16.1 永磁体的磁场（表格式教学设计）物理新教材沪粤版九年级下册

该初中物理教学设计聚焦永磁体的磁场核心知识，涵盖磁体特性、磁极、磁场、磁感线及磁性材料。通过科技产品（无线耳机、手机指南针）与司南导入，衔接小学磁现象基础，为后续电磁铁学习搭建“生活-物理-社会”的知识支架。 资料以实验探究与模型建构为特色，三大核心实验（磁极分布、磁化去磁、磁场显示）培养科学探究能力，磁感线模型将抽象磁场具象化落实科学思维，融入司南、沈括磁偏角增强民族自豪感体现科学态度。助力学生理解抽象概念，为教师提供清晰教学流程与资源支持。

16.1 永磁体的磁场（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 课时数 1课时 教师 课题 16.1 永磁体的磁场 教学 目标 物理观念 掌握核心概念 磁体：具有吸引铁、钴、镍的性质（磁性），分天然磁体和人造磁体，永磁体能长期保存磁性； 磁极：磁体两端磁性最强，分N极（指北）和S极（指南），磁极间规律为“同名排斥、异名吸引”； 磁场：磁体周围看不见的物质，是磁体相互作用的媒介，磁场方向为小磁针静止时N极指向； 磁感线：描述磁场的假想曲线，外部从N极到S极，疏密表磁场强弱； 磁性材料：按去磁难易分软磁材料（易磁化易去磁）和硬磁材料（难磁化难去磁）。 科学思维 1．构建物理模型：通过磁感线将抽象的磁场具象化，理解“模型法”的科学意义； 2．推理分析能力：根据磁极相互作用规律、磁场方向，推理小磁针指向、铁屑排列等实验现象； 3．分类归纳能力：对比软磁材料与硬磁材料的特性、应用，归纳“特性决定用途”的逻辑。 科学探究 1．参与三大核心实验 实验1（探究磁体的磁极）：用条形磁铁吸引大头针（探究磁性分布）、悬挂磁体（探究指向性）、磁针靠近磁体（探究磁极相互作用）； 实验2（探究磁化与去磁）：用磁铁靠近/摩擦铁钉（磁化），敲击/加热磁化后的铁钉（去磁），观察铁屑吸引情况； 实验3（显示磁场分布）：在磁体上方的玻璃板上撒铁屑，敲击后观察铁屑排列，直观感知磁场分布； 2．合作解决问题：讨论“如何分辨无标识的磁体与铁棒”“铁屑排列为何呈曲线”，提升实验分析能力。 科学态度 与责任 1．民族自豪感：了解我国古代磁学成就（司南、沈括发现磁偏角），感受中华文明的科技底蕴； 2．严谨实验态度：规范操作实验，如实记录现象，不篡改数据，理解实验对得出结论的重要性； 3．应用意识：认识磁体在电子、医疗、航天等领域的应用（无线耳机、核磁共振、磁悬浮列车），体会物理与科技的联系； 4．安全意识：实验中规范使用酒精灯（加热铁钉）、避免铁屑撒落，养成安全操作习惯。 教材 分析 1．地位作用：本节是沪粤版九年级下册第十六章“磁场 电磁铁”的开篇课，承接小学科学中“磁现象”的基础，为后续“电磁铁”“电磁继电器”的学习铺垫，是“磁现象→磁场→电与磁相互作用”的关键衔接； 2．内容结构：教材按“磁体→磁场→磁感线→磁性材料”逻辑展开，以实验探究为核心，融入生活实例（冰箱磁贴、手机指南针）和古代科技（司南、磁偏角），实现“从生活到物理，从物理到社会”的延伸； 3．编写特点：以“抽象概念具象化”为核心，通过铁屑显示磁场、磁感线建模等方式降低抽象度；注重实验操作与历史渗透结合，既培养实验能力，又增强文化自信。 学情分析 1．已有基础 知识储备：小学科学中了解磁铁能吸铁、指南针指向南北，知道“同名磁极相斥、异名磁极相吸”的初步规律；能力基础：具备基本实验操作能力（如悬挂物体、撒放铁屑），抽象思维逐步发展，但对“看不见摸不着的磁场”理解存在困难； 2．认知难点 抽象概念：易将磁感线误认为真实存在的曲线，难以理解磁场的物质性；逻辑关联：混淆地磁场两极与地理两极（地磁北极近地理南极），对磁偏角的意义理解模糊；实际应用：无其他器材时，难以通过逻辑推理分辨磁体与铁棒； 3．