18.1 磁的奥秘 教学设计 2025-2026学年沪科版九年级全一册物理

《第一节 磁的奥秘》教学设计 基本信息 课题 第一节磁的奥秘 学科及年级 初中物理·九年级全一册 教材版本 沪科版义务教育教科书 物理 九年级全一册 【课时教材分析】 本节课是沪科版九年级物理第十八章《磁及其相互作用》的开篇内容，主要介绍磁现象的基本知识，包括磁体、磁极、磁场、磁感线以及地磁场等核心概念。教材从生活中的冰箱贴引入，激发学生兴趣，引导学生观察磁体吸引铁屑的现象，进而引出“磁场”这一看不见、摸不着的特殊物质，并通过铁屑实验和磁感线模型帮助学生建立对磁场分布与方向的形象认知。同时，教材结合我国古代四大发明之一的“司南”，渗透科技史教育，增强学生的民族自豪感与科学素养。本节内容为后续学习通电螺线管、电磁铁、电动机等打下基础，具有承上启下的关键作用。 【课时学情分析】 九年级学生已具备一定的观察能力和逻辑思维能力，对生活中常见的磁现象（如磁铁吸铁、指南针）有一定感性认识，但缺乏系统、科学的理解。他们往往认为“磁力”是一种直接接触的作用，难以接受“磁场”这种无形存在的概念。此外，学生在空间想象能力和抽象建模方面仍处于发展阶段，对于磁感线这一假想曲线的理解容易产生误解，误以为其真实存在。因此，在教学中需借助直观实验（如铁屑分布）、动态演示和类比方法降低认知难度。同时，学生对我国古代科技成就有初步了解，可通过“司南”的历史背景激发民族情感，提升学习兴趣和责任感。 【课时设计思想】 本课以“破解冰箱贴的秘密”为主线任务贯穿始终，创设真实情境，引发学生探究欲望。采用“问题驱动—实验观察—模型建构—应用迁移”的教学路径，融合议题式教学法与情境探究法，强调学生的主体地位。通过“做中学”活动让学生亲历铁屑实验，感知磁场的存在与分布；利用磁感线模型实现从具体到抽象的思维跃迁；结合地磁场与司南的历史文化素材，落实物理学科核心素养中的科学态度与责任。整节课注重知识生成过程，倡导合作探究与自主发现，力求实现知识、能力与情感的协同发展。 【教学目标】 物理观念： 1. 能识别磁体、磁极，理解同名磁极相斥、异名磁极相吸的规律，掌握磁化现象的本质。 2. 能描述磁场的基本特征，知道磁场方向的规定方式，理解磁感线是用来形象描述磁场的假想工具。 科学思维： 1. 能通过分析铁屑在磁场中的排列规律，归纳出磁场的方向性和强弱分布特点，发展模型建构能力。 2. 能运用磁感线模型解释小磁针指向变化、判断磁极位置，提升空间想象与逻辑推理能力。 科学探究： 1. 能设计并完成“观察磁体周围铁屑分布”的实验，记录现象并进行合理解释。 2. 能根据小磁针N极指向推断未知磁体的位置与极性，体现证据意识与探究实践能力。 科学态度与责任： 1. 能感受磁场的奇妙，体会用磁感线描述磁场的意义，形成尊重科学、崇尚理性的态度。 2. 能了解我国古代“司南”的发明历程，增强民族自豪感，树立科技报国的责任意识。 【教学重难点】 【教学重点】 1. 理解磁极间的相互作用规律，掌握磁场的基本性质。 2. 掌握磁感线的特点及其在描述磁场方向与强弱中的应用。 【教学难点】 1. 理解“磁场”作为一种特殊物质的存在形式，突破“必须接触才能有力作用”的认知误区。 2. 正确构建磁感线的空间模型，区分其作为假想工具与实际存在的区别，避免误解。 【教学课时】 1课时（45分钟） 【教学策略】 采用情境探究法激发兴趣，议题式教学法组织主线，合作探究法开展实验，讲授法精讲要点，辅以多媒体演示强化直观感知。强调“做中学”与“思中学”相结合，促进深度学习。 【教学准备】 条形磁体、蹄形磁体、玻璃板、铁屑、小磁针若干、细绳、悬挂支架、PPT课件、教材图18-1至18-13的高清图片、司南历史资料视频片段（可选）、圆纸盒模拟装置。 