探究电磁铁的磁性强弱 教学设计及反思

探究电磁铁的磁性强弱(教学设计及反思)本节是沪粤版九年级下册物理课本第13-17页的内容，主要内容有：知道什么是电磁铁；通过实验认识电磁铁的特点；实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素，了解电磁铁及其在现代生产实践中的应用。本节内容是电流的磁效应的拓展和深化，在教材上起着承上启下的作用。我先复习奥斯特的实验、通电螺线管周围的磁场、右手螺旋定则，然后再由磁悬浮列车、电磁起重机引入新课。显得平谈无奇，不能充分吸引学生的兴趣。课后觉得可以借鉴其他老师的经验，导入环节巧设问题，以钓鱼玩具等引入课堂，引入非常新颖，贴近生活，一步步将学生引入到课堂之中，激发学生主动探索知识的兴趣。在引入课题以后，让学生完成课本第13页的活动1，观察电磁铁，然后拆开电磁铁，观察它的结构，把它的主要部件的名称写在方框中。然后在课本16-25图中的器材中选取塑料管、铁钉、漆包线、胶带、大头针等器材制作了简易的电磁铁。在第一个班上课时，由于准备不够充分，只在课堂上演示，达不到预期的效果。后来在其他两个班上课时，就改变了思路，让学生分组实验探究，并给每个学生明确的任务，共同完成探究实验。这节课的重点和难点是：探究影响电磁铁的磁性强弱的的因素，实验中涉及到物理学探究实验中两种常用的方法：控制变量法和转换法。首先，课堂上需要学生利用老师提供的塑料管、铁钉、漆包线、胶带、大头针等器材制作了简易的电磁铁，对学生的动手能力有较高的要求，部分学生不知道应该怎样绕线，原来估计是5分钟的时间，实际实验中差不多用了10分钟的时间。电磁铁做好后，在连接电路时，出现有同学不会正确的连接电路，连线过程中开关一直是闭合的，没有断开，有必要复习一下电路连接的知识。在探究电磁铁的磁性的强弱跟哪些因素有关时，采用的方法是实验探究中常常用到的控制变量法，在探究与电流大小的关系时，怎样改变线圈中的电流？（可以通过移动滑动变阻器的滑片，改变电阻的大小，来改变电流的大小）。在探究磁性强弱跟线圈的匝数的关系时，学生就说不清要控制电流大小不变、怎样控制电流大小不变，老师可以提示一下：13章电路的连接方式，可以把匝数不同的线圈接入同一个电路中，组成一个串联电路，这样的话，流过两个线圈的电流是一样的。学生很有可能在接线的时候，不注意刮去漆包线表面的绝缘层，如果不刮去，相当于断路，实验中造成有2个小组制作的电磁铁不能吸起大头针。后来在第3个班上课前，我提前用砂纸打磨好漆包线的两端，就没有出现同样的情况了。其次，我在设计学生探究实验时遇到两个问题：一、如何增强电磁铁的磁性。一开始我演示时用的漆包线较短，绕的匝数较少，只有20圈左右，所以勉强只吸起1枚大头针，效果不明显。第二次实验，准备的漆包线相对长一点，线圈的匝数有40圈左右，效果就明显多了。我们可以通过什么现象来知道电磁铁的磁性的强弱呢？提示学生可以通过观察吸引大头针的个数来反映电磁铁磁性的强弱。（这个就是我们物理探究实验中常用的另外一种方法——转换法）。后来游老师说板书时可以把两次实验中两个不同的线圈吸引大头针的数目在黑板上画出来，直接进行比较，一目了然。二、如何消除电磁铁的剩磁。活动中电磁铁闭合开关时电磁铁产生磁性，断电后有两枚大头针没有及时掉下来，联系《16.1从永磁体谈起》中活动2探究“磁化”和“去磁”，可以放在火焰上加热或者不断敲击，但这样做的话，势必要增加这节课的分支，时间也不允许，课后我在网上了解一下，可以用软铁来代替铁钉，这样的话，断开开关，磁性很快消失。为了让实验效果更加明显，提示学生电磁铁应该尽量靠近大头针。实验结束后，小组的同学互相交流，分析实验的数据，得出结论。本课教学中，所用的器材比较简单，但是实验过程中还是出现了很多预料不到的问题，比如说个别学生不会正确连接电路，学生提出了与课本不同的猜想，老师要引导学生只研究电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数的多少两个因素就可以了。平时在教学中，应该多注意一下跟本节课相关的知识，备课时应该多考虑一些细节问题，充分发挥教师的引导作用，把课堂交给学生，让学生成为课堂的主人。