学习特点：对科技产品（无线耳机、磁悬浮列车）和实验探究兴趣浓厚，适合通过“实验观察→模型构建→应用拓展”的流程突破难点。 教学重点 1．磁体的核心特性：磁性（吸引铁、钴、镍）、磁极（N极、S极）及“同名排斥、异名吸引”规律；磁化（接触/摩擦磁体）与去磁（敲击、加热）的方法； 2．磁场与磁感线：磁场的存在（磁体间不接触仍能相互作用）及方向规定（小磁针N极指向）；磁感线的特点（假想曲线、外部N极→S极、疏密表强弱）； 3．磁性材料分类：软磁材料与硬磁材料的特性及典型应用。 教学难点 1．抽象概念具象化：理解磁场“看不见摸不着”的物质性，区分磁感线“模型”与“真实存在”； 2．地磁场的辨析：地磁两极与地理两极的“不重合”关系，磁偏角的物理意义 3．逻辑推理应用：无标识时，通过“相互作用”分辨磁体与铁棒（用未知物体的一端分别靠近磁体的N极和S极，若两次都吸引则为铁棒，一次吸引一次排斥则为磁体）。 教师活动 学生活动 导入新课 【教师活动】 1．科技情境展示： 播放视频/图片：无线耳机发声、手机指南针定位、核磁共振成像，提问：“这些科技产品的核心功能都离不开‘磁’，永磁体为什么能实现这些神奇效果？它周围藏着怎样的无形力量？” 2．古代科技衔接： 展示司南模型，讲解：“我国战国时期就发明了世界最早的磁性指向工具——司南，它静止后勺柄总是指南，这是什么原因？” 3．引出课题：“今天我们通过实验探究，揭开永磁体与磁场的奥秘”（板书课题：16.1 永磁体的磁场）； 【教师总结】磁现象在生活和科技中应用广泛，其核心与永磁体的特性及周围磁场有关。 1．观察科技产品图片、视频，结合生活经验讨论磁的作用，如“手机指南针能定位是因为磁的指向性”，激发探究兴趣； 2．回忆司南相关历史知识，思考“司南勺柄指南的原因”，尝试关联小学所学“磁铁指南北”的知识，建立“磁与方向”的初步关联； 3．记录课题，明确本节课探究核心：永磁体的特性及磁场。 学习新课【模块一：磁体的特性——磁极与磁化去磁】 环节1：探究磁体的磁性与磁极 【问题情境】“磁体各部分吸引大头针的能力是否相同？悬挂的磁体静止后指向有什么特点？” 【教师活动】 1．器材分发：每组条形磁铁、大头针、细线、磁针； 2．明确实验任务：①用磁体不同部位靠近大头针，记录吸引数量；②悬挂磁体观察静止指向；③用磁针探究磁极相互作用； 3．巡视指导，纠正“悬挂不竖直”“磁针放置过近”等问题； 【教师总结】磁体两端磁性最强，称为磁极，指北的是N极，指南的是S极；磁极间规律为“同名排斥、异名吸引”。 环节2：探究磁化与去磁 【问题情境】“无磁性的铁钉能否获得磁性？有磁性的铁钉又能否失去磁性？” 【教师活动】 1．器材分发：无磁性铁钉、条形磁铁、铁屑、镊子、酒精灯； 2．示范操作：用磁铁沿同一方向摩擦铁钉，强调“加热时远离手，敲击时用镊子夹持”； 3．引导分析：“磁化后的铁钉能吸铁屑，去磁后不能，说明磁性可获得也可消失”； 【教师总结】使无磁性物体获磁叫磁化，方法有磁体靠近、摩擦；使有磁性物体失磁叫去磁，方法有敲击、加热。 1．环节1实验： ① 用磁体两端、中间分别靠近大头针，记录“两端吸引多、中间几乎不吸引”的现象； ② 用细线竖直悬挂磁体，静止后发现“一端始终指北、一端始终指南”，标注N极和S极； ③ 用磁针N极靠近磁体N极时排斥，靠近S极时吸引，记录磁极相互作用规律； ④ 小组讨论“为什么两端磁性最强”，结合教师总结理解磁极定义。 2．环节2实验： ① 先将无磁性铁钉接触铁屑，观察到“不吸引”，记录初始状态； ② 用磁铁N极沿同一方向摩擦铁钉后，再接触铁屑，发现“吸引大量铁屑”，确认磁化现象； ③ 分别敲击、加热磁化后的铁钉，再接触铁屑，观察到“铁屑脱落”，确认去磁现象； ④ 记录实验步骤和现象，总结磁化与去磁的方法。 