生能对磁极间相互作用的四项实验结果整理归纳为"同极相互排斥,异极相互吸引",简单表述为"同极相斥、异极相吸"。
      本课最后提出问题:对于其他形状的磁铁,我们能找到它们的南极和北极吗?当然是可以的。可以用本课悬挂磁铁指方向的方法找到它们的南极和北极,也可以用已知南极和北极的磁铁接近它们,根据相斥或相吸的情况找到它们的南极和北极。
  (四)教学建议
      1.磁极与方向的实验。
      如教科书中那样用悬挂能自由转动的磁铁来认识磁铁的指向性,要注意让悬挂的磁铁远离铁制物体。否则磁极可能因铁的吸引会偏离南北方向。如果有磁铁座(一种安放条形磁铁的支架),可以把条形磁铁放在磁铁座上做实验。磁铁放在磁铁座上,要注意调节磁铁的平衡,使磁铁能灵活转动而指向南北。
      通过做这个实验认识磁铁指向性,它的前提是学生已经知道哪方是南,哪方是北。所以教师在必要时要提示教室中的东、西、南、北方向,便于学生知道磁铁停止转动后的指向。
      怎样确认磁铁指南北的性质?一是小组多做几次,二是看看别的小组实验结果怎样。    如果学生已经知道了磁铁能指南北,怎么办呢?教师可以换一个角度处理这段教学:"怎样用实验证明?""你可以用哪些方法证明给同学们看?""要具备哪些条件,磁铁才能指南北?"沿着这样的教学思路引导学生去探究,仍然能调动起学生的兴趣和主动性。
      实验后提出,我们上节课给磁极标记的A, B, C, D需要修改吗?怎样修改呢?让学生独立找出上节课使用的没有标识的磁铁的南北极。
      2.重做磁极相互作用的实验。
      本节课做磁铁是怎样相互作用的实验,是上节课实验的继续,是学生运用所学新知识去解决原来问题的过程。
      这个实验的过程是一个通过穷举法(把所有的情况都列出),用完全归纳方法进行归纳推理的思维过程。它是将磁极间相互作用的全部情况都进行实验后,归纳得出一般性结论,它具有无条件的确定性。在教学过程中有意识地重视思维的过程,结合科学概念的建立渗透这种思维推理方法的培养,对三年级学生有益也是可以接受的。
      当学生把原来标A, B,  C,  D字母的磁铁正确标记上南极(S>、北极(N)后,教师要重提问题:"两个磁铁的磁极相互靠近,共有几种情况?"还可以强调问:"想一想还有没有其他接近的方法?"确认没有。从而引导学生明确认识到两个磁极靠近,只有
  "SS, SN, NS,,NN,"四种情况,我们找出了两个磁极接近的所有方式。
      我们对这四种情况全部进行实验,得到两个"吸引"和两个"排斥"的实验结果。
      适时给出"同极""异极"用语,引导概括得出结论"同极相斥,异极相吸"。
      最后还可以问学生,两极相互作用,会有其他情况吗?为什么?强化对这种思维方式的印象。
      3.使用单元资料"磁悬浮列车"的建议。
      先让学生阅读磁悬浮列车的资料,教师还可以作一些补充讲述。然后按照84页图示让学生实际制作一个悬浮磁铁。教师还可以做用磁力很强的两个环形磁铁相斥,上面承载较重的物体的演示。
      这个活动可以让学生了解现代科学技术成就,加深对相同磁极相斥结论的直接体验。    第5课  磁力大小会变化吗
  (一)背景和目标
      一个磁铁如果没有受到敲击、高温或强磁场等影响,磁力大小一般是不会改变的。但是两个或多个磁铁组合在一起,磁力大小就会发生改变了,有的磁力会增大,有的磁力会减小。由于磁铁的形状、大小、具有的磁力以及磁铁组合的方式可能不同,组合后磁力的变化也会不同。较详细说明请参阅本单元的参考资料。
      学生在观察了一些磁铁后会发现磁铁的磁力有的大有的小,会发现磁铁的磁力似乎是不能改变的。他们可能会想,把两个磁铁吸在一起磁力会不会更大一点呢?确实有的学生这样做过,试图看看磁铁的磁力是不是变化了。当然,也有的学生并没有思考过这样的问题。
      本课引导学生研究两个或多个磁铁吸在一起,磁力大小会不会改变的问题,不但顺应了学生兴趣指向,思维发展水平,更是希望他们通过这样的研究进一步认识磁铁之间是相互作用的,相互影响的。在研究中,学生会经历理清问题,进行猜测;测量磁力,收集数据;分析数据,得出结论的完整过程,实验操作需要合作和细心,对学习科学课一年的学生来说,无疑是一次很好的科学探究能力的锻炼。