【教学过程】 教学活动 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 情境对话引发思考 一、情景对话：冰箱贴的秘密 （1）、创设生活情境，提出驱动性问题 教师手持一块冰箱贴走进教室，微笑着问：“同学们，早上好！今天老师带来了一个老朋友——冰箱贴。你们家的冰箱上是不是也贴着各种各样的图案？比如卡通人物、课程表、便签纸？那你们有没有想过，为什么它不需要胶水、也不用吸盘，就能稳稳地‘粘’在冰箱门上呢？” 停顿片刻，继续引导：“是不是冰箱门特别‘热情’，主动把贴纸吸住了？还是贴纸自己有‘魔法’？这背后其实隐藏着一个古老的自然之谜——磁现象。今天，我们就一起来揭开这个秘密，开启第十八章《磁及其相互作用》的学习之旅。” （2）、展示教材图片，激活已有经验 教师打开PPT，展示教材图18-1“磁的应用实例”，包括指南针、磁浮列车、扬声器、磁卡等。 提问：“请大家仔细看图，这些物品看似毫不相关，但它们都有一个共同点——都用到了‘磁’。你能说出其中哪些设备利用了磁？它们是怎么工作的吗？” 鼓励学生自由发言，教师适时点评：“很好！指南针靠地球磁场定向，磁浮列车靠磁力悬浮前行，扬声器靠磁场振动发声……可见，磁不仅存在于我们身边，更是现代科技的重要基石。” 最后引出课题：“那么，最基本的磁现象是什么？磁体之间是如何发生作用的？让我们从最基础的知识开始探索。” 1. 学生倾听教师提问，回忆家中冰箱贴的使用场景，积极思考其原理。 2. 观察PPT展示的图18-1，辨认不同磁应用设备，尝试解释其工作原理。 3. 自由回答教师问题，表达对磁现象的好奇与初步理解。 4. 明确本节课主题，进入学习状态。 以贴近生活的冰箱贴为切入点，创设真实问题情境，激发学生探究兴趣；通过教材原图唤醒已有经验，建立新旧知识联系，自然引出课题。 新知探究一 认识磁现象 一、认识磁体与磁极 （1）演示实验：磁体的吸引力 教师拿出一块条形磁体，依次靠近铁钉、铜片、铝片、塑料尺、镍币等材料。 引导学生观察：“大家注意看，磁体能吸引哪些物体？不能吸引哪些？” 待学生观察后总结：“原来，磁体只对铁、钴、镍这类物质有吸引力。我们把具有这种性质的物体叫做磁体。” 进一步讲解：“磁体上并不是每个地方磁性都一样强。我们将磁性最强的部分称为磁极。一般来说，磁体有两个磁极——南极（S极）和北极（N极）。” （2）互动实验：悬挂磁体定方向 教师用细绳将条形磁体水平悬挂起来，待其静止后提问：“现在磁体不动了，它的两端分别指向哪里？” 引导学生观察并回答：“一端指北，一端指南。” 明确概念：“指向北方的一端叫北极（N极），指向南方的一端叫南极（S极）。这是所有自由转动磁体的共性。” （3）分组实验：磁极间的相互作用 分发磁体给小组，指导操作： “请同学们用一块磁体的N极去靠近另一块磁体的N极，再用N极靠近S极，反复尝试，记录现象。” 组织讨论：“你发现了什么规律？” 总结规律：“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。这就是磁极间的基本作用规律。” （4）拓展延伸：磁化现象 演示教材图18-2实验： 将磁体靠近大头针，大头针被吸起后又能吸引其他大头针。 解释：“原本没有磁性的大头针，在靠近磁体后获得了磁性，这种现象叫磁化。被磁化的物体称为铁磁性物质，如铁、钴、镍。” 1. 观察教师演示，记录磁体吸引的材料类型。 2. 参与悬挂实验，观察磁体静止时的指向，理解南北极定义。 3. 小组合作进行磁极互斥/吸引实验，归纳作用规律。 4. 观察磁化现象，理解“磁化”概念及铁磁性物质。 通过观察、操作、归纳，帮助学生建立磁体、磁极、磁化等基本概念，培养实验观察能力和归纳思维。 新知探究二 探究磁场的存在 二、探究磁场：看不见的力场 （1）提出疑问：非接触力如何传递？ 