21.《磁悬浮列车》教学设计-2024-2025学年科学六年级下册青岛版

青岛版 六年级下册 《科技与生活》单元 21.磁悬浮列车 教学设计 单元 《科技与生活》 课题 21.磁悬浮列车 课时 1 核心 概念 12.技术、工程与社会 学习内容及要求 12.1技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心和建造。 5～6年级②知道工程以科学和技术为基础，知道工程通常由多个系统组成；知道中国主要的大科学工程。 12.2技术与工程改变了人们的生产和生活。 5～6年级③知道技术对提高生产效率或工作效率的影响。 教学目标 科学观念：通过研究拆开的磁悬浮地球仪，知道磁悬浮列车悬浮起来的原理；通过模拟列车的悬浮、运行实验，直观感受，进一步了解磁悬浮列车的运行原理。 科学思维：在任务的驱使下，能利用观察、对比、分析等方法自主探究，并敢于提出自己的困惑，发达自己的观点，养成科学探究的精神。 探究实践：能与小组合作拆开磁悬浮地球仪，观察内部结构，了解悬浮现象；能通过模拟列车的悬浮、运行实验，独立思考并与同学相互交流，探究其中原理。 态度责任：对磁悬浮现象、应用、原理、特点等表现出科学探究兴趣；能积极主动的探索，愿意与人合作，小组交流，敢于提出自己的困惑，表达自己的观点。 教学 重点 能拆解磁悬浮地球仪，知道悬浮现象与电磁铁的性质有关。 教学 难点 顺利模拟磁悬浮列车运行实验并知道磁悬浮列车的运行也与电磁铁的性质有关，并能用语言简单描述其中的原理。 教学 准备 教师：1.课件优化 2.学生实验材料一套。 学生：查阅相关资料。 教学过程 教学环节 教学活动 教学备注 一、引入课题 1．视频导入，认识磁悬浮列车 [PPT 3 出示]师：同学们，你们知道中国速度吗？改革开放以来，中国的经济快速发展，被誉为世界经济发展的奇迹。中国铁路发展速度更是突飞猛进，让我们通过视频来了解一下 2．提出问题，激发探究欲望 师：我们不禁感叹中国科技如此强大。关于磁悬浮列车，你有什么想研究的问题吗？ 生1：磁悬浮列车这么重是怎么悬浮起来的？ 生2：磁悬浮列车的速度这么快，它的运行原理是什么？ 师：请同学们猜测一下，磁悬浮列车的原理可能和什么有关？ 生：电磁铁 3．引入课题，明确研究目标 师：看来大家对磁悬浮列车充满了好奇，这节课就让我们一起来研究磁悬浮列车的奥秘，感受中国科技的强大。（板书课题） 二、活动过程 （一）认识磁悬浮原理 （1）观察、触碰，感受磁悬浮力量 师：磁悬浮列车是否跟电磁铁有关呢，咱们通过磁悬浮地球仪来进行研究 师：请你看一看整个磁悬浮地球仪的外观、位置，摸一摸悬浮的地球仪、摸一摸地球仪和底座之间，感受磁悬浮的力量，再次猜测地球仪悬浮可能和什么有关？ 生1：可能和电磁铁有关 生2：可能内部有电磁铁 （2）拆解、探究，感受电磁铁性质 [PPT 4 出示]师：内部是否有电磁铁，怎样才能进行验证呢？ 生：可以拆开看一看 师：对，这个方法非常好，科学就要有探究精神 温馨提示：（拆解前，教师先断电） 1、小组合作拆解地球仪，遇到困难要寻求老师的帮助 2、拆的时候要小心，以免破坏零件和结构 3、注意安全，拆解后，仔细观察各部分结构，你有什么发现？ 生汇报： 生1：地球仪底部有磁铁 生2：底座内部有电磁装置 生3：我觉得磁悬浮地球仪可能是利用电磁铁同极相斥的原理悬浮起来的 [PPT 5 出示]师小结：对，确实是这样，请看屏幕，磁悬浮地球仪就是利用电磁铁同极相斥的原理使地球仪和底座分离，这样地球仪就悬浮了起来。 