教科版科学6上4.5《电磁铁》教学设计【教材简析】本课是六年级上册《能量》单元的第5课，意在引导学生经历完整地探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的过程。利用对比实验寻找影响电磁铁磁性强弱的因素，非常适合学生的心理需要和认知水平，通过假设、设计、验证和分析等一系列过程，更有利于培养学生缜密的思维。本课有两个活动：第一，作出我们的假设。学生要利用已有经验，推测影响电磁铁磁性强弱的可能因素。第二，设计实验，检验假设。本节课主要安排学生共同检验电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小是否有关，重点思考如何在对比实验中控制条件的问题。【学生分析】学生在前一课的学习中已经知道了电磁铁的基本构造，电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质。本课中学生通过观察电磁起重机和自制的电磁铁，发现电磁铁的磁性强弱是不同的，从而引出探究的问题：电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关？学生具备设计对比实验的能力，也有一定的数据分析能力，为本课的开展奠定了基础。【教学目标】科学观念：通过探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，理解电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小等有关，体会结构与功能的一致性。科学思维：运用综合分析归纳的方法，得出电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关：匝数少磁性弱，匝数多磁性强；电流小磁性弱，电流大磁性强。探究实践：在探究电磁铁磁性强弱影响因素实验中，能识别并控制变量，设计对比实验，讨论改进，并实施方案。通过经历完整的探究过程，能够用探究过程中的数据作为证据支持自己的观点，培养证据意识。态度责任：在探究影响电磁铁磁性强弱因素过程中，能合作改进实验方案，进行实验，养成实事求是、规范实验的科学态度；在研讨交流过程中，能基于证据发表自己的见解，学会倾听，养成反思的习惯。体会交流与讨论的必要性。【教学重难点】重点：通过实验发现电磁铁磁性强弱可以改变。难点：会识别变量设计对比实验，会控制变量检验线圈匝数、电流大小对磁性强弱的影响。【教学准备】为学生准备：大铁钉、导线、大头针、电池、电池盒、小空盒。教师准备：班级记录表、教学课件、活动手册。【教学过程】一、聚焦1.出示电池组和铁芯，让学生组装电磁铁，并完成搬运。两只小空盒，一只空的，另一只装有若干大头针。如何把大头针用电磁铁从一只小空盒搬到另一只小空盒，不能直接用手拿。2.请一位学生用电磁铁搬运大头针。3.观看电磁起重机工作场景的视频。4.提问：为什么电磁起重机有这样大的磁力，而我们的自制电磁铁却只能吸引几枚大头针呢？这节课，我们就一起来研究“电磁铁”。设计意图：通过活动操作和观看电磁起重机工作场景，直观地了解电磁铁的磁性强弱是可以改变的，激发学生对磁性强弱研究的兴趣。二、探索（一）影响电磁铁磁性强弱的因素可能有哪些？1．提问：你觉得影响电磁铁磁力大小的因素可能有哪些？你是根据什么做出这样的假设的？2．分组讨论。3．讨论汇报。（板书：线圈圈数、电池数量、铁芯粗细、铁芯长短、线圈长短、线图粗细、线圈形状、线的类型……）（二）设计实验，进行检验1.老师给每个小组准备了一些实验材料：1组电池、2组电池、3组电池、大头针、20圈的电磁铁、40圈的电磁铁、60圈的电磁铁等。我们利用这些材料可以用来研究哪个问题？2.制定研究计划，完成表格。研究的内容电磁铁磁性强弱的实验研究研究假设电磁铁，磁性（磁能）研究改变的条件研究不变的条件怎么改变这个条件吸起大头针数（个）磁性强弱排序实验结论电磁铁，磁性（磁能）3.