学习新课【模块二：磁场——看不见的“磁力量”】 环节1：推理磁场的存在 【问题情境】“两个磁体不接触却能相互推斥或吸引，中间是否存在某种‘媒介’？” 【教师引导】“就像声音靠空气传播，磁体间的作用可能靠一种无形物质传递，这种物质叫磁场”； 【教师总结】磁场是磁体周围真实存在的无形物质，是磁体间相互作用的媒介。 环节2：探究磁场的方向与分布 【问题情境】“磁场看不见，如何知道它的方向和分布情况？” 【教师活动】 1．器材分发：条形磁铁、小磁针若干、透明玻璃板、铁屑； 2．实验指导：将小磁针放在磁体周围不同位置，记录N极指向；撒铁屑后轻敲玻璃板，观察铁屑排列； 3．引导关联：“小磁针N极指向就是该点磁场方向，铁屑排列形状就是磁场的分布形状”； 【教师总结】磁场方向为小磁针静止时N极指向，磁体周围磁场呈曲线分布，从N极指向S极。 1．环节1思考与讨论： ① 结合“磁体不接触相互作用”的现象，推理“中间存在无形物质”，理解磁场的存在性； ② 记录磁场定义，明确“磁场真实存在，只是看不见摸不着”。 2．环节2实验： ① 在磁体周围不同位置放置小磁针，记录每个位置小磁针N极的指向，发现“不同位置指向不同，沿曲线分布”； ② 在磁体上覆盖玻璃板，均匀撒铁屑后轻敲，观察到“铁屑形成从N极到S极的曲线”，与小磁针指向规律一致； ③ 小组讨论“铁屑为何呈曲线排列”，结合教师引导理解“铁屑被磁化为小磁针，沿磁场方向排列”。 学习新课【模块三：磁感线——描述磁场的假想模型】 环节1：引入磁感线 【问题情境】“每次用铁屑显示磁场太麻烦，如何用简洁的方法长期描述磁场？” 【教师活动】 1．画出条形磁铁的磁感线，标注方向和疏密； 2．讲解核心特点：①假想曲线，实际不存在；②外部从N极到S极；③疏密表磁场强弱，切线表方向； 【教师总结】磁感线是描述磁场的假想模型，能直观反映磁场的方向和强弱。 环节2：认识地磁场 【问题情境】“指南针为什么能指南北？它受到了什么磁场的作用？” 【教师活动】 1．展示地磁场示意图，讲解“地球是巨大天然磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近”； 2．历史渗透：“我国宋代沈括最早发现磁偏角，比西方早400多年，记载于《梦溪笔谈》”； 【例题】关于地磁场，下列说法正确的是（ ） A．地磁北极在地理北极附近 　　B．指南针N极指向地理北极是因为受地磁场作用 【教师活动】引导分析选项，强调“地磁两极与地理两极不重合，指南针受地磁场作用指向南北”； 【结论】地磁场是指南针指向的原因，磁偏角是我国古代重要的科技发现。 1．环节1学习： ① 跟随教师绘制条形磁铁的磁感线，标注“N极→S极”的方向，在两极处画密集曲线，中间画稀疏曲线； ② 对比铁屑排列形状，理解“磁感线与磁场分布一致”，明确“磁感线是假想的，不是真实存在的”； ③ 记录磁感线的三个特点，区分“模型”与“真实物质”。 2．环节2学习： ① 观察地磁场示意图，标注地磁北极、地磁南极与地理两极的位置关系，纠正“地磁北极在地理北极”的错误认知； ② 聆听沈括发现磁偏角的历史，增强民族自豪感，记录磁偏角的发现者和著作； ③ 完成例题，独立分析选项，同桌互查，结合教师讲解纠正错误。 学习新课【模块四：磁性材料——分类与应用】 环节1：区分磁性材料类型 【问题情境】“同样是磁性材料，变压器铁芯和永磁体的使用要求不同，它们的特性有什么差异？” 【教师活动】 1．提出分类标准：按磁化后去磁难易分为软磁材料和硬磁材料； 2．展示对比表格，讲解两类材料的特性、常见材料及应用； 【教师总结】软磁材料易磁化易去磁，适合反复磁化场景；硬磁材料难磁化难去磁，适合长期保磁场景。 环节2：应用分析 【问题情境】“冰箱门磁封、银行卡磁条、电机铁芯分别用哪种磁性材料？