五年级下册《科学》教材总体说明

五年级下册《科学》教材总体说明

一、教材的教学目标

科学探究

•在探究活动中，使学生体验到针对问题做出猜想与假设后，制

定一个可行的研究计划的重要意义。

•能提出进行探究的大致思路。

•能对自己或小组提出的探究问题做出书面计划。

•进一步使学生在各种探究活动中亲历科学探究的过程，并能将

自己的结果与已有的科学结论做比较。

•能应用已有知识和经验对所观察的现象作假设性解释。

•能从多种途径搜集信息，能利用表格、图形等方法整理有关资

料，能利用资料发现规律或对现象做出合理的解释。

•能对同一现象做不同的解释。

情感态度与价值观

•想知道，爱提问，愿意合作与交流。

•珍爱生命。

•认识到科学是不断发展的。

•乐于用学到的知识改善生活。

科学知识

•知道电能产生磁，知道电磁铁的基本性质和影响电磁铁磁极、

磁力变化的因素，了解电磁铁的应用。

•知道太阳每天在天空中的运动模式，认识一天中温度和影子的

变化与太阳高度有关，知道昼夜是由于地球自转形成的，了解

四季变化是由于地球公转形成的，认识昼夜交替变化和四季变

化对动植物的影响。

•知道细胞是生命体的基本单位，了解无处不在的微生物的生活

与功过。

•知道生物的很多特性是遗传的，了解遗传与变异也是生物的特

性之一，了解人们对遗传规律的利用。

•了解人的一生生长的大致过程，了解青少年身体发育的特点及

青春期的主要身心发展特点。

教学目标的具体落实，请参看下表：

《全日制义务教育科学（3—6年级）课程标准（实验稿）》在每课中的

体现表

见5下课标1

《全日制义务教育科学（3—6年级）课程标准（实验稿）》在每课中的

体现续表

见5下课标2

《全日制义务教育科学（3—6年级）课程标准（实验稿）》在每课中的

体现续表

见5下课标3

二、教材的结构体系

1、教材内容概述

本册教材围绕认识事物的现象与本质的关系，针对“生命世界”、

“地球与宇宙”、“物质世界”进行探究，安排了“听话的电磁铁”、

“地球的运动”、“显微镜下的世界”、“遗传和变异”、“青春活力”、

“我们怎样做计划”6个主题单元，共21课，设计安排了53个活动。

“听话的电磁铁”：教材按照教一扶一放的梯度编排，重点指导学

生制订实验研究计划，让学生在计划的指导下探究影响电磁铁的磁力、

磁极变化的因素，了解电磁铁的原理与应用。

“地球的运动”：教材按照从学生身边可接触的现象展开研究，到

原理的揭示进行编排。重点指导学生制订观察计划，通过观察、实验等

方式研究因地球的运动而引发的自然现象和地球运动本身。

“显微镜下的世界”：教材按照由浅入深的梯度编排，重点指导学

生制订调查计划，引导学生通过观察、实验、调查等途径了解生物体的

基本单位——细胞：微生物的无处不在，它们是怎么生活的以及它们的

功过。

“遗传与变异”：教材按照从认识遗传与变异的现象、规律到规律

的利用的层次编排，学生通过观察、阅读、调查等方式了解生物遗传与

变异的特性，关注与生物繁殖有关的生物技术。

“青春活力”：教材按照我们的成长存在变化——怎样变化——青

春期的变化编排顺序，让学生在资料的搜集与整理中找到青少年身体发

育的特点，在阅读与辨析中了解青春期主要身心发展特点及青春期的健

康常识。

“我们怎样做计划”：反思本学期学习中做过的计划，总结制订计

划的经验，懂得制订出一个可行的研究计划的重要意义，然后引领学生

将总结出的方法理论进行又一次的运用。

本册教材将在学生能针对探究活动提出大致思路的基础上，学会制

订合理、可行的计划，训练学生用清晰的思路、规范有序的操作和正确

的方法搜集证据、验证假设。培养学生制订计划的能力对于提高他们科

学探究能力有着重要的意义。

教材结构特点与呈现方式

内容单元主题关键词情感态度方法、技能

制定研究

物质性质与认真细致

1.听话的电磁铁计戈U

世界应用激励创新

对比实验

地球科学发展的长制定观察

现象与

与2.地球的运动期性与艰苦性计戈！1

成因

宇宙曲折性猜想、实验

生命3.显微镜下的世微小正确认识事物制定计划

世界界功过的正反两面性观察实验

生命了解科学技术促进

4.遗传与变异观察调查

世界利用发展改善生活

生命变化搜集资料

5.青春活力珍爱生命

世界健康整理信息

方法6.我们怎样做计总结乐于合作与交制定计划

技能划迁移流解决问题

•科技史的作用

科技史是本套教材的特色。表现在教材力图挖掘科技史与教学内容

之间、探究能力训练重点之间的结合点，发挥着多功能的作用。本册教

材科技史的呈现方式和功能详见表2。

•栏目设计的示范作用

教材通过“第儿组的预测”“第几组的实验计划”、“第几组的观

察计划”、“我们的调查计划”、“采访记录”、“调查统计表”、“调

查报告”等形式，潜移默化地引领学生进行科学探究活动，体验科学

探究的过程。

•指南车信箱的多重功能

教学时，指南车信箱能起到扩充知识、激发兴趣、提供结论、提供

验证依据等多种教学功能。

三、教学策略及注意的事项

•两种探究方法基本教学过程的区别

在四年级中，我们就这个问题已进行了阐述，对此问题的深入理解,

将有助于教师进行教学设计。

科学探究学习方法应包括两种方式，即发现式探究方法及接受式

探究方法。我们的学习方法可分为接受式学习和探究式学习两类:

学习分类的箭图如下：

―授受―习《被动接爱式学习）一搐受式

学习按受式探究（生动接受K学习）学习学可

Mt究贰学习---------------------------------------

________发现式探究/发现式学耳_______________

示意图如下：

接受大半目株究式学4

可理解为：

发现式探究的学习过程：

在实验观察中直接获

获取事实一提出问题一提出假设一寻找事物间的关系或变化规律一得出结论

主动发现的过程

接受式探究的学习过程：

在搜集、整理资料中间接获取事实

获取事实一提出问题一提出假设一寻找事物间的关系或变化规律一得出结论

主动接受的过程

•“制订计划”为本册探究能力的训练重点

依据五年级学生的认知特点和思维发展水平，并且通过前面的科学

探究活动对学生己进行的初步训练，他们能够形成进行探究活动的大致

思路，那么本册教材将重点训练学生学习制订书面的能力。教学中我们

要注意用一定的方式让学生完善自己的或小组的计划，然后关注“计划”

的实施情况。由于制订计划涉及研究问题的确立、变量的选择和控制、

实验操作的方法，甚至还要具体到学生的如何分工和合作等，这些都对

学生的探究能力提出了新的挑战，因此让制订计划和实施计划贯穿于探

究过程的始终，动手和动脑有机结合，对于提高学生的探究能力和科学

素养，丰富探究活动的内涵有着重要的价值。

•重视科学与技术的关系

科学与技术是密不可分的，它们都包含对知识和技能的运用，并共

同对人类的生活产生影响。在“听话的电磁铁”、“显微镜下的世界”、

“遗传与变异”等教学中，教师应致力于提高学生的科学探究能力和技

术设计能力，培养创新意识和实践能力，引导学生关注日常生活中的科

技新产品、新事物。

四、附表

表1湘版五年级下册科学教材探究能力要求

探究要素对探究能力的基本要求

能结合实际经验、外来信息或实验现象提出与课题有关

提问

的问题。

猜想与假设当一个量变化时，猜测另一变量的发生变化趋势。

1.能发现事物间的因果变化。

观察、实验

2.选择仪器设计简单的实验。

搜集

3.根据探究需要，制订计划，进行观察、实验和调查。

1.能根据所学知识，利用电磁铁的性质进行设计。

制作

2.制作太阳钟。

1.能根据课题需要进行调查。

数据搜集与2.分析处理数据并通过曲线图等表示。

处理3.利用图书网络资源搜集信息资料。

4.能利用工具自己整合梳理信息。

1.用文字和图表清晰表述自己的观点.

表达与交流2.区分不同的观点，作出相应解释。

3.按要求撰写简单的研究报告。

1.能比较研究方法的优劣。

评价

2.能根据探究的需要选用恰当的探究方法。

表2五年级下册科技史的呈现方式、功能、内容细目表

页号呈现方式功能内容

P2资料性正文了解知识，提出问题奥斯特发现电流的

磁效用

P19指南车信箱阅读了解古代的太阳钟——日

P24指南车信箱了解知识，提出问题古人对昼夜成因的猜

想

P26资料性正文提供事实，验证猜想傅科摆

P31指南车信箱了解知识哥白尼创立了“日心

说”

P36资料性正文了解知识，激发学习罗伯特•胡克用显微镜

兴趣发现观察软木切片发

现细胞

P43指南车信箱了解知识，提供猜想巴斯德发现乳酸杆菌

依据及“巴斯德消毒法”