      本课有两个活动。第一个活动是测量磁力,收集数据。学生在对问题作出猜测后,进行实验,获取数据。这个实验时间较长,需要耐心和细致。
      第二个活动是分析数据,得出结论。最后,自然地引发出"把相互排斥的两个磁铁结合在一起,磁力大小又会怎样变化呢?"有了前面的研究作基础,这个问题学生就可以自己独立解决了。
  科学概念
  .两个或多个磁铁吸在一起,磁力大小会发生改变。
  过程与方法
  .提出问题,作出猜测。做实验获取数据,分析数据,得出结论。
  .学习改变磁铁磁力大小的一些方法。
  情感态度价值观
  .体会细致、有序地进行实验操作的重要性。
  (二)教学准备
      为小组准备:4个一6个大小相等、磁力大小一样的环形磁铁,两个杯子(或其他支撑物),薄木片、回形针、回形针制作的小钩、透明胶带。
  (三)教科书说明
      本课用卡通对话的形式让学生注意到一个磁铁的磁力大小是一定的,如果把这块磁铁与其他磁铁吸在一起,磁力大小会怎样呢?接着把这个问题细化为有递进关系的三个问题,简单地说就是磁力大小会不会变化?会怎样变化?继续吸上磁铁还会怎样变化?对三年级学生来说,明确了这三个问题,建立猜测和表述猜测就会有条理了。这对表述实验的结论也有指导的作用。
      本课选用小环形磁铁做实验,是考虑到用这种磁铁比用大磁铁容易操作,特别是多吸几块磁铁的时候。配备或自行准备数量较多的小环形磁铁也比较容易。
      第一部分:测量磁力,收集数据
      本部分用两幅插图清楚地揭示了实验器材、实验装置和实验方法。在两个倒扣着的杯子上放一条并不厚的木条,在木条上面放磁铁,磁铁隔着木条吸一根用回形针弯成的小钩,小钩上挂回形针。挂回形针的多少能表示出磁力的大小。第一幅图是一块磁铁吸引了一些回形针。第二幅图是两块吸在一起的磁铁,能挂多少枚回形针呢?图中有意没有表现出来,留给学生自己去实验。
      为了让测量的数据反映磁力变化的规律,教科书提示了实验注意事项:几个磁铁的磁力大小要相同。测量磁力大小的方法要保持相同。"测量磁力大小的方法要相同"是指放磁铁的薄木片不变,用同样的方法钩住回形针,使用同样大小的回形针等。这是实际教学中要注意的地方,否则就看不出数据变化的规律。
      测量磁力大小的记录表,从测量两块磁铁吸在一起开始,就要填写猜测和计算多吸回形针的个数了。记录表中用"多吸或少吸"的说法是为了不给学生造成暗示,有利于真正的探究。在实验已经确定出是多吸时,应删去"或少吸"三个字。
      当依次测量到4个磁铁吸在一起的磁力时,已经可以看出变化规律了,表中的空格是提供给师生灵活使用的。可以继续做5个磁铁吸在一起的实验,找出磁力变化的规律,也可以在做了4个磁铁后找出规律,然后预测5个或更多个磁铁吸在一起磁力有多大,再实验检验预测准不准确。
      第二部分:分析数据,得出结论
      根据本课实验的方法,磁力变化的规律应该是,在一块环形磁铁上吸上另一块环形磁铁,磁力会增大一些,但不是成倍的增大,如果继续吸上磁铁,磁力还会继续增大,但增大的数量会依次递减。如果教学中使用的是其他形状的磁铁,如果吸在一起的方法不同,变化规律会是另一种情况,所以本课的日标确定为"两个或多个磁铁吸在一起,磁力大小会发生改变",为教师选择实验材料进行教学提供了空间。
      教科书还注意引导学生把实验的结果与先前的猜测作比较。还引导学生从反面去思考,把相互排斥的两个磁铁强行结合在一起,磁力大小又会怎样变化呢?如果用环形磁铁做这样的实验,结合在一起的磁铁磁力会减小。
  (四)教学建议
      1.研究课题的引人。
      教师可以先演示比较两个磁力大小差别较大的磁铁各吸回形针的多少,让学生直观看出这两块磁铁的磁力大小是不同的。接着提出,我们能改变一个磁铁的磁力大小吗?不能,一个磁铁磁力大小是不变的。进而再提出,两个磁铁吸在一起,磁力会变化吗?如果磁力大小会变化,是变大呢,还是变小呢?