教师再次悬挂磁体，用另一块磁体靠近但不接触，观察前者摆动。 提问：“两块磁体并没有碰到一起，为什么会产生力的作用？中间到底有什么？” 引导学生思考：“就像风看不见却能吹动树叶，磁体周围也可能存在一种特殊的物质。” （2）核心实验：铁屑揭示磁场分布 指导学生进行教材“做中学”实验： “请每组将玻璃板放在条形磁体上方，均匀撒上铁屑，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的排列。” 巡视指导，提醒安全操作。 实验结束后提问：“铁屑为什么会这样排列？它们像什么？” 引导得出结论：“铁屑在磁场作用下被磁化成小磁针，沿磁场方向排列，形成了清晰的线条状图案。这说明磁体周围确实存在一种看不见的物质——磁场。” （3）深化理解：磁场的方向与强弱 教师拿出多个小磁针，围绕磁体摆放成一圈。 提问：“每个小磁针静止时，它的N极指向相同吗？这说明什么？” 讲解：“磁场是有方向的。物理学规定：小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。” 对比铁屑密度：“大家看，磁极附近的铁屑更密集，远离则稀疏。这说明磁场有强弱之分，磁极处最强。” 1. 观察非接触磁体间的相互作用，思考力的传递机制。 2. 小组合作完成铁屑实验，观察并描述铁屑分布特征。 3. 使用小磁针探测不同位置的磁场方向，验证方向性。 4. 分析铁屑疏密与磁场强弱的关系，形成整体认知。 通过实验让学生“看见”磁场，突破抽象概念的理解障碍；培养动手能力与科学探究精神。 新知探究三 构建磁感线模型 三、建立模型：磁感线描述磁场 （1）引入模型：为何需要磁感线？ 教师展示铁屑图像（教材图18-5），指出： “虽然铁屑能显示磁场，但它杂乱无章。为了更清晰地描述磁场，科学家发明了一种工具——磁感线。” 展示教材图18-7“条形磁体的磁感线分布”。 讲解：“磁感线是一些带箭头的假想曲线，用来表示磁场的方向和强弱。” （2）归纳特点：磁感线的五大特性 引导学生对照图18-7分析： “第一条：在磁体外部，磁感线总是从N极出发，回到S极。” “第二条：磁感线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向。” “第三条：磁感线越密的地方，磁场越强；越疏的地方，磁场越弱。” “第四条：磁感线不会相交——因为同一点只能有一个磁场方向。” “第五条：磁感线是闭合曲线，在磁体内部从S极回到N极。” 特别强调：“磁感线不是真实存在的线，而是人为建立的物理模型，用于形象描述。” （3）、对比观察：多种磁体的磁感线 展示教材图18-8（a）（b），比较条形磁体异名磁极与蹄形磁体的磁感线分布。 提问：“它们的共同点是什么？不同点呢？” 引导学生发现：异名磁极间磁感线密集且呈弧形连接，表明磁场强且方向一致。 1. 观察磁感线图示，理解其作为模型的功能。 2. 跟随教师分析，归纳磁感线的五项基本特征。 3. 对比不同类型磁体的磁感线分布，提升空间想象能力。 4. 明确磁感线的假想性，避免误解为实体线条。 帮助学生从具体现象上升到抽象模型，发展科学建模能力；强化对磁场方向与强弱的空间认知。 新知探究四 地磁场与科技史 四、拓展视野：地球本身就是大磁体 （1）、联系生活：指南针为何指南？ 教师拿出指南针，提问：“为什么指南针总是一端指北、一端指南？是谁在指挥它？” 引出地磁场概念：“地球本身就是一个巨大的磁体，它周围的磁场叫做地磁场。” 展示教材图18-9“地球大磁体示意图”。 讲解：“地磁的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。