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3.电和磁
【教材分析】
《电和磁》是《能量》单元第三课,自此课起我们进入电和磁两种重点学习的能量形式。本课以电磁学开创性事件-奥斯特发现电生磁现象引入,让学生参与“重演”发现电生磁现象的过程。
本课主要有三部分:第一部分“聚焦”,讲述丹麦科学家奥斯特发现电生磁的科学史重要事件;第二部分“探索”主要有两个活动,一在教师的指导下学生“重演”奥斯特的实验,经历发现新现象、分析、解释的过程。二是制作通电线圈使指南针偏转的实验,将通电直导线替代为通电线圈开展电生磁实验,为后续的电磁铁学习打下基础。第三部分“研讨”,在“探索”部分实验开展后,引导学生分析实验中的现象,从多个角度分析、思考指南针指针出现偏转的原因。
【学情分析】
经过前两节课的学习,学生对身边常见的一些能量有了一定的认识,而其中电能和磁能与生活密切相关,电和磁两者建立的联系开创了一个新的时代。开本单元学习前,学生在二年级学习了《磁铁》,在四年级学习了《电》,对二者有了知识的积累,但是时间已经久远,教师需要花一些时间调动学生的记忆,对磁铁、电路连接等作必要的复习回顾,在实验开展中指导电路连接等操作,学生能够完成实验。在实验操作之外,教学更要关注学生的分析、推理,要依据观察到的现象通过分析、推理做出合理的解释,从而形成“电生磁”的认识。
【教学目标】
[科学概念目标]
电可以转换成磁。
[科学探究目标]
1.模仿做通电直导线和通电线圈使指南针偏转的实验,能够通过分析建立解释。
2.能够运用通电线圈能使指南针偏转明显的性质,检测废电池是否带电。
[科学态度目标]
1.体验科学史上发现电产生磁的过程,意识到留意观察、善于思考的重要性。
2.理解科学探究过程中合理进行推测、严谨开展实验、有根据地得出结论的必要性。
[科学技术社会与环境目标]
1.意识到科学技术可以推动社会发展、改变人类生活。
2.在检测废电池活动中体会重复使用、节约能源的意义。
【教学重难点】
[重点]亲历奥斯特“电生磁”实验,理解电流可以产生磁性。
[难点]通过分析、推理,就通电导线使指南针发生偏转的现象做出解释。
【教学准备】
为学生小组准备:5号电池及电池盒、鳄鱼夹导线4根、直导线1根(长10cm左右,剥去两端绝缘层用于夹线,使用硬质电缆线制作/h.4wSffGS?sm=77f63f“2*2.5平方”,还可用于制作电动机模型支架)、简易线圈1个(教师提前制作)、小灯座及小灯泡、闸刀开关、指南针、记录单。
[教师]废旧电池、指南针、磁铁、1号电池、磁吸式电池盒、磁吸式灯座及灯泡、磁吸式闸刀开关、鳄鱼夹导线。
【教学过程】
1.聚焦
(1)引入
教师活动:出示指南针,回顾指南针的作用和磁铁的特性。
学生活动:回忆指南针的作用和磁铁的磁极及“同极相斥、异极相吸”特性。
教师提问:如果将一块磁铁或铁片靠近指南针,会发生什么现象?(指针偏转)除了磁铁和铁片,导线能让指南针发生偏转吗?
(2)讲述科学史
教师活动: 1820年,丹麦科学家奥斯特在一次实验中,偶然让通电的导线靠近指南针,发现了一个奇怪的现象就是这个发现,为人类大规模利用电能打开了大门。你们想不想也来经历一次奥斯特的发现之旅?看看你们能不能像科学家一样观察到这个改变人类生活的重大发现。
[设计意图]通过简单的磁铁游戏,使学生回顾之前学过的关于磁的知识,为后面解释奥斯特实验做好铺垫。以科学史引入新课,可以引领学生像科学家一样去探索,激发他们的求知欲,更是为了渗透科学精神的培养。
2.探索
(1)把通电的导线拉直放在指南针的上方
教师活动:指导学生把通电的导线拉直放在指南针的上方的操作,提示重复通电、断电观察现象(微课指导操作)。
学生活动:分组实验,用通电导线靠近指南针,观察指南针指针的变化。
(2)让磁针偏转角度更大(实验效果更明显)
教师提问:有什么方法让实验现象更明显?
学生活动:从已有经验值中寻找方法,思考让磁针偏转更明显的方法。(教师引导:让电流变强会更明显吗?)
教师活动:提炼学生观点,形成实验思路,通过短路让电流增大,让实验现象更明显。
实验指导:①拆除电路中灯泡及灯座,形成短路电路,重复实验操作;
②制作导线线圈,替代直导线进行实验。引导学生尝试线圈不同的放法,观察哪一种偏转得最明显。(微课视频指导操作)
学生活动:根据指导开展实验操作,及时做实验记录。
[设计意图]实验分为两部分,第一部分学生经历奥斯特的实验,发现电流与磁有一定联系。在此基础上思考如何使得实验现象更明显,形成有层次的活动,带领学生逐步认识到增大电流、增加通电导线数量可以增大磁力,为后续电磁学的学习做铺垫。
3.研讨
师生交流研讨:(1)分析实验现象,你有什么发现?
(2)电和磁之间能否相互转换?你的依据是什么?
学生活动:尝试解释现象(教师从两方面引导:一
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