2.1《电磁铁》（教学设计）-2025-2026学年科学五年级下册大象版

五年级下册科学第二单元《能量》 第1课《电磁铁》教学设计 一、设计依据 本课以《义务教育科学课程标准（2022年版）》为指导，聚焦核心素养，以“科学探究”为核心，围绕“物质的运动与相互作用”核心概念展开教学。课程标准要求学生“通过实验，了解电磁铁的特点，知道电能可以转化为磁能”，本课通过“情境激趣—猜想假设—制作探究—游戏体验—对比实验—得出结论”的完整探究流程，引导学生亲历科学探究全过程，理解电磁铁的基本特性与影响磁性强弱的因素，落实科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四大核心素养的培养要求。 二、教材分析 本课是大象版五年级科学下册第二单元《能量》的第一课，是本单元的开篇课，也是学生认识能量转化的重要一课。教材以“电磁起重机”情境引入，通过“猜想假设（电磁铁的工作原理）—设计制作（制作简易电磁铁）—游戏体验（钓鱼比赛）—对比实验（探究影响磁性强弱的因素）—得出结论（电磁铁的特性）”等环节，层层递进地引导学生探究电磁铁的奥秘。教材注重学生的动手实践与探究过程，通过制作、游戏、对比实验等活动，帮助学生建立电磁铁的科学概念，同时渗透了科学史（奥斯特发现电生磁现象）和控制变量的科学探究方法，为后续学习其他能量形式奠定了基础。 三、学情分析 五年级学生已经认识了电和磁铁的基本特性，知道磁铁能吸引铁制品，也了解了电流的基本概念，对“电和磁的结合”充满好奇，但对“电磁铁”的科学概念、工作原理以及影响磁性强弱的因素缺乏系统认识。学生具备一定的动手制作、猜想和小组合作能力，但对“控制变量法”的实验探究方法缺乏系统训练，在设计对比实验时容易忽略变量的控制。教学中需通过情境引导、动手制作、游戏体验和对比实验，帮助学生亲历科学探究过程，理解电磁铁的特性，掌握控制变量的实验方法，提升科学探究能力和科学思维能力。 四、教学目标 1.科学观念：知道电磁铁是由铁芯和绕在铁芯上的导电线圈组成的装置；了解电磁铁通电后产生磁性、断电后磁性消失的特性；知道电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关；了解电能可以转化为磁能。 2.科学思维：通过对电磁铁现象的猜想、制作、实验验证和对比分析，能归纳电磁铁的特性，掌握控制变量的科学探究方法，提升分析、推理和归纳能力。 3.探究实践：能根据步骤制作简易电磁铁；能通过“钓鱼比赛”体验电磁铁的特性；能设计并完成对比实验，探究电流大小、线圈匝数对电磁铁磁性强弱的影响；能记录并分析实验数据，得出实验结论。 4.态度责任：体会科学探究的乐趣，养成严谨的科学态度；了解电磁起重机、电磁铁在生活中的应用，认识到科学技术对生活的影响；学习科学家奥斯特勇于探索的精神，激发科学探究的兴趣。 五、教学重难点 重点：制作简易电磁铁，了解电磁铁通电有磁性、断电无磁性的特性；探究影响电磁铁磁性强弱的因素。 难点：理解并运用控制变量法设计对比实验，探究电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系。 六、教学准备 教师准备：多媒体课件（电磁起重机工作视频、奥斯特实验动画、电磁铁磁性强弱对比实验视频）、电池、电池盒、开关、铁钉、漆包线、大头针、自制电磁铁成品、安全提示牌。 学生准备：课前收集的电磁铁相关资料、铅笔、实验记录表、电池、电池盒、开关、铁钉、漆包线、大头针（制作与实验材料）。 七、教学过程 （一）情境导入：神奇的“钢铁大力士”（5分钟） 师：同学们，老师给大家带来了一段神奇的视频，我们一起来看看。（播放电磁起重机工作视频） 师：视频里的这个大家伙，能轻松吸起成吨的铁块，还能自动把铁块放下来，它就是电磁起重机。大家想一想，它为什么既能吸起铁块，又能放下铁块呢？ 生1：它有磁性，所以能吸起铁块！ 生2：它的磁性可以控制，需要的时候有磁性，不需要的时候磁性就消失了！ 师：说得真好！就像课本里的小朋友们讨论的一样——“既然叫电磁起重机，一定和电有关”。它的秘密就在于里面的电磁铁。