地球仪重新组合好，师先通电，让学生观察现象，再断电，继续让学生观察现象，你发现了什么？有什么猜想 生1：通电后，地球仪处于悬浮状态；断电后，地球仪落到底座上无法悬浮 生2：我猜测底座中的电磁装置通电后具有了磁性，与地球仪上的磁铁相互作用，同极相斥才使地球仪悬浮起来。 （3）迁移、对比，认识磁悬浮的原理 师：同理，磁悬浮列车也是利用电磁铁的性质悬浮起来的，我们现代的磁悬浮列车主要有两种悬浮形式，一种是利用电磁铁异极相吸将列车推向上方，跟磁悬浮地球仪的原理一样，[PPT 6 出示]如图，轨道上的电磁铁与列车底部的电磁铁相互作用，S极对S极，N极对N极，同极相斥使列车悬浮起来；[PPT 7 出示]另一种是利用电磁铁异极相吸将列车拉起来。我们通过一段视频了解一下 播放视频，进一步感受磁悬浮 师：电磁铁的“同极相斥”和“异极相吸”性质，这就是物体悬浮起来的秘密。 （二）实践、探究，了解磁悬浮技术 （1）认识制作材料及用途 师：通过大家的努力，我们找到了磁悬浮列车悬浮起来的原理，那怎么能让列车运行起来呢？我们一起动手制作磁悬浮列车模型，感受磁悬浮技术 [PPT 8 出示]师：咱们先来看一看制作材料，你认识这些材料吗？它们的作用是什么？ 生1：塑料棒、铜丝、环形磁铁、干电池 生2：塑料棒用来缠绕铜丝、铜丝用来模拟磁悬浮列车的轨道、环形磁铁安装在电池的两侧，与电池一起模拟磁悬浮列车。 （2）讨论并完善设计方案 师：看来同学们已经有了自己的想法，下面就请小组合作互相讨论并完成你的设计方案，并想一想制作过程中有什么注意事项 小组讨论并完成设计方案 小组汇报： 1.将铜线紧密、均匀的缠绕在塑料棒上，缠绕不宜过紧，取下铜线即为线圈，线圈不宜太短，用来模拟列车的轨道。注意：线圈缠绕时要向同一个方向缠绕。线圈直径要比环形磁铁直径要大，环形磁铁的直径要比电池的直径大。 2.把环形磁铁分别吸到干电池的正负极上，用来模拟列车，干电池正极的金属帽要和环形磁铁的内环紧密结合，并按照磁极方向进行安装。 3.把列车模型放入轨道进行测试。 学生汇报交流过程中，互提建议，集思广益，使设计方案更加完美，教师适时进行问题补充及方法优化，以确保操作实验的顺利进行。 师：请大家根据汇报情况，修改自己的设计方案，使方案更加完善。 （3）完成制作并进行测试 [PPT 9 出示]活动要求： 1.根据自己的设计方案选择合适的制作材料，小组互相合作完成制作 （学生操作过程中，教师及时给与指导、帮助，确保其安全。） 2.将列车模型放入轨道进行测试。 （4）展示实验现象并分析原因 师：我们请三个小组来展示一下你们的成果，看列车能否顺利通过轨道 [PPT 10 出示]1.现象一：列车停在那里不动 师：这个小组的列车停在这里不动的原因是什么？改如何改进呢？可以用图片帮助大家理解 生1：我觉得可能是左边 N 极和 N 极相互排斥，产生向右的排斥力；右边 S 极和 S 极相互排斥，产生向左的排斥力；这两个力方向相反，相互抵消，列车不动了。 生 2：我觉得还有一种可能，左边的N极和S极相互吸引，产生向左的吸引力；右边的S极和N极也相互吸引，产生向右的吸引力，两个力方向相反，相互抵消，列车就不动了 生3：当推力和拉力大小相同，方向相反，列车就停在那里不会运动 师：那么该如何改进呢？ 生4：第一种情况，调整左侧的环形磁铁，使末端变为S极 生5：第二种情况，调整右侧的环形磁铁，使末端变为S极 [PPT 11 出示]2.现象二：列车被反弹回来 师：这个组的列车进入轨道后，立刻被反弹回来，原因是什么？该如何改进呢？ 