P55资料性正文了解知识，提供方法道尔顿发现人的色觉

缺陷

P56阅读资料了解知识奇怪的皇族病

P58资料性正文「解知以，情感教育孟德尔观察豌豆花发

现生物的遗传规律

P59资料性正文了解知识，情感教育袁隆平培育杂交水稻

P67指南车信箱了解知识，情感教育科学技术的进步促进

人均寿命的提高

P76资料性正文提供示例，情感教育琴纳征服天花的故事

P79资料性正文提出问题，方法指导阿基米德鉴别真假王

冠的故事

表3活动器材及课时安排

课时

单元课题活动器材准备

安排

电池、小磁针、小灯泡、灯座、导

线（其中有一根1米长的）、普通的软

制作电磁铁

铁铁钉、开关、回形针、钢棒、木棒、

铝棒、写计划用白纸。

分组材料：

电磁铁的磁

听话铁钉，导线，电池3节，电池盒，

力

的电回形针1盒。6〜7

磁铁电磁铁的磁电池，电池盒，导线，铁钉，小磁针。

极

制作蜂鸣器的材料，电磁铁在生活

生活中的电中的应用影像资料或图片资料，废旧电

磁铁铃、电话听筒、玩具车马达等。

粉笔、卷尺（米尺）、铅笔、绘图

纸、直尺、厚纸板（或小木板）、竹丝

太阳与影子

（或小铁丝）等。

常见动、植物的图像资料、小猫（或

地球昼夜交替

其他小动物）、手电筒等。

的运7〜8

昼夜是怎样小地球仪、手电筒。

动

形成的

不同季节里的动物、植物的图像资

一年四季

料。

四季是怎样小地球仪、手电筒等。

形成的

解开生物体显微镜、部分细胞切片、记录纸。

结构的秘密

显

微无处不在的一些变质食物的图片或实物、三只透明

镜微生物的杯子、米饭、适量新鲜食物、放大镜。

下

的大豆或菜子等小颗粒物、牛奶两份

微生物怎样5~8

世（或其他食物）

界生活

事先了解和搜集、整理一些关于微

微生物的功

生物知识的资料卡片或书籍杂志。

与过

教师准备：

同一品种植物的果实（西瓜、米、

黄豆等），宠物一家的图片或音像资料。

从种瓜得瓜

学生准备：

说起

自己一家人的照片（尺寸较大的全

遗家福，每人1张）。

传

与

变教师准备：

4〜5

异1.关于嫁接、杂交技术应用的图

片或音像资料P

2.搜集关于孟德尔探寻遗传规律、

找遗传规律，

夏尔育成杂交玉米、袁隆平培育杂交水

育良种

稻的资料。

学生准备：

搜集袁隆平通过杂交育种使水稻

获得优良品质的资料

教师准备：

神奇的基因基因工程技术的利用（如：基因重

工程组、抗虫棉）、转基因食品等方面的资

料，转基因食品调查表等。

教师准备：学生健康检查记录。

学生准备：自己幼儿、儿童时期穿戴过

我们在成长的鞋、帽和衣服、照片、成长日记、成

青长记录卡等。（课前布置学生自带）询

春问爸爸妈妈有关自己的成长情况。

活

力每个学生自备成长简历。5〜6

我们的成长

教师准备每个学生的健康检查记录（备

曲线

用）。

有关青春期生理变化特征、青春期

男孩和女孩保健的图片或影像资料。

教师准备：

1.能体现琴纳征服天花的研究过

程的资料（要求图文并茂，可以做成课

件）。

制定计划

2.学生前面制定的研究计划（具

有代表性的过程性资料）。

我

们学生准备：

怎整理记录表。

样

做教师准备：

2〜3

计1.关于阿基米德鉴别真假王冠的

划

过程性资料（要求图文并茂，可以做成

科学自己做，

课件）。

我也能成功

2.学生分组实验材料：水槽、烧

杯、量筒、橡皮泥、铁块、茶杯、几块

大小不同的卵石等。

学生准备：

制定实验计划的底稿纸、实验记录

表。

第1单元听话的电磁铁

单元概述

继三年级下册学生研究了磁铁的奥秘之后，本单元以电磁铁为研究

对象，安排了“制作电磁铁”，“电磁铁的磁力”，“电磁铁的磁极”

和“生活中的电磁铁”4课。在单元的学习中，新的学习内容将作用于

学生对磁铁一有的认知，在磁铁与电磁铁的比较中获得对电磁铁较全面

的认识。

本单元在结构上分为三层：1、学生将通过电磁铁的制作，了解电

磁铁的结构和组成，知道电可以产生磁，知道电磁铁的基本性质；2、

探究影响电磁铁的磁力大小和磁极变化的因素；3、了解电磁铁的应用。

学生制定研究计划的能力，是本册教材能力训练的重点及任务。作为本

册的第1单元，为了指导学生学习计划的制定，教材按照教一扶一放的

梯度编排。本单元主要采用发现式探究这种学习方式，进一步培养学生

发现、提出问题能力，依据事实，做出合理猜想的能力，按计划开展实

验的能力。从情感态度与价值观方面让学生在学习的过程中领悟到制定

计划能让实验探究有序、有效的进行，在探究电磁铁秘密的过程中乐意

与他人合作与交流，在制定计划的过程中敢于提出意见或建议，在了解

电磁铁的应用中感受科学知识对生产和生活的巨大推动作用。

单元页的画面依次出现了磁、电、电磁铁及利用电磁铁的原理制作

的磁卡电话，与单元小诗相互呼应。介绍了电与磁之间相互作用、又互

为因果的关系，展示了人类对电磁的利用情况及美好前景。

本单元教学，建议安排6〜7课时:

1制作电磁铁

本课是本单元的难点课。教材安排了“模仿奥斯特的发现”、“自

制电磁铁”和“玩电磁铁”3个活动。主要内容是从模仿奥斯特的发现

活动中知道电能产生磁，通过制作电磁铁了解电磁铁的构造和基本性

质，通过放手让学生玩电磁铁发现并提出问题，重点指导学生怎样制定

一个实验研究计划。

教学目标

科学探究：

1.模仿奥斯特的发现，对实验现象进行分析后提出合理猜想。

2.用自制电磁铁研究电磁铁的基本性质。

3.在玩电磁铁的过程中发现并提出问题。

4.会对自己要研究的问题提出简单的设想、方案或思路。

情感、态度价值观：

1.学习奥斯特认真、细致、努力的科学研究精神。

2.体验与他人合作有助于增进思考。

科学知识：

1.知道电能产生磁。

2.知道电磁铁山铁芯和线圈两部分构成，电磁铁通电产生磁性，

断电磁性消失。

教学建议

教学准备

电池、小磁针、小灯泡、灯座、导线（其中有一根1米长的）、普

通的软铁铁钉、开关、回形针、钢棒、木棒、铝棒、写计划用白纸。

课时分配建议

本课建议用2〜3课时

教学导入

讲述奥斯特的发现作为教学的引入，注意像教材处理的那样，将奥

斯特发现的那个现象不要直接告诉学生。那么，奥斯特的实验到底出现

了什么现象，证实了奥斯特的什么猜想，都将激发学生强烈的好奇心。

活动1模仿奥斯特的发现

活动巧妙地利用了奥斯特发现电可以产生磁的这段科技史资料。首

先是科技史对实验方法的指导：让学生用提供的器材，模仿奥斯特的发

现；然后是利用科技史提出要研究的问题：让学生通过对实验现象的分

析，引领学生推测奥斯特的猜想是什么，同时也提出问题：通电导线能

吸引铁吗？

活动建议：

1.学生实验：模仿奥斯特的发现

动手实验前，教师可让学生说一说利用这些器材，怎样来做模仿实

验。依据学生的设计情况，教师给予适当的指导。提示学生实险时要将

小磁针与导线平行地放置在导线的下方或上方，然后接通电流，观察通

电时小磁针N极的指向有什么变化。

2.学生汇报实验现象：看到在接通电源时小磁针的转动，并在垂

直于导线的方向停下来。

3.引导学生分析实验现象，做出推测时：围绕“奥斯特的猜想是

什么”这一问题，组织学生思考。

这是个重要的思维过程，可能需要教师通过两次提问进行引导：

先提出通电导线能让小磁针转动，请学生利用已学知识分析，什么能让

小磁针偏转？（磁）然后再提出奥斯特的猜想是什么？通电导线可以产

生磁吗？如果可以产生磁，那么通电导线就能吸引铁，教材指南车卡通

人的问题就是基于这样的分析推理提出的。这时教师可以提供一些铁

屑，让学生试试，会发现通电导线并不能吸起铁。教师可以借助后面的

参考资料简要介绍电磁铁的发明，引导学生进入下面的学习。

如果有条件的学校，教师可以考虑用1课时来完成该活动的教学。

活动2自制电磁铁

电磁铁是通电线圈的实际应用。教材首先介绍了电磁铁的制作方

法，让学生明白电磁铁的构造就是一个带铁芯的导线圈。然后学生将利

用自制的电磁铁展开电磁铁的基本性质研究，制作电磁铁的材料研究，

为后面电磁铁的磁力、磁极以及电磁铁的应用奠定认知上的基础。教学

时可以分层展开：

1.指导制作电磁铁

奥斯特的发现证实电能产生磁，科学家们进一步发现通电的线圈可

以吸引铁。为了增强通电线圈的磁性，我们可以将一根约1米长的带有

绝缘外皮的细导线紧密地绕在一枚铁钉上，至少30圈。教师需要边讲

解边示范，指导学生在铁钉上缠绕线圈。告知学生将细导线与电池组成

电路，这个装置就是一个电磁铁，至于铁芯为什么会增强线圈的磁性，

可以告知学生在以后还会学习。

2.探究电磁铁的基本性质

实验可放手让学生做，提出观察要求就行，即观察电磁铁接通电源

和断开电源时接触回形针各有什么发现。

3.研究电磁铁的制作材料

这个研究符合学生的心里，在制作电磁铁时告知要用铁钉，学生会

自然想到用其他东西来替代电磁铁中的铁钉，能行吗？教材遵循学生心

理，设计了该活动。教学中除了检验钢棒、木棒、铝棒是否能替代，如

果学生还想试试其他材料，教师应该鼓励学生去试试。

4.总结实验过程，写出自己发现

应先给出时间，让学生独立整理，写出自己的发现，之后可以由师

生共同进行条理化的总结。学生在研究电磁铁的基本性质时总结写出的

一般是：通电时吸起回形针，断电时回形针掉下去，这是实验现象的描

述，教师要引导学生思考，通电时能吸起回形针，说明什么，继而总结

得出：电磁铁接通电源时产生磁性，断开电源时磁性消失。

电磁铁的铁芯只能用普通的软铁铁钉（用火烧过）制作，如果由钢

棒替代，尽管能吸住回形针，但断电时由于钢棒被磁化，断电时钢棒依

旧保持一定的磁性，因此还能吸住回形针。而用木棒、铝棒替代，则不

能被通电线圈磁化，因而吸不住回形针。

值得注意的是，电磁铁磁性的有无可以控制，这在电磁铁的利用中

是个很大的优点，上面内容的学习将与第4课电磁铁的应用建立联系。

活动3玩电磁铁

活动首先是让学生通过玩电磁铁发现并提出问题，然后是根据问题

提出猜想，最后根据自己猜想提出验证这个猜想的大致思路，引导学生

思考制定一个实验研究计划一般包含哪些项目，并尝试着制定一个实验

计划。

玩电磁铁的活动，趣味性强、开放性大。但教师要依据学生的实际

学习情况引导学生展开“玩”电磁铁的活动。在“玩”的过程中，教师

应启发学生应用已知磁铁性质的知识，设计电磁铁的实验，如用电磁铁

靠近小磁针来判断磁极、把电磁铁也吊起来看它是不是指南北、电磁铁