      我们可以很方便地把很多个环形磁铁相互吸引着重叠在一起(演示方法),它们的磁力又会怎样呢?
   对以上问题,我们可以用做实验的方法来进行研究。
      2.实验用磁铁的准备和检查。
      本课实验要求使用的磁铁,磁极在两个圆面上,各个磁铁的磁力大小基本相同。    有的磁铁,比如在白板上和黑板上压纸条的小磁贴,有的磁极就不在圆面上,而且磁极位置各不相同。推想是因为它的用途与磁极位置没有关系,所以厂家磁化时并没有按一定方向磁化。我们实验用的磁铁要注意先测试一下磁铁的极性,遇到这种磁铁不能用于本课实验,因为实验时它们吸在一起的方式可能不同,磁力大小的变化就没有规律了。
      形状、大小相同的磁铁,磁力大小并不一定相同。我们需要用磁力大小基本相同的磁铁做实验。教师课前可用简单的方法检查一下磁铁磁力的大小,分一分类,以保证同一小组的磁铁磁力大小基本相同。
      用环形、饼形、方块形磁铁做本课的实验,实验结果是相同的。
      3.做测量磁力大小的实验。
      这是学生在本单元的学习中,第二次测量磁力的大小。因为用的磁铁小了,操作挂回形针的空间小了,测量的次数多了,所以难度有所增大。
      本课测量磁铁磁力大小,可以根据所使用磁铁的磁力大小,选择调节木片的厚薄,使实验中挂回形的多少比较适中,吸太多了不好挂,吸太少了数据不便于比较。承载磁铁的木片长一点,杯子或其他放木片的东西高一点,便于操作挂回形针。也可以用小垫圈代替回形针,为了方便,记数只记小垫圈的个数。
      要指导学生把回形针先挂在钩子上,再把小钩子往磁铁上吸。要具体、细致地指导学生做一个磁铁能吸多少个回形针的实验,然后再放手让学生独立去实验。要提示学生,最好把实验用的第一个磁铁始终放在最底下,后吸上的磁铁依次往上叠,避免因磁铁磁力大小差别带来的误差。
      老师要自己先做一做这个实验,以便发现问题,更好地指导学生进行实验。    第6课  指南针
  (一)背景和目标
      广义的指南针是指所有利用磁铁指向性来指示方向的仪器,包括称作"司南""指南鱼""罗盘""指南针"等指方向的仪器。在人类近代历史上,人们对磁铁最主要也是最重要的应用就是用它制造了指示方向的仪器,特别是用于航海的磁罗盘,对促进当时世界贸易和交流起到了重要的作用。指南针是我国古代四大发明之一,由我国传到欧洲并传到世界各地,对人类进步和发展作出了贡献。
      学生在前面的学习中,已经知道磁铁有指示南北方向的性质,但怎样应用在指南针这种仪器上并不清楚,几乎所有的学生并不能正确使用指南针判别方向。他们知道指南针是中国四大发明之一,但往往空泛而模糊,并不了解概况和意义。
      本课从科技史角度让学生了解指南针在我国发明、发展和应用的历史,能增强学生热爱科学、热爱祖国的情感。指导学生认识和使用指南针,能培养学生动手实践的能力。
  本课的内容还为下一课制作指南针作了知识、技能和情感上的铺垫。
  本课有两个活动。第一个活动主要通过阅读资料、讨论和听老师讲解,了解指南针发展的历史。第二个活动是用指南针定方向,学习和练习用指南针测定方向。同时体会以观察者定物体的方向,物体的方向就与观察者的位置有关。
  科学概念
  .指南针是利用磁铁能指南北的性质制成的指示方向的仪器。
  过程与方法
  .用指南针确定方向。
  情感态度价值观
  .感受科学技术是不断发展的,科学技术与社会生活密切相关。