为什么？” 【教师引导】“从‘是否需要长期保磁’‘是否需要反复磁化’的角度分析”； 【例题】下列物品中，利用软磁材料制作的是（ ） A．条形永磁体 　　B．银行卡磁条　　 C．变压器铁芯　　 D．冰箱门磁封 【教师活动】解析例题，强调“软磁材料的核心是易去磁，适应电流变化的反复磁化需求”； 【结论】材料的应用由其特性决定，特性与用途需一一对应。 1．环节1学习： ① 记录磁性材料的分类标准，填写对比表格，记忆“软磁易去磁、硬磁难去磁”的核心差异； ② 结合“软铁磁化后敲几下就失磁，碳钢磁化后长期有磁性”的实例，理解两类材料的特性。 2．环节2应用分析： ① 分组讨论问题：“冰箱门磁封需要长期吸住门，用硬磁材料；变压器铁芯随电流变化反复磁化，用软磁材料”，形成“特性→用途”的推理逻辑； ② 独立完成例题，分析每个选项的材料需求，结合教师解析纠正“混淆软磁与硬磁应用场景”的错误； ③ 列举生活中其他磁性材料应用，如“收音机磁棒用软磁材料”，强化特性与用途的关联。 板 书 设 计 16.1 永磁体的磁场 一、磁体 1．磁性：吸引铁、钴、镍；2．分类：天然磁体、人造磁体（永磁体）；3．磁极：N极（指北）、S极（指南）；规律：同名排斥、异名吸引；4．磁化与去磁： 磁化：靠近/摩擦磁体； 去磁：敲击、加热。 二、磁场 1．存在：磁体周围无形物质（作用媒介）；2．方向：小磁针静止时N极指向。 三、磁感线（假想模型） 1．特点： 外部：N极→S极；疏密：表磁场强弱；切线：表磁场方向。 2．地磁场： 地磁北极→地理南极附近；地磁南极→地理北极附近；磁偏角：沈括（宋）最早发现。 四、磁性材料 课 堂 小 结 作业布置 1．完成课后练习题，核对答案并订正错误； 2．实践作业： 任务1：在家中寻找3种含磁性材料的物品，判断属于软磁材料还是硬磁材料，说明理由（如冰箱门磁封→硬磁材料，需长期保磁）； 任务2：用条形磁铁、铁钉、铁屑，重复“磁化与去磁”实验，记录实验现象，撰写50字实验报告； 3．资料收集：查阅“磁悬浮列车的工作原理”，下次课用3句话分享核心与磁相关的内容。 【设计意图】 1．基础巩固：通过练习强化核心知识点，纠正常见错误； 2．实践延伸：将课堂知识与生活结合，培养观察和动手能力； 3．拓展认知：引导关注科技前沿，提升对物理学科的兴趣。 教学反思 1．成功之处： 情境导入有效：用无线耳机、磁悬浮列车等学生熟悉的科技产品，结合司南的历史背景，双重激发学习兴趣，课堂参与度较高； 实验设计合理：三大核心实验层层递进，从磁体特性到磁场分布，均通过“学生动手操作+现象分析”实现，抽象概念具象化，随堂测试中“磁极规律”“二极管单向导电”正确率达90%以上； 历史与科技融合：融入沈括发现磁偏角、我国超导研究成果等内容，增强学生民族自豪感，落实科学态度与责任目标。 2．存在不足： 抽象概念理解不均：部分学生对“磁场是真实存在的物质”“磁感线是假想模型”的区分仍不清晰，课后练习第7题(1)错误率约25%； 实验操作细节问题：少数小组在“铁屑显示磁场”实验中撒料不均匀，导致磁场分布现象不明显，影响结论推导； 地磁场讲解深度不足：仅通过示意图讲解，部分学生对“地磁两极与地理两极不重合”的理解停留在表面，无法解释“指南针并非正南北”的现象。 3．改进方向： 强化模型认知：下次课用“磁感线模拟动画”，动态展示“假想曲线”与“真实磁场”的关系，标注“磁场真实存在，磁感线是描述工具”； 优化实验准备：提前准备预涂铁屑的玻璃板作为备用，实验前演示“均匀撒料+轻敲技巧”，确保实验现象清晰； 补充地磁场教学：加入“指南针指向偏差”的实物演示，结合地图标注地磁两极位置，用“地球内部像巨大磁铁”的类比帮助理解。 学科网（北京）股份有限公司2/2 学科网（北京）股份有限公司 $