的磁性是不是也是两边强，中间弱……主要是引导学生在玩的过程中或

者玩过后通过对各组实验方法和观察到的实验现象的分析，达到发现并

提出问题的目的。

活动建议：

1.以小组为单位开展活动，在小组学习中，学生之间将会进行更

充分的交流和合作。因为每个学习者都有自己的经验世界，因此可以让

每个人先说说自己打算怎样玩，这样学生要学会理清、表达自己的见解,

而且要聆听、理解他人的想法。另外在玩的过程中有些学生还会提出一

些新的玩法，这样小组成员会在有意或无意的过程中，会发现不同的玩

法出现不同的结果。建议采取竞赛的方式来引导学生玩电磁铁。教师可

以通过语言的激励如：看谁在玩的过程中发现最多？玩过后比比谁提出

的问题多等。防止出现学生玩得特高兴，玩过后没什么发现，也提不出

什么问题的情形，这显然与教材编写原意相违背。

2.玩过后要抓好一个环节，这是学生发现并提出问题的保证。即

组织学生认真分析各组的实验方法和观察到的实验现象，填写小组问题

卡片。

3.组织交流，提取问题，小结评价各组活动情况。

学生交流时，教师要求学生说清楚提出问题的依据是什么。训练学

生在获取事实的基础匕通过时事实的分析，发现并提出问题的能力。

同时也是一种思维的训练，还是对学生表达与交流的训练，做到能清楚

地表述事实和提出问题的思维过程。

各组提出的问题会有很多相同的，教师在这要梳理出学生共提出了

哪些问题。

评价各组活动情况时，要包括玩电磁铁、整理分析、交流问题几个

过程的综合表现，用正面的表扬来激励所有的学生。

学生学会制定研究计划，这是本册的能力训练重点。制定计划是对

前面几册能力训练的延续，因为制定计划先要依据事实，做出合理的猜

想，制定计划忖要用到怎样设计实验等等。作为本册的第1课，教材在

编写上呈现了一幅学生讨论如何制定计划的场景图，教给学生怎样制定

计划的基本程序及要列入计划的基本内容，然后学生试着完成一份研究

电磁铁的计戈h这部分的教学教师要保证教到位，才能为后续的探究奠

定基础。

活动建议：

1.强调制定计划的意义

教师可以提出：我们的问题怎么解决，学生几乎会一致认定做实验

来研究，这时教师可以肯定学生的回答，同时向学生介绍：为了使我们

的实验研究有一定的目的性，实验研究的过程能保持较为正确的方向，

使研究活动能有序的开展。我们需要在实验前学会制定计划。告诉学生

这是一种科学的方法，科学家正是用这种科学的方法来研究大自然的奇

妙。

2.介绍制定计划的程序

计划前要根据问题先提出猜想，教师可以以学生提出的关于电磁铁

的1〜2问题为例，让学生做出猜想。

3.教给学生制定计划要包括的项目

由于学生在以前的科学课学习中已有所接触，因而可以让学生先讨

论，思考制定计划时要考虑写清楚什么内容。然后教师在学生发言的基

础上，介绍•份合理可行的计划，要包括的项目有：研究的问题、我们

的猜想、实验的材料、实验的方法、步骤等。

4.各组自选•个关于电磁铁的问题初步制定一个研究计划。

5.评价计划：评价标准是查看计划项目是否齐全，是否提出了活

动的大致思路。

评价建议

小组在活动中的表现可以采用教师评价为主的方式，学生在小组活

动的表现可以让学生开展自我评价和相互评价。评价的内容包括：

1.小组在自制电磁铁和玩电磁铁两个活动中发现的多少，提出了

多少问题，计划的制定情况等。

2.学生的思维是否活跃，语言交流表达的情况。

本课教学札记

课程资源

奥斯特

奥斯特(1777〜1851)是丹麦物理学家。1777年生于丹麦兰格兰

岛的罗得考宾市。受父亲的影响，奥斯特很早就对药物学、化学实验、

物理学有浓厚的兴趣。1794年，他考入哥本哈根大学，攻读医学、哲学

和自然科学。1806年，奥斯特任哥本哈根大学物理、自然哲学教授。1819

年冬，奥斯特在哥本哈根为一些科学工作者讲授电磁学方面的问题，当

时他正在研究电流对磁针是否有作用的课题，但一直没有什么成效。

1820年的一天，他突然想到以前的实验总是把电流的磁力想成是纵向

力，是否这就是失败的原因呢？他猜测电流对磁针的作用力可能是横向

的。一天他在讲课快结束时突然来了“灵感”，对听众说：“让我把导线

与磁针平行放置来试试看！”于是在课堂上进行了这样一个实验：讲桌

上放置一个伏打电池，用金属丝把它的两极和导线分别连起来，并将一

个小磁针与导线平行地放置在导线的下方，在接通电源一瞬间，小磁针

出人意料地转动了，并在垂直于导线的方向停了下来。教室的听众对此

无动于衷，而奥斯特却激动万分。课后他留在教室里，进一步核对他刚

刚发现的这个不寻常的现象。起初他想磁针的运动也许是因为电流使导

线变热而产生的空气流动所引起的。为检验这一点，他把一块硬纸板放

在导线与磁针之间以阻挡气流，但是毫无变化，现象仍与先前一样。然

后他把伏打电池转了180°,使导线中的电流反向，结果磁针也转了

180°,磁针的北极指向了原来南极所指的方向。奥斯特抓住了小磁针

的这一动，接着进行了3个月的连续实验，终于在1820年7月21日在

法国杂志《化学与物理学年鉴》上发表了他的论文。该杂志不仅破例给

予全文发表，还加上了这样不同寻常的按语：“年鉴的读者都知道，本

刊从不轻易支持宣称有惊人发现的报告，至今我们都因为能够坚持这一

方针而自诩。但是，至于说到奥斯特先生的文章，则其所得结果无论显

得多么奇特，都有极详细的记录为证，以至无任何怀疑其谬误的余地。”