交流研究计划。交流重点：（1）我们的假设要完整具体，即要说出线圈匝数多少与磁性强弱的具体关系；电流大小与磁性强弱的具体关系。（2）做这个实验需要哪些材料？（3）对比实验只能改变一个条件，为了实验的公平，应当控制不变的条件有哪些？4.实施研究计划，整理实验数据。（1）实验时应注意些什么？（观看微视频）规范操作：钉尖吸引；慢慢移动；断电数数。注意事项：注意分工，做好记录，实验后整理好材料；完成实验后将各组数据登记到汇总表。（2）看清实验记录单，动手实验。（3）汇总到班级记录表。设计意图：这两个活动属于典型的对比实验，实验前小组研究计划的制定尤为重要，学生重点需要考虑的是怎样做到公平实验，实验需要改变的条件是什么，实验不需要改变的条件是什么。如何控制这些条件是学生操作的难点，因此实验前需要结合活动手册中的表格进行讨论。三、研讨数据，得出结论1．各小组准备汇报发言。2．汇报交流：实验前的假设是什么？实验取得的数据是什么？数据能不能说明问题？3．再次观察汇总的数据，又有什么新的发现？（同样线圈匝数或者同样的电池数量，每个小组的实验数据也是不一样的）这是为什么呢？设计意图：学生通过实验结果归纳共同得出结论：电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，即线圈匝数多磁性强，线圈匝数少磁性弱。电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，即电流大磁性强，电流小磁性弱。四、拓展影响电磁铁磁力大小的因素还有很多，课后请大家继续来研究其他因素与电磁铁磁性强弱的关系。设计意图：显然影响电磁铁磁性强弱的因素还有很多，引导学生继续用所学方法开展研究，得出科学结论。【板书设计】电磁铁电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关？与线圈匝数有关：线圈匝数多磁性强，线圈匝数少磁性弱。与电流大小有关：电流大磁性强，电流小磁性弱。与铁芯粗细有关：【活动手册使用说明】活动手册的内容包括研究的内容、研究的假设、改变的条件、不改变的条件、吸起大头针的个数、磁性强弱的排序和实验结论。学生可以根据所在小组选择的研究内容进行填写。这样设计是为了让学生重点掌握对比实验的基本思路，经历一个完整地探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的过程。在记录时教师要特别强调学生记录真实的实验数据，鼓励学生用实验数据来证明自己的猜测。研究的内容电磁铁的磁性强弱是否与线圈匝数有关？研究假设磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关：线圈匝数多磁性强，线圈匝数少磁性弱（根据自己的假设填写）

改变的条件电磁铁的线圈匝数不改变的条件电流大小，铁芯粗细、大小，线圈的粗细、长度等条件如何改变根据实验实际情况填写吸起大头针个数根据实验实际情况填写强弱排序根据实验实际情况填写实验的结论磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关：线圈匝数多磁性强，线圈匝数少磁性弱研究的内容电磁铁的磁性强弱是否与电流大小有关？研究假设电磁铁的磁性强弱与电流大小有关：电流大磁性强，电流小磁性弱（根据自己的假设填写）改变的条件电池大小（或电池节数）不改变的条件铁芯的粗细、大小，线圈的圈数、粗细、长度等条件如何改变根据实验实际情况填写吸起大头针个数根据实验实际情况填写强弱排序根据实验实际情况填写实验的结论电磁铁的磁性强弱与电流大小有关：电流大磁性强，电流小磁性弱