  .了解指南针发展的历史,增强热爱祖国的情感。
  (二)教学准备
      小组准备:指南针。
      教师准备:有关指南针历史的影像资料,不同样式的指南针,大张纸制作的八个方位示意图。
  (三)教科书说明
      教科书首先给出了广义的指南针的定义,广义的指南针是指一切利用磁铁(包括磁针)指示方向的仪器。这就解答了学生思想上可能存在的疑问:司南、罗盘怎么又是指南针呢?也为统一的表述提供了方便。
      第一部分:指南针的历史
      本部分用文字加插图的形式概述了指南针发明、发展的历史,按时间顺序分成5个阶段来说明。
      1.古代和近代的指南针与天然磁石有密切关系,所以首先介绍"磁石"。插图是一幅典型的磁石照片,反映了磁石吸引铁钉的情形。古代称作磁石的矿石是一种铁矿石,称为磁铁矿石。最早的指南针是直接用磁铁矿石制做的,后来的指南针是用磁铁矿石磁化钢针制成的。
      2.介绍世界上最早的指南针"司南"。通过卡通形式提醒学生思考认识司南的南极在勺柄前端,北极在与勺柄相对的勺子前端。放在光滑的铜盘上主要是让它能灵活转动,自然停在南北方向上。
      3.介绍指南鱼、水浮指南针。指南鱼是一个经过磁化的,是鱼形同时又是船形的铁片,让它像船一样漂浮在水面上指示南北。水浮指南针是磁化了的钢针穿在灯草上,很轻的灯草使钢针浮在水面上指示南北。教科书第75页插图是它们构造的示意图。
      4.罗盘是实用价值最大的指南针了,曾广泛应用在航海上。它解决了航海白天看不见太阳,晚上看不见月亮、星星的阴天无法辨别方向的难题。有了罗盘,航海就不容易迷失方向了。教科书第76页上古代罗盘图是一种水浮磁针式罗盘,整体像一个水盆,中间盛水漂浮磁针,周边刻的24个字分别表示24个方位。
      5.介绍现在小巧灵活的指南针。本页插图中的指南针有专业人员如野外地质人员用的,有普通常见的,还有手表式的。
      第二部分:用指南针定方向
      这部分先指导学生观察指南针的构造。教科书第76页插图是工厂生产的普通实用型指南针,它主要由磁针、支架、方位盘、盒子组成。支架可以让磁针自由转动,方位盘便于确定各个方向,盒子起保护作用。指南针的磁针红色一端是北极,指北。方位盘标出了八个方向,周边还标有表示角度的度数。
      教科书第77页上图是八个方向示意图,八个方向名称依次是北、东北、东、东南、南、西南、西、西北。八个方向与指南针方位盘对应排列,方便学生在比较中认识指南针方位盘。指南针方位盘上字母的含义是:N一北;S一南;W一西;E一东;NE一东北;SE一东南;SW一西南;NW一西北。这个不要求学生认识和记忆,只要了解即可。
      本页上的用指南针定方向的方法说明,能方便学生学习和练习。
      用指南针确定方向,教科书提出了三个任务,这不但练习了指南针的使用,而且可以体会到:
      1.学校大门和教室窗户的朝向与观察者无关,物体的朝向是确定不变的。
      2.国旗与学校大门在我们的哪个方向,与观察者位置有关。
      3.最后,用卡通对话形式提示了指南针的其他用途,如可以方便地判别物体是不是铁做的,可以方便地识别磁铁的南北极在哪里。
  (四)教学建议
      1.指南针的历史。
      历史上不同时期的指南针虽然样子很不相同,名称也不一样,但是它们都是利用磁铁(磁针)指示方向的。要引导学生用这个特征来理解教科书上的"指南针是利用磁铁指示方向的仪器"这句话,明白"司南""指南鱼""罗盘"都是古代的指南针。