这说明电流的磁效应的发现，在当时的科学界中，引起多么大的震惊和

重视。奥斯特的这一伟大发现，被作为划时代的一页载入了史册。为了

纪念他，从1934年起，磁场强度单位命名为奥斯特。

电磁铁的原理

内部带有铁芯的通电螺线管叫电磁铁。当在通电螺线管内部插入

铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁

体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。为了

使电磁铁的磁性更强，通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈

的绕向相反，一边顺时针，另一边必须逆时针。如果绕向相同，两线圈

对铁芯的磁化作用将相互抵消，使铁芯不显磁性。另外，电磁铁的铁芯

用软铁制做，而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后，将长期保持磁性

而不能退磁，则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制，而失去电磁

铁应有的优点。

自制的电磁铁有时在断电后仍有磁性，能吸起些大头针或细铁屑。

这是因为所用的铁芯（铁钉等）不是好的软磁材料，断电后仍有剩磁所

致。需要将铁钉用火烧过，即采用淬火的方法来解决。非铁磁性物质，

如铝、铜、锡、铅等金属材料，不能用作铁芯材料。

电磁铁的发明

1822年，法国物理学家阿拉戈和吕萨克发现，当电流通过其中有铁

块的绕线时，它能使绕线中的铁块磁化。这实际上是电磁铁原理的最初

发现。1823年，斯特金也做了一次类似的实验：他在一根并非是磁铁棒

的U型铁棒上绕了18圈铜裸线，当铜线与伏打电池接通时，绕在U型

铁棒上的铜线圈即产生了密集的磁场，这样就使U型铁棒变成了一块“电

磁铁”。这种电磁铁上的磁能要比永磁能大许多倍，它能吸起比它重20

倍的铁块，而当电源切断后，U型铁棒就什么铁块也吸不住，重新成为

一根普通的铁棒。

斯特金的电磁铁发明，使人们看到了把电能转化为磁能的光明前

景，这一发明很快在英国、美国以及西欧一些沿海国家传播开来。

1829年，美国电学家亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些革新，绝

缘导线代替裸铜导线，因此不必担心被铜导线过分靠近而短路。由于导

线有了绝缘层，就可以将它们一圈圈地紧紧地绕在一起，由于线圈越密

集，产生的磁场就越强，这样就大大提高了把电能转化为磁能的能力。

到了1831年，亨利试制出了一块更新的电磁铁，虽然它的体积并不大，

但它能吸起1吨重的铁块。

电磁铁简介：电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。

如果按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种：（1）牵引电磁铁一

一主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务。

（2）起重电磁铁——用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性

材料。（3）制动电磁铁——主要用于对电动机进行制动以达到准确停车

的目的。（4）自动电器的电磁系统——如电磁继电器和接触器的电磁系

统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等。（5）其他用途的电磁铁一

一如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。

参考资料

单元参考用书：《科学探索者.电与磁》作者：应必锋

浙江教育出版社

2电磁铁的磁力

本课的内容是让学生探究影响电磁铁磁性大小的因素。学生在本节

课的学习中，将经历一个完整的科学探究过程，通过实验获取事实一

提出问题——做出猜想——制定计划——展开实验——得出结论一

设计应用。本课的重点、难点是指导学生学会制定详细、可行的实验计

划。

教学目标

科学探究

1.依据实验，对影响电磁铁磁力大小的因素做出猜想。

2.针对影响电磁铁磁性大小的因素的猜想，制定计划并实施探究

活动。

3.归纳概括出影响电磁铁磁性大小的因素。

4.能运用所学设计“超级”磁力电磁铁。

情感态度与价值观

1.培养学生实事求是，认真细致，与人合作的实验习惯。

2.培养学生独立思考、勇于探索的科学态度。

科学知识

知道电磁铁的磁力大小与电磁铁线圈的圈数，连接电池节数的多少

有关。

教学建议

教学准备

分组材料：

铁钉，导线，电池3节，电池盒，回形针1盒。

课时分配建议

本课建议用1〜2课时。

教学导入

采用教材中设计的实验，引入本课的学习是比较好的方式。教学时

每组可以制作1〜2个电磁铁进入实验。教师要注意实验只是作为一种

形式，重要的是通过实验调动学生的思维，当学生发现各组制作的电磁

铁吸起的回形针数量不一样的时候，教师要引导学生通过对电磁铁的比

较发现其不同之处，寻找可能影响电磁铁磁力大小的因素。

活动1改变电磁铁磁力的大小

由于学生在上面的活动中，将自己与其他组的电磁铁经过对比，可

能已经发现了电池节数、线圈圈数可能是影响电磁铁磁力大小的因素，

这些基本事实的获得是学生猜想的依据。因此本活动就是从让学生做出

猜想开始，然后用一个范例来指导学生制定实验计划并按计划实施探究

活动，最后综合分析出影响电磁铁磁力大小的因素。较之第1课，制定

计划的要求有所提高，一方面计划要更细致，尤其是实验所需材料，对

比实验中变量的控制，实验的步骤都要考虑周到，做到科学、合理，可

行；另一方面还要设计一些实验记录表格，便于做好实验记录。因此教

师在利用这一范例指导学生制定计划时一定要强调到位，让学生加深对

这一科学的学习方法的领悟。

从认知的角度和能力训练的角度来看，此活动是本课的重点活动。

活动建议：

1.猜想：影响电磁铁磁力大小的因素可能有哪些？说一说猜想的

依据。可以让学生事先填写教材第6页的表格，这样给了每个学生一个

独立思考问题和语言表达准备的时间，让他们的思维都处于积极的状

o

2.组织交流：这里可能存在两种情况，一种是前面的实验中已看

到事实，因此学生提出的猜想会有根有据的，如猜想电磁铁的磁力大小

可能与线圈的圈数，铁芯的形状，电池的节数有关；还有一种是学生思

维的结果，推测电磁铁的磁力大小可能还与导线的粗细，铁芯的粗细、

长短，线圈缠绕的稀疏等有关。教师都要将学生的猜测逐条记录在黑板

上，如果课前材料做了准备，可以提供材料给相关的学生研究，如果没

做材料上的准备，学生在课堂上已学得方法，可以让学生课后开展研究。

3.指导学生制定计划，设计实验记录表。

可以以教材提供的“第3组实验计划”这个范例来展开分析和指导，

也可以找出第1课中山学生设计的同样是研究电磁铁磁力大小与电池节

数有关的实验计划进行讨论，或者可以将两个计划进行比照，不管怎样,

重点要抓住实验所需器材和实验的步骤，实验中怎样控制变量来做好对

比实验，这样的指导才会有效。实验记录表的设计难度不大，教材中

也提供了一个范例，教师简要讲解就行，必须要记录影响实验结果的因

素和实验结果的变化。

4.学生分组制定计划，设计实验记录表。

考虑课堂教学时间，建议各组选一个问题制定实验计划和实验记录

表。教师要注意巡视指导，个别的问题小组教师可以指导到位，发现学

生计划制定中普遍存在的问题，要在学生完成计划后，组织集体讨论，

进一步完善计划。注意充分利用教材中第7〜8页的计划和记录表的留

白，无需另行准备白纸。

5.按计划实施探究活动，提示学生及时记录实验结果。

6.小组分析实验记录表，填写实验结论。

7.总结交流，成果共享，师生共同总结得出：通过实验研究发现

电磁铁磁力的大小与电池的节数，线圈的圈数有关。

拓展设计“超级”磁力电磁铁

设计“超级”磁力电磁铁，是对前面研究成果的综合利用，学生必

须考虑哪些方法可以加大电磁铁的磁力。活动建议采用比赛的方式进

行，看哪组的电磁铁磁力超级强。如果课余学生对其它因素也进行了研

究，比赛还可以延伸课后，这样可以激发学生更大的探究热情。

评价建议

评价的主体可以多元，学生、教师、家长都可参与进来。评价的方

式以师评为主，主要评价各组计划的制定情况，“超级”磁力电磁铁的

设计制作情况，影响电磁铁磁力大小的因素课外探究情况。

本课教学札记

课程资源

影响电磁铁磁力大小的因素

电磁铁的磁力来自于线圈的电生磁。所以单位截面积中，线圈所流

过电流的总数即是决定磁力多寡的最大因素。

要让单位截面积中电流增加，可以：

1.加大电压，根据I=V/R,V/R1JI7.