5.电磁铁【教材简析】在前一课学生已经知道了电磁铁的基本构造，电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质。并且部分学生在用电磁铁搬运大头针的过程中，也能发现搬运的数量与电磁铁的磁性强弱有关，本课中学生在观察电磁起重机和自制电磁铁的经验基础上，聚焦“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的问题，推测影响电磁铁磁性强弱的因素，接着作出自己的假设，通过提问、假设、设计、验证和分析等一系列过程，经历完整的探究活动，发展学生科学思维和探究实践能力。本课有两个活动：第一，作出假设。调用已有经验，推测影响电磁铁磁性强弱的可能因素，并作出假设；第二，设计实验，检验假设。经历检验电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小是否有关的探究过程，重点思考如何在对比实验中控制变量。【学情分析】六年级学生对影响电磁铁磁性强弱的因素有一定的感性认识，比如他们认为电磁铁磁性强弱跟电压大小、电流大小、线圈长短、铁芯粗细、线圈匝数、铁钉大小等有关，但具体有哪些影响因素，如何影响？需要经过科学探究方能得出结论。学生已经具备了控制变量的意识，也已具有一定的科学探究能力，因此教师可以在学生设计和实施实验时适当放手，让学生自己去探究，并且用自己探究获得的数据来支持自己观点。基于教学实践经验，在学习本课时学生的学习水平会有差异，因此会预设进行分层教学，根据学生小组探究的进度提供补充材料，发展学生的自主学习能力。【教学目标】科学观念：通过探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，理解电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小等有关，体会结构与功能的一致性。科学思维：运用综合分析归纳的方法，得出电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关：匝数少磁性弱，匝数多磁性强；电流小磁性弱，电流大磁性强。探究实践：在探究电磁铁磁性强弱影响因素实验中，能识别并控制变量，设计对比实验，讨论改进，并实施方案。通过经历完整的探究过程，能够用探究过程中的数据作为证据支持自己的观点，培养证据意识。态度责任：在探究影响电磁铁磁性强弱因素过程中，能合作改进实验方案，进行实验，养成实事求是、规范实验的科学态度；在研讨交流过程中，能基于证据发表自己的见解，学会倾听，养成反思的习惯。体会交流与讨论的必要性。【教学重难点】重点：探索电流大小、线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响。难点：设计对比实验，探索电流大小、线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响。【教学准备】

教师：1.教学课件；2.电磁铁成品和半成品各一个。学生：1.三节干电池、三个电池盒、三根两端裸露的漆包线、三枚退火的8cm铁钉、1盒大头针、塑料盘等，2.学习记录单。

【教学过程】一、问题聚焦：激发兴趣、揭示课题（预设5分钟）

材料准备：课件，电磁铁1.游戏导入：比一比，谁能最快制作一个能吸引大头针的电磁铁。说一说，对比分析吸引大头针的枚数，有什么发现？不同的电磁铁，吸起大头针的数量不一样，是什么因素引起的？引出本课探究的核心问题，电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢？全班交流，提出可研究的科学问题，从线圈、铁芯、电流这三个方面进行归纳，并预测具体关系。【设计意图】通过游戏活动体验，一方面让学生学习运用已学知识达到复习巩固之目的，同时激发学生学习兴趣；另一方面，让学生从真实的活动数据中产生疑问，发现、聚焦并尝试提出科学问题，自然导入本课的研究主题。二、探究研讨（预设30分钟）材料准备：课件，学习记录单，三节干电池、三个电池盒、三根两端裸露的漆包线、三枚退火的8cm铁钉、1盒大头针、塑料盘等。1.合作探究：探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数、电流大小的关系。