      指导学生了解指南针的历史,可以很好地渗透爱国主义情感教育,科技与社会关系的教育,也为下一课制作指南针提供了方法上的借鉴。教学中要三者并重,实现多元化的日标。通过"司南"加深指南针是我国四大发明之一的印象;通过罗盘突出体现科技与社会发展的关系;通过各式指南针的制作和使用方法,去积极影响学生的设计思路。
      要充分利用教科书上的插图进行教学,尽量找一些有关的影像资料进行教学,以增加教学的直观形象性。
      适当讲解为什么指南针应用在航海事业上就大大促进了航海事业的发展。航海没有使用指南针以前,把握航向靠的是白天看太阳,晚上看星星月亮。如果遇到连续阴天,航船就很容易迷失方向,偏离正确航向。指南针解决了阴天里无法辨别方向的难题,所以促进了航海事业的发展。
      2.用指南针定方向。
      认识东、南、西、北、东北、东南、西南、西北等八个方向是个难点,要从名称、方位和它们之间的相互关系(相对、相邻等)几方面让学生认识,在用指南针定方向时实际运用这些方位。
      要让学生对照使用指南针的方法,实际确定方向,并且变化位置指认物体的方向。知道物体的朝向与观察者无关,在我们的哪个方向与我们自己的位置有关。这在实际确定方向的活动中是容易理解的。
      3.为什么指南针能够指出南北方向。
      很多学生都存有疑问,指南针为什么会指南北方向呢?单元资料库中有解答这个问题的资料一"为什么指南针总是指向南北方向"。建议在课内或课外让学生阅读讨论。并且通过分析,引导学生回答资料中提出的关于地磁极的问题。根据同极相斥,异极相吸的道理可以推知:在地球北极附近的地磁极是南极,在地球南极附近的地磁极是北极。    第7课  做一个指南针
  (一)背景和目标
      指南针总是指南北方向,学生是感兴趣的。通过上一课的学习,他们了解了历史上指南针不同的样子,有的比较生动有趣,这一定激发了他们想制作一个指南针的愿望。
      本课安排了制作指南针的活动,通过这项活动,能够满足学生动手制作的愿望,培养他们动手制作的能力和创造意识,在制作过程中实际上认识了磁化现象,只是教科书没有出现"磁化"这个术语而已。
      本课按照实践学习活动的顺序分成了三个步骤。第一步是做磁针,通过用磁铁摩擦的方法使钢针变成磁针,用已有的知识判别磁针的南北极。第二步是安装磁针,想办法使磁针能在水平方向上自由转动,从而能指示南北方向。安装磁针的方法是多种多样的。
  第三步是展示和交流制作好的指南针,给予学生积极的评价。
  科学概念
  .钢针经过磁铁摩擦后可以变成磁针。
  过程与方法
  .用磁铁摩擦钢针的方法做磁针。
  .判断自制磁针的南北极。
  .合作设计制作指南针。
  情感态度价值观
  .培养动手制作的兴趣,激发创造精神。
  (二)教学准备
  小组准备:强力磁铁、钢针、吹塑纸、线,剪子、小水槽、盒式指南针。
  学生自己也可以准备一些材料。
  (三)教科书说明
      本课提出做一个指南针后,通过卜通对话形式启发学生思考做指南针的方法和步骤。制作指南针要有磁针,磁针要能自由转动,除了这两项要件外,还可以有方位盘。但是学生制作指南针是一项学习研究活动,不是制造真正实用的指南针,自制和安装方位盘费时,有时还影响磁针转动的灵活性,所以教科书中卜通给出了"做简单的指南针可以不做方位盘"的建议。接着就按照计划好的步骤开始制作指南针了。