2.加大线圈数，同一截面积中，若线圈电流固定,通过的线圈数/,

总电流/。

3.若线圈数固定,可减低电阻，以得到较大电流。根据I=V/R,则

1/。1?=0畴，即为超导体,此时I=V/R公式不再适用，要用别种方式来算;

电流虽然不是无限大,不过此时的电流仍是极为强大的。

4.线圈环绕的中心,加入磁性材料，例如加入了铁芯,就比中心是空

的磁力增强很多倍。

5.不过当电流到一定强度后，电流越强,加入磁性材料所能增加的

磁力也愈515愈不明显。因此科学用的超高磁力的电磁铁,中心是空的。

3电磁铁的磁极

学生经历了前两课的学习，获得了对电磁铁的一些认识，会发现它

和磁铁有许多相同之处，学生纵向的思维会联想到电磁铁可能也会有南

北极。那么，本课的编排正是依从了学生的思维发展状况，开放性地让

学生探究改变电磁铁磁极变化的因素，从而获得对电磁铁的性质较为全

面地认识。最后让学生比较磁铁和电磁铁的相同和不同，帮助学生梳理

这方面的认识。

教学目标

科学探究

1.依据实验，对改变电磁铁磁极的因素做出猜想。

2.针对■可能改变电磁铁磁极变化的因素，制定计划并实施探究活

动。

3.归纳概括出改变电磁铁磁极的原因及电磁铁与条形磁铁的异

同。

情感态度与价值观

1.培养学生实事求是，认真细致，与人合作的实验习惯。

科学知识

1.知道电磁铁也有南北极。

2.知道电磁铁的磁极是可以改变的。

3.知道电磁铁和条形磁铁的异同。

教学建议

教学准备

电池，电池盒，导线，铁钉，小磁针。

课时分配建议

本课建议用1〜2课时。

教学导入

开门见山，提出问题：电磁铁也有南北极吗？这样的导入不但可以

节省教学时间，而且能激发学生的探究兴趣。

活动1电磁铁的磁极

在学生的学习活动中，思维活动是最基本的活动。本活动先让学生

将电磁铁靠近指南针，学生在发现电磁铁也有南北极的同时，还会发现

各组电磁铁的磁极不同。实验的结果更能进一步引发学生的思维活动，

继而做出合理的猜想，然后分组独立地完成实验计划的制定并在完善计

划的基础上实施探究活动，做好实验记录，最后分析得出实验结论。由

于学生在前面已经学习了计划的制定方法，那么这个活动是个“放”的

过程，教学时应放手让学生自主设计展开探究，找出改变电磁铁磁极的

原因。

活动建议：

1.实验获取事实，提出问题

教学时先组织各组制作•个电磁铁，分别用钉尖和钉帽去靠近指南

针实验，并指导学生观察并思考，实验中有什么发现？说明什么？要求

学生判断电磁铁的钉尖和钉帽的磁极，并填写在教材第9页的表中。这

个表格在教学时要充分利用好，一种方式是小组实验结束后，相邻的小

组统计一下实验结果，当发现不一样的时候，学生肯定会将小组间的电

磁铁做比较，从而为后面的猜想获得事实上依据。另一种方式是教师在

黑板上画出一个大表，各组完成实验后派一名同学将结果填写到大表

中。其结果会引发学生的思考：为什么有的小组钉尖是南极，有的小组

钉尖是北极。教师可以选择性地展示3个小组的电磁铁，让学生观察比

较一下。

2.做出猜想

猜想改变电磁铁磁极的原因可能有哪些时，可以让每个学生独立填

写教材第9页的表格，然后在小组内说说自己猜想的依据。也可以以小

组为单位在讨论的基础上做出猜想。

3.制定计划

这是一个由学生相对独立制定计划的过程，但教师要注意，这也是

学生第一次独立制定计一划，所以学生制定完毕后组织交流、完善计划的

过程不可少。教师可以有选择性的展示两份研究内容不同的计划和实验

记录表，让学生评价其内容应包括研究的问题、自己的猜想、材料的准

备、实验方法的可行性、实验步骤的安排合理性、实验中应该注意的事

项，及实验条件的控制等等，教学中要给出时间让各小组修改、完善实

验计划和记录表。

4.各组按计划实施探究活动，提示学生及时记录实验结果。

5.小组分析实验记录表，填写实验结论。

6.全班交流总结：通过实验探究发现，改变线圈缠绕的方向，改

变线圈两端连接的电池正负极可以改变电磁铁的磁极。

活动2电磁铁与条形磁铁

比较电磁铁和条形恒磁铁的异同，这是学生认识并研究了磁铁和电

磁铁的性质之后，很重要的一次整理。通过这次比较，学生找出它们的

异同后，就能较为全面地了解电磁铁和磁铁的性质，为后面学习电磁铁

的应用奠定基础。教材之所以强调要用实验用的条形磁铁与电磁铁比

较，是因为学生自制电磁铁与条形磁铁的外形及磁极位置较为相似，直

观性强。

活动建议：

1.讨论：电磁铁与实验用的条形磁铁有哪些相同和不同？教学时

各组可以选定一名记录员，记录讨论发言的情况。

2.各组整理讨论结果，填写电磁铁与条形磁铁的异同记录表。

3.全班交流总结。有实物投影仪的学校，教师可以将一份记录表

投影出来。如果没有，可以请某个同学介绍自己的填写结果，全班同学

看后或听后再进行补充或提出不同意见。

不同点：磁铁磁性永久，电磁铁通电有磁，断电无磁；磁铁南北极

位置不可以改变，电磁铁的磁极可以改变；磁铁磁力大小不变，电磁铁

磁力大小可以改变；磁铁使用简单，电磁铁使用较麻烦：磁铁没线圈，

电磁铁有线圈：

相同点：都有磁性；都有南北极；同极相斥，异极相吸。

评价建议

重点评价各组探究电磁铁磁极变化原因的实验计划制定情况，另外

学生在整个探究过程中的思维活动，与他人的合作情况都是本课评价要

关注的内容。

本课教学札记

课程资源

怎样根据安培定则判断通电螺线管的磁场

