3《利用磁铁辨别方向》 教学设计-2025-2026学年科学三年级下册教科版

《利用磁铁辨别方向》教学设计 （教科版2025新版小学科学三年级下册 第一单元 第三课时） 一、教材分析 本课是教科版2025新版小学科学三年级下册第一单元《辨别方向》的第三课《利用磁铁辨别方向》。教材从前两课利用太阳和自然物辨向，过渡到人类利用自然材料（磁石）创造辨向工具的智慧飞跃。本课以“磁石的发现”这一历史事件为起点，引导学生通过动手实验，探究“如何让磁铁自由旋转并指示方向”，从而理解指南针（磁铁）的基本工作原理。课程强调在操作中理解“水平自由旋转”这一关键条件，并通过在真实环境中应用与评估，让学生认识到磁铁辨向方法的优势与局限，为后续自制指南针等活动奠定坚实的知识与技能基础。 二、学情分析 三年级学生在生活中对磁铁（吸铁石）有较多的接触和玩耍经验，知道磁铁能吸引铁，对磁铁的神秘特性充满好奇。通过前两课的学习，他们已掌握了多种辨向方法，并具备一定的观察、实验和推理能力。然而，学生对“磁铁能指示南北”这一特性可能仅停留在听说层面，缺乏亲身体验和原理探究。他们对如何让一个物体“自由旋转”并保持稳定有生活经验（如陀螺），但将之与磁铁辨向结合起来需要引导。本课的动手实验极具吸引力，但需注意引导学生在“玩”中聚焦科学问题，规范操作。 三、教学目标 （一）科学观念 知道磁铁（磁石）具有指示南北方向的特性。 理解要使磁铁准确指示方向，必须使其能在水平面上自由旋转。 认识到磁铁的指向会受到附近铁制品或其他磁铁的干扰。 （二）科学思维 能基于历史资料和生活经验，对“磁铁能否指示方向”提出假设。 能通过对比实验，分析“自由旋转”与“固定放置”对磁铁指示方向效果的影响。 能根据实验现象，推理并归纳出使用磁铁辨别方向的正确方法和注意事项。 （三）探究实践 能设计并动手尝试至少一种让条形磁铁水平自由旋转的方法（如悬挂法、水浮法），并进行多次测试。 能合作完成在教室外（走廊、操场）利用磁铁辨别方向的实践任务，并记录结果。 能通过实验探究干扰因素（如铁制品）对磁铁指向的影响。 （四）态度责任 感受我国古代人民发现并应用磁石的智慧，增强民族自豪感。 在实验中养成耐心、细致、尊重证据、乐于合作的习惯。 形成安全、规范使用实验器材的意识，并能辩证看待工具的优缺点。 四、教学重难点 教学重点：通过实验，发现并验证磁铁在能水平自由旋转的条件下可以指示南北方向。 教学难点：理解“水平自由旋转”是磁铁准确指示方向的关键条件；设计并实现让磁铁自由旋转的简易装置。 五、教学准备 教师材料： 多媒体课件（含古代司南图片/视频、各种现代指南针图片、实验方法示意图、干扰实验演示视频）。 实物投影仪。 演示用：条形磁铁（标有N、S极）、细线、小水盆、泡沫块、铁架台、铁制物品（如钥匙、栏杆模型）。 学生材料（每组）： 条形磁铁（用白纸包裹两端，隐藏N、S极标记）1-2块。 实验套装A（悬挂法）：细线、剪刀、铁架台（或自制支架）。 实验套装B（水浮法）：小水盆（盛水）、小块泡沫塑料（或轻质塑料盖）、透明胶带。 方向识别记录单。 指南针（用于最终验证，可选）。 环境准备：教室内外（走廊、操场）预先勘察，确保有可供测试且干扰较少的区域。 六、教学过程 （一）导入与聚焦：从“吸铁石”到“指向石”的飞跃（5分钟） 历史故事导入： 课件展示古代“磁石”（天然磁铁矿）图片，讲述故事：“两千五百多年前，我国古代劳动人民发现了一种神奇的石头，它能吸引铁器，人们叫它‘慈石’，意思是像慈母吸引孩子一样。后来写成‘磁石’。” 提问：“磁石除了能吸铁，古人还发现了它一个更神奇的用途，彻底改变了人类辨别方向的方式。你们猜猜是什么？”（引导学生联想到指南针）。 聚焦问题： 出示用白纸包住的条形磁铁（隐藏极性）。 提问：“今天我们模拟古人，用这块‘磁石’（条形磁铁）来探究。怎样用磁石（磁铁）辨别方向呢？ 它真的能自己指出南北吗？” 揭示课题：《利用磁铁辨别方向》。 （二）探索：让磁铁“自由”地说话（25分钟） 探索活动一：设计挑战——如何让磁铁“自由”指示方向？ 问题与猜想： 教师直接出示一块条形磁铁，平放在桌上，提问：“我现在把它放在这里，它能告诉我们方向吗？为什么？”（学生答：不能，它不动/被固定了）。 引出关键条件：课件出示教材提示“要让磁铁能够水平自由旋转，才能辨别方向”。 头脑风暴：“有什么办法能让磁铁水平自由转动呢？”学生结合生活经验提出想法（如挂起来、放水里、支起来）。 认识方法，明确任务： 课件展示教材中的两种参考方法：细线悬挂法、水浮法。简要说明原理（减少摩擦，允许自由转动）。 发布任务：小组选择一种或两种方法，尝试让包着纸的条形磁铁水平自由旋转，观察它静止后两端指向的方向。 探索活动二：动手实验——磁铁的指向秘密 分组实验与记录： 小组领取材料，合作搭建装置（悬挂或水浮）。 