（1）提出问题：电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少有什么关系？电磁铁磁性强弱与电流大小有什么关系？（2）作出假设谈话：从线圈方面看，电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，有什么关系，理由是什么。从铁芯和电流方面看，电磁铁的磁性强弱又与哪些因素有关，有怎样的关系，理由是什么。过渡：为了验证我们的假设，我们需要设计、动手实验来收集证据。我们收集什么证据呢？也就是说用什么来判断电磁铁的磁性强弱？（3）制定研究计划设疑：我们怎样来设计这个对比实验，收集支持假设的证据呢？学生分组讨论：制定研究计划，完成表1和表3。全班交流研究计划：你觉得在这个实验中要改变的条件是什么？（线圈的匝数、电流大小）如何改变线圈的匝数（电流大小）？绕多少匝合适？实验做几次？为什么？每次应该相差多少匝呢？（一般要相差20匝及以上，效果才比较明显）讨论：刚才我们讨论了实验中需要改变的条件，为了实验的公平，应当控制不变的条件有哪些？如何控制这些条件不变呢？小组修改完善研究计划。（4）实验探究实验指导：观看微课。学生分组实验：各小组根据实验计划进行实验探究，并记录实验结果，教师巡视指导。2.交流研讨汇总各小组实验数据，小组代表汇报分析，其它组质疑补充说明。3.归纳结论：通过实验我们发现：在其它条件不变的前提下，电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，线圈匝数越多，磁性越强；线圈匝数越少，磁性越弱；电流越大，磁性越强；电流越小，磁性越弱。【设计意图】以学生的认知基础为学习起点，从学生的问题出发，从根据已有经验猜测到作科学的假设，培养学生作出假设的能力。电磁铁能吸铁孩子们已经很熟悉，但是一部分孩子还不能把它作为证据支持自己的假设，用什么来判断电磁铁的磁性强弱？这个问题一方面培养孩子将实验数据转化为证据的能力，另一方面问题以孩子的认知为基础，又具有一定的开放性，培养孩子的发散性思维。三、总结延伸、生活运用（预设5分钟）1.反思总结提问：我们今天探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小之间的关系，经历了哪些研究过程？有哪些收获？2.生活应用提问：你知道电磁铁在生活中，有哪些应用吗？请举例并解释。3.拓展出示ppt图片：你觉得这个电磁起重机为什么磁性那么强，竟能吸起一辆小汽车呢？（学生发言）课后可以去查查资料，看看你的解释是否有道理。【设计意图】通过反思总结，帮助学生初步理解科学探究的一般过程，发展学生科学探究能力。通过应用拓展环节，联系学生生活实际，促使学生迁移运用所学知识，提高学生基于真实情境解决真实问题的能力。四、板书设计【疑难解答】1.铁钉不够长，线圈匝数多了后，绕不下，怎么办？教师在选用导线的时候，尽量用比较细的导线，并且提前下水实验，尽可能在铁钉上能绕上100匝，也可以用漆包线，受材料限制实在绕不下的，也可以绕两层。2.线圈匝数、电池数量等很多条件都相同的电磁铁，吸引的大头针数量为什么不同？在学生实践过程中，不同小组在线圈匝数、电池数量等很多条件都相同的情况下，还会出现吸引的大头针数量不同的现象，此时教师可以鼓励学生分析影响电磁铁磁性大小更多的原因，例如电池电量，操作方法，电磁铁导线接触不良等。

课堂反思：六上4-5电磁铁教材分析：上节课学生经历了制作电磁铁、搬运大头针、研究电磁铁南北极这三个活动，已经知道了电磁铁的基本构造，知道电磁铁具有接通电流具有磁性、断开电流磁性消失的性质，还知道了电磁铁具有南北极而且电磁铁的南北极可以改变。本节课，学生将完整地经历探究“电磁铁的南北极与哪些因素有关”的过程。本课有两个任务：第一，提出问题，做出假设。第二，设计实验，检验假设。主要安排学生共同检验电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大