今天，我们就一起来探究《电磁铁》。（板书课题） （二）探究活动1：猜想假设——电磁铁的奥秘（5分钟） 师：大家想一想，电磁起重机为什么能控制磁性的有无？它里面的电磁铁可能是什么样的？ 生3：我觉得电磁铁通电的时候有磁性，断电的时候磁性就消失了！ 生4：它里面有线圈和铁芯，通电之后线圈就有磁性了！ 师：大家的猜想都很有道理！就像课本里说的，电磁铁是由铁芯和绕在铁芯上的导电线圈组成的装置。1820年，丹麦科学家奥斯特就发现了电生磁现象，通电的导线周围会产生磁场。那我们能不能自己制作一个简易电磁铁，来验证我们的猜想呢？ （三）探究活动2：设计制作——制作简易电磁铁（8分钟） 师：请大家看课本里的制作步骤： 1.在铁钉上用漆包线缠绕50~100圈； 2.把漆包线的两端接到电池上，试一试它是否通电后有磁性，断电后磁性消失。 师：制作的时候，老师要给大家安全提示：因为用的导线较短，这个电磁铁耗电较多，不要长时间通电！使用铁钉时也要注意安全，不要划伤手！（学生小组合作制作电磁铁，教师巡视指导） 师：大家的电磁铁都做好了吗？我们来试一试，通电后能不能吸起大头针，断电后大头针会不会掉下来！（学生分组测试电磁铁） 师：哪个小组来分享你们的发现？ 小组1：我们的电磁铁通电后能吸起大头针，断电后大头针就掉下来了！ 师：太棒了！这说明电磁铁通电后产生磁性，断电后磁性消失！（板书：电磁铁：通电有磁性，断电无磁性；组成：铁芯+导电线圈） （四）探究活动3：游戏体验——“钓鱼”比赛（7分钟） 师：现在我们来玩一个“钓鱼”比赛，用自己制作的电磁铁把“池塘”里的铁制“小鱼”（大头针）钓到自己的“鱼篓”里，看看一分钟内谁钓得最多！（学生分组比赛） 师：比赛结束了，谁来说说你的发现？ 生5：通电的时候能把“小鱼”钓起来，断电的时候“小鱼”就掉下去了！ 生6：为什么我的电磁铁吸不起大点的“鱼”？ 师：这个问题提得太好了！为什么不同的电磁铁磁性强弱不一样呢？大家想一想，电磁铁的磁性强弱可能和哪些因素有关？ 生7：我觉得和电流大小有关，电池越多，电流越大，磁性越强！ 生8：我觉得和线圈匝数有关，线圈绕得越多，磁性越强！ 师：大家的猜想都很有道理！接下来我们就通过对比实验，来验证这些猜想。 （五）探究活动4：计划组织——设计对比实验（7分钟） 师：我们要探究电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系，这种实验方法叫控制变量法。比如，探究电流大小的影响时，要保持线圈匝数不变，只改变电池节数；探究线圈匝数的影响时，要保持电池节数不变，只改变线圈匝数。请大家小组合作，完成课本里的《电磁铁磁性相关因素研究计划》。（学生小组设计实验方案） 师：哪个小组来分享你们的实验方案？ 小组2：我们的第一个实验，探究磁性与电流大小的关系。假设是：电磁铁磁性与电流大小有关。实验设计：只改变电池节数，保持线圈匝数、铁钉长度和粗细不变。步骤：1.用1节电池，线圈匝数100圈，记录吸起的大头针数量；2.用2节电池，线圈匝数还是100圈，记录吸起的大头针数量；3.对比两次的数量，得出结论。 师：这个方案非常完整！还有探究线圈匝数的方案吗？ 小组3：我们的第二个实验，探究磁性与线圈匝数的关系。假设是：电磁铁磁性与线圈匝数有关。实验设计：只改变线圈匝数，保持电池节数、铁钉长度和粗细不变。步骤：1.用1节电池，线圈匝数50圈，记录吸起的大头针数量；2.用1节电池，线圈匝数100圈，记录吸起的大头针数量；3.对比两次的数量，得出结论。 师：大家的实验方案都很科学，接下来我们就动手实验吧！ （六）探究活动5：实验探究——验证影响磁性强弱的因素（10分钟） 师：现在请大家小组合作，按照你们的实验方案开始实验吧！注意安全，不要长时间通电！（学生分组实验，教师巡视指导） 师：哪个小组来分享你们的实验结果？ 小组2：我们探究电流大小的影响，线圈匝数都是100圈，用1节电池时吸起了15个大头针，用2节电池时吸起了28个大头针！说明电流越大，电磁铁的磁性越强！ 小组3：我们探究线圈匝数的影响，电池都是1节，线圈匝数50圈时吸起了8个大头针，线圈匝数100圈时吸起了16个大头针！说