      第一部分:做磁针
      这部分用资料的形式介绍了人们制造磁铁的一种简易方法一摩擦方法。还图文结合具体说明了我们用摩擦钢针做磁针的方法。给了小心操作的提示。
      现在工厂批量生产磁铁的方法是:用专门的磁性材料做成需要的形状,再放在电流形成的强大磁场中进行磁化。
      怎样判别摩擦后的钢针是磁针了呢?哪端是北极,哪端是南极?教科书的插图给予了方法提示。用磁针去接近指南针的磁针,它会吸引指南针磁针的一端,根据相吸的两极是异极的道理就可以判断出我们磁针的南北极了。在我们已经知道实际方向的前提下,直接用我们的磁针指方向也可以判断出它的南北极。
      第二部分:安装磁针
      这是一个极具想象力的部分。因为安装磁针的方法是多样的,教科书第80页几种自制指南针的插图也实际提示了一些方法,所以教科书第79页没有做具体的指导。安装好磁针后,需要调整重心,注意检查磁针的极性与吹塑纸上标注的南、北是否吻合。
      本部分还启发可以直接用小磁铁来指南北,这又是一种"指南针"的做法,它可以进一步开拓学生的思路。比如把小环形磁铁悬挂起来,中心孔插人一根棍也是一个体形较大、便于观察的指南针。把小条形磁铁放在泡沫塑料板上再放人水中,也能清楚地指示方向。
      第三部分:展示交流我们的指南针
      自制指南针的主要日的是结合所学知识培养学生动手能力,启发创造精神。学生最感兴趣的是做出的指南针确实能指南北,其他方面则愿意按自己的喜好来做。本页插图表现了四种自制指南针的样子,都是简单易做的样式。这只是例举性的,日的在于拓展学生的思路,启发学生进行不同的设计。
      随着科学技术的发展,指南针的作用逐渐被更先进的仪器所取代,本课最后的插图是两种UPS全球定位系统的接收设备,利用这种设备可以精确知道自己和其他物体所在的位置。这部分内容可以拓展学生的视野,在回顾光荣历史的同时,更要面向挑战的未来。
  (四)教学建议
      1.指导学生做指南针。
      指导学生做指南针,不要采取带学徒式的方法,不要仿产品型指南针制作,而是放手让学生自已设计。制作不求形似而以神似为主,即以能指南北方向为标准,形状上鼓励创新,达到"神似形不似"的境界。教科书中和教师用书参考资料中介绍了多种制作方法,可用作指导的参考。指导学生制作还要注意以下几个方面:
      (1>做磁针的钢针一般用大号的缝衣针。使用前要先处理针尖,用钳子折去针尖并磨一磨,使针尖粗钝一些,保证学生制作时的安全。一个班的学生制作后,对钢针进行敲打去磁处理,敲打时钢针最好顺着东西方向摆放。去磁后的钢针才好用在下一个班的教学中。如果容易找到毛线针更好,它本身就没有尖锐的针尖,比大号缝衣针短、粗,磁化后效果更好(教科书中自制指南针插图中的钢针就是用的毛线针)。
      (2)制作悬挂式指南针用线要细、软、长,避免产生扭力阻挡磁针自由旋转并停在南北方向上。
      (3)制作水浮式指南针,装水的容器要大一些,指南针放在水中央。因为水的表面张力的作用,承载磁针的吹塑纸片离容器边近了容易吸靠在边上,那样,指南针就转不动也不能指南北了。
      (4)不倡导制作支撑式指南针。因为要保持磁针平衡,减小支撑点摩擦力,保证磁针在水平面上自由转动,学生都不容易
            

小学科学磁铁

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