生1：左边 N 极和 N 极相互排斥，产生向右的排斥力；右边 S 极和 N 极相互吸引，产生向右的吸引力。这两个力的方向一致，列车就会被弹出来。 生 2：当推力和拉力方向都向右时，就会向右运动。这就是列车被弹出的原因 师：该如何改进呢？ 生3：调整左侧的环形磁铁，使末端变为S极，右侧的环形磁铁也调整，使末端也变为S极 生4：既然两个力都向右运动，可以让列车从线圈的另一端进入就可以顺利通过轨道了 [PPT 12 出示]3.现象三：列车顺利通过轨道 师：列车顺利通过轨道，你能说一说原因吗？ 生1：左边 N 极和 S 极相互吸引，产生向左的吸引力，右边 S 极和 S 极相互排斥，产生向左的排斥力。这两个力的方向一致，会产生向左的合力，就会向左运动。 生2：当推力和拉力的方向都向左时，就会向左运动 师：大家分析的很有道理，想必你也有了自己的想法 （5）修改设计并再次进行测试 师：下面请同学们根据测试结果，对自己的实验进行修改并再次测验，直到成功为止 （6）资料卡深入了解磁悬浮 [PPT 13 出示]师：通过模拟实验，我们了解了磁悬浮列车运行的基本原理，下面请你独立阅读资料卡的内容，更深入的了解磁悬浮技术 （7）磁悬浮列车的特点 师：磁悬浮列车的前景十分广阔，你知道为什么吗？ 生：快速、低耗、环保、安全 师：这也是磁悬浮列车的主要特点 三、拓展活动 （1）了解电磁悬浮的应用 师：除了磁悬浮列车，你还知道哪些领域用到了磁悬浮技术？ 生1：磁悬浮轴承 生2：磁悬浮压缩机等 [PPT 14 出示]师：磁悬浮技术已经越来越多的应用到我们生活的各个领域： 1.磁悬浮展架：看起来高端、上档次，科技感满满，让顾客360度观看展品； 2.磁悬浮洗衣机：几乎没有噪音和震动，大大提高了人们的生活质量 3.磁悬浮轴承：不仅可以减少能源损耗、维护成本且无摩擦、低磨损、高稳定性 4.磁悬浮风力发电机：节能高效、低噪音、低维护成本、环保友好，有望成为未来风能利用的重要发展方向之一。 （2）了解超导磁悬浮技术 [PPT 15 出示]师：随着我国科技的不断发展，超导磁悬浮技术应运而生，这种技术也应用到了磁悬浮列车中，这就是高温超导磁悬浮列车，而这种技术的核心就是超导磁悬浮材料，[PPT 16 出示]如何获得这种材料呢，我们通过一个小实验了解一下 师：了解了这么多有关磁悬浮技术的知识，你有什么想说的吗？ 生1：我国的科技水平越来越高了 生2：我为我是中国人感到骄傲…… [PPT 17 出示]师：科技的不断创新和发展，将为我们的未来带来更多的可能性，希望同学们在不远的将来，用知识推进科技的进步，用科技创造美好的未来。 四、练一练 一、选择题 1.在“利用电磁铁的原理让物体运动起来”实验中,吸在电池两端的环形磁铁的直径要比电池的直径略大的原因是( )。 A.增大磁悬浮列车的质量 B.使磁铁更牢固地吸在电池上 C.使磁铁和铜丝线圈接触,保证电路是通路 2.磁悬浮列车在行驶时,整体被悬空,这是为了( )。 A.增大摩擦 B.减小摩擦 C.减轻重量 3.当有大量乘客上车时,使磁悬浮列车继续保持悬浮的方法是( )。 A.增加线圈的缠绕匝数 B.改变电流方向 C.增大电流 二、判断题 1.磁悬浮地球仪利用了“异极相斥”的原理。 ( ) 2.磁悬浮列车具有快速、低耗、环保、安全等优点,因此应用前景十分广阔。 ( ) 3.利用电磁铁的原理让物体运动起来的实验中,可以利用铁丝代替铜丝。 ( ) 参考答案 1.C2.B3.C 1.√2.√3.× 五、整理 老师指导学生进行材料的整理。 六、板书设计 磁悬浮列车 同极相斥 异极相吸 学科网（北京）股份有限公司 $$