首先，应当明确决定螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管中电

流的环绕方向，而不是螺线管的绕法和电源正、负极的接法。其次，安

培定则中“电流的方向”指的是螺线管中电流的环绕方向，要让弯曲的

四指所指的方向跟螺线管中电流环绕方向相一致。具体运用时可分三步

进行：如图所示，（1）标出螺线管上电流的环绕方向；（2）由环绕方向

确定右手的握法；（3）由握法确定大拇指的指向，大拇指所指的这一端

就是螺线管的N极。

4生活中的电磁铁

电磁铁磁性的有无、强弱是可以控制的，电磁铁的这些特性正好反

映了它的优点，因而广泛应用于生产中。本课由“自制蜂鸣器”和“了

解电磁铁在生活中的应用”2个活动组成，学生通过自制蜂鸣器，初步

了解其工作原理，通过教材图片介绍和资料查阅的方式，学生对电磁铁

在生活中的应用会有更多的了解。

教学目标

科学探究

1.自制简易蜂鸣器，并探究其工作原理。

2.用查阅资料的方式，更多地了解电磁铁在生活中的应用。

3.综合运用所学电磁铁的知识，设计自己感兴趣的电磁铁工具。

情感态度与价值观

1.乐于用学到的关于电磁铁的知识解决自制蜂鸣器中存在的问

题。

2.意识到电磁铁在生活中的应用很多。

科学知识

知道电磁铁在生活中的应用，利用的是电磁铁磁性的有无、磁力大

小可以控制的特性。

教学建议

教学准备

制作蜂鸣器的材料，电磁铁在生活中的应用影像资料或图片资料，

废旧电铃、电话听筒、玩具车马达等。

课时分配建议

本课建议用1课时。

教学导入

问题引入：电磁铁有哪些特性？想想利用这些特点，电磁铁能应用

于哪些方面？

问题的提出帮助学生回顾刚学过关于电磁铁特性的知识，唤起学生

对电磁铁应用方面已有的认识，并引发学生进一步的思考。

活动1自制蜂鸣器

这个制作活动，教材提供了制作示意图，无需学生设计。因此活动

的意图在于利用自制的蜂鸣器，研究其工作原理。在学生制作蜂鸣器的

过程当中，可能会出现塑料片没有振动或振动幅度很小的问题，教师应

让学生运用所学的电磁铁性质寻找原因并解决问题。

活动建议：

1.依照教材提供的示意图，组装蜂鸣器。

制作前还需提醒学生注意安全，防止组装时图钉等物件伤到手。

2.接通电路，让蜂鸣器开始工作，仔细观察电磁铁是怎样工作的。

3.交流小结蜂鸣器发声时塑料片振动的原因：当接通电路时，电

磁铁产生磁性，塑料弹片上的铁片被钉帽吸引，这时，塑料弹片上的触

点与导线的连接断开，电磁铁磁性消失，塑料弹片弹回，当触点重新与

导线连接时，塑料弹片上的铁片再次被电磁铁的钉帽吸引，就这样，塑

料弹片因电磁铁磁性的有无，而产生振动发出声音。

4.共同检查解决蜂鸣器中塑料片没有振动或振动幅度很小的问

题。首先要检查电路，为了减少因电路不通而出现蜂鸣器不工作的状况,

教师在上课前应检查材料，保证提供的材料如电池盒，开关等接触良好。

当检查电路没问题时，重点是要调节触点的位置，保证当电磁铁磁性消

失后，塑料弹片弹回来，触点能重新与导线接通。如果是塑料片的振动

幅度小，主要是要增加电磁铁的磁力，这可以增加电池节数，增加电磁

铁的线圈圈数来解决。

教学时切忌直接告诉学生，应给足学生思考和解决问题的空间和时

间。因为这是学生对前面所学知识的综合运用，学生已有的知识和经验,

加上积极的思考，小组同学集体的智慧，应该相信学生能自己解决问题,

让他们去体验冥思苦想，反复实验的过程，去享受最后成功的喜悦。在

这一过程中教师的为个别的小组提供适当的帮助还是必要的。

活动2了解电磁铁在生活中的应用

教材用图片呈现了生活中一些利用了电磁铁的设备，教学时应让学

生找出这些设备中哪些地方用到了电磁铁，并通过查阅资料和相互交流

的方式，更多地了解电磁铁在生活中的应用。活动除了要达到上述目标

外，还要让学生感触到，原来生活中很多地方都要用到电磁铁，它解决

了我们生活中的很多实际问题，为我们的生产、生活带来了方便。在了

解电磁铁的应用时，并不要求探寻这些电磁铁装置的具体工作原理，只

要求学生大致了解我们生活和生产中有哪些物品利用了电磁铁。

活动建议：

1.介绍电磁铁在生活中的应用。

有条件可以找到相关的影像资料，当然也可以借助实物或图片资

料，最好能呈现其内部构造，帮助学生更好地寻找哪些地方用上了电磁

铁。

2.学生查阅资料，了解生产、生活中还有哪些地方用到了电磁铁

的活动可以布置学生课后完成，让他们开始留意生活中用到电磁铁的设

备。

3.阅读指南车信箱资料

有条件的话可以播放一段磁悬浮列车的影像资料•，或者请坐过或见

过磁悬浮列车的同学做些介绍，教师也可以补充讲述一些磁悬浮列车的

内容。指南车信箱资料的提供，师生共同的讲述会让学生感叹科技力量

给我们生活带来的巨大变化。

拓展我利用电磁铁设计……

这是•个创新性的活动，活动建立在学生了解了电磁铁工作的基本

原理上，建立在了解了生活中大量利用电磁铁的设备的基础上。根据学

生已有的知识层次，因此教材将学生的设计定位在：-是选择自己感兴

趣的电磁铁工具，分析它的利弊，这种设计是对某种设备的改进，而不

是全新的；二是设计要求符合现实的需求，要考虑其用途、外形、所需

材料、对环境的影响等因素。教材用了一个示例，供学生参考。

教学时要求不要太高，学生可以是对某个设备提出一个改进的设

计，也可以是利用电磁铁设计的一个玩具等，教师都需要对学生进行肯

定和鼓励。另外可以提倡学生合作完成设计甚至将其制作出来。