关键操作指导：悬挂点要在磁铁中心；水浮载体要轻且平衡；确保装置稳定、无风干扰。 实验要求： a. 让磁铁自由旋转，待其完全静止。 b. 观察磁铁两端分别指向教室的哪个大致方向（如一端指向窗户，一端指向门），在记录单上画图或文字记录。 c. 重复3次，轻轻拨动磁铁让其再次旋转，观察每次静止后的指向是否一致。 d. 与旁边小组交流，看看大家的磁铁指向是否一致。 现象汇总与命名： 各小组汇报实验结果。教师引导发现共识：每块磁铁每次静止后，总是一端指向一个固定方向，另一端指向相反方向，且各小组指向基本相同。 揭示科学概念：人们把磁铁指北的一端叫北极（N），指南的一端叫南极（S）。教师拆开一个磁铁的白纸，验证其N、S极标记与指向是否吻合。 跨学科链接（历史/语文）：介绍“司南”到“指南针”的演变，理解“指南”一词的由来（因磁针南极指南，但古代以“南”为尊，故称“指南”）。 干扰初探： 教师设疑：“如果把你们的磁铁装置小心地靠近走廊的铁栏杆（或教师提供的铁制品），会发生什么？磁铁还能准确指示方向吗？” 学生简单尝试并观察现象（磁铁会被吸引，指向改变），初步感知干扰因素。 （三）研讨：原理、方法与局限（8分钟） 关键条件再审视： 提问：“要怎样放置磁铁，它才可以准确指示方向？”引导学生总结：必须保证磁铁能在水平面内自由旋转，且不受外力干扰。 对比思考：为什么平放在桌上或拿在手里效果不好？（摩擦力和外力限制了自由转动）。 评估方法优势与局限： 提问：“用磁铁辨别方向时，若不小心靠近铁栏杆或其他磁铁，会有什么现象？这对磁铁准确指示方向有影响吗？” 学生结合户外体验回答。教师引导总结磁铁辨向的优缺点： 优点：不受天气、昼夜影响，使用相对快速方便。 缺点/注意事项：会受到附近铁磁性物质（铁、钴、镍制品）和其他磁铁的干扰而指示错误；使用时需远离此类物体。 深化理解：简要解释磁铁能指示方向的原因（地球本身是一个大磁体，有地磁场）。磁铁在地磁场的作用下，北极指向地磁的南极（地理北极附近）。 （四）拓展：创意无限——还有哪些“自由旋转”的妙招？（5分钟） 创意设计挑战： 提问：“除了用细线悬挂和让磁铁漂浮在水面上，还有什么方法可以让磁铁水平自由旋转？”激发学生创造性思维。 小组讨论，画出设计草图。可能方案：用光滑尖顶支撑（如仿司南）；用轴承；用气垫；将磁铁放在非常光滑的平面上等。 联系科技与生活： 展示各种现代指南针的图片（罗盘、手表指南针、手机电子罗盘等），指出其核心都是能让磁针自由旋转的装置。 鼓励学生课后利用简单材料，尝试制作自己的简易指南针。 （五）课堂总结与延伸（2分钟） 学生分享：用“今天我用______的方法，发现磁铁的______极总是指向北方。使用时要远离______。”的句式分享收获。 教师总结：从观察太阳，到辨识自然，再到利用磁石，人类辨别方向的历史是一部充满智慧与创新的历史。磁铁指示方向的特性，是古人送给现代科学的宝贵礼物。 延伸任务： 家庭实验室：在家找一块小磁铁，尝试用不同的方法（如放在小瓶盖里浮于水面）让它自由旋转，验证其指向性，并观察家中哪些物品会干扰它。 预习与准备：收集一些可以制作指南针的材料（如缝衣针、小磁铁、小水杯、泡沫屑），为下节课“制作指南针”做准备。 七、板书设计 利用磁铁辨别方向 一、历史：中国古代发现磁石 → 司南 → 指南针 二、关键发现：自由旋转的磁铁，静止时一端恒指北（N），一端恒指南（S）。 三、实验方法： 1. 悬挂法：细线系中心，自由悬挂。 2. 水浮法：磁铁放浮物上，浮于静水。 四、成功关键：水平面内自由旋转 + 远离干扰 五、干扰源：铁、钢等铁磁性物品，其他磁铁。 六、应用：各种指南针的核心原理。 八、教学反思（预设） 核心素养的落地：本课设计通过“重现历史发现（观念）→ 设计实验方案（思维）→ 动手探究验证（实践）→ 评估应用条件（责任）”的路径，将核心素养的培养贯穿于探究磁铁特性的全过程。 “做中学”的典范：课程以两个层层递进的实验活动（室内探究指向性、户外验证与干扰探究）为核心。学生在动手制作“自由旋转装置”和测试指向的过程中，亲身建构了关于磁铁指向性及其使用条件的核心概念，充分体现了“做中学、学中思”。 跨学科融合与创新思维：自然融合了历史（磁石发现史）、工程技术（装置设计）、物理（旋转、摩擦、磁场）等学科元素。拓展环节的创意设计挑战，有效培养了学生的工程思维和创新能力。 科学思维的进阶：引导学生从“验证现象”到“分析条件”（自由旋转），再到“评估局限”（干扰因素），思维层次逐步深入，有助于形成严谨、辩证的科学态度。 实施要点与安全：实验前需强调条形磁铁要轻拿轻放，避免撞击损坏磁性或伤及他人。水浮实验注意用水安全，避免洒漏。户外活动需做好组织管理。对于“地磁场”的原理，根据学生接受程度做通俗比喻即可，不必过度深化。 学科网（北京）股份有限公司 $