所以指南针的N极才会指向地理北方。” （2）、科普延伸：地磁场的保护作用 补充知识：“地磁场不仅是导航工具，更是生命的‘保护伞’。它能偏转来自太空的高能带电粒子流（太阳风），防止它们直接轰击地球大气层，保护生命安全。” （3）、文化渗透：我国古代科技智慧 播放或展示教材“科学书屋”内容——司南（图18-10）。 讲述：“早在战国时期，我国就发明了最早的指南工具——司南。《论衡》记载：‘司南之杓，投之于地，其柢指南。’这比欧洲早了一千多年！” 提问：“司南的发明对人类社会有哪些重大贡献？” 引导学生思考航海、探险、军事等方面的影响，增强民族自豪感。 1. 观察指南针工作原理，理解地磁场的作用。 2. 了解地磁场的双重价值：导航与防护。 3. 学习司南的历史，感受中国古代科技辉煌。 4. 讨论指南针的社会意义，提升责任意识。 将物理知识与地理、历史跨学科融合，拓宽视野；弘扬中华优秀传统文化，落实立德树人根本任务。 【作业设计】 一、基础巩固题 1. 判断下列说法是否正确，错误的请改正： （1）磁体只能吸引铁制品。（ ） （2）磁体断裂后，其中一块可能只有N极而无S极。（ ） （3）磁场是真实存在的物质，磁感线也是真实存在的线。（ ） （4）地磁北极位于地理北极附近。（ ） 2. 填空题： （1）磁体上磁性最强的部分叫________，每个磁体都有______个磁极。 （2）同名磁极相互________，异名磁极相互________。 （3）物理学中规定：小磁针静止时________极所指的方向为该点的磁场方向。 （4）磁感线在磁体外部从________极出发，回到________极。 二、能力提升题 3. 如图所示为某磁体旁小磁针静止时的指向（蓝色端为S极），请在图中标出磁体的N、S极，并画出两条磁感线。 4. 某同学在一个圆形纸盒内放置了一块条形磁体，盒外放有若干小磁针，其N极指向如图所示（呈放射状向外）。请推测磁体在盒内的可能位置，并标出N、S极。 三、实践拓展题 5. 请查阅资料，撰写一篇200字左右的小短文，题目为《指南针的前世今生》，介绍我国古代司南的发明过程及其对世界航海事业的影响。 6. 利用缝衣针、磁铁、水杯和泡沫片，自制一个简易指南针，并记录制作步骤与使用效果。 【板书设计】 第一节 磁的奥秘 一、认识磁现象   → 磁体：吸引铁、钴、镍   → 磁极：N极（指北）、S极（指南）   → 规律：同名相斥，异名相吸   → 磁化：使无磁性物体显磁性 二、磁场——看不见的力场   → 存在证据：铁屑有序排列   → 方向：小磁针N极所指方向   → 强弱：铁屑密→强，疏→弱 三、磁感线——描述磁场的模型   → 特点：     ① 外部：N→S     ② 切线方向 = 磁场方向     ③ 密=强，疏=弱     ④ 不相交     ⑤ 闭合曲线   → 注意：假想曲线，非真实存在 四、地磁场与司南   → 地球=大磁体 → N极近地理南极   → 作用：导航 + 生命保护伞   → 司南：战国发明 → 科技骄傲 【教学反思】 本节课通过“冰箱贴之谜”这一生活化情境成功激发了学生的学习兴趣，整个教学过程以问题链驱动，层层递进，实现了从现象观察到模型建构的认知飞跃。铁屑实验是本课亮点，学生亲眼看到“无形”的磁场变得“可见”，极大增强了直观体验，有效突破了“磁场存在”的理解难点。但在实施过程中也发现部分学生将磁感线误解为真实存在的线，尽管反复强调其“假想性”，仍有少数学生难以转变观念，今后应增加类比（如温度场、风向图）帮助理解模型本质。此外，关于地磁场与司南的文化渗透环节，学生表现出浓厚兴趣，课堂氛围活跃，体现了物理教学中科学与人文融合的价值。建议后续可安排课外实践活动，如制作指南针比赛，进一步深化知识应用与创新能力培养。 学科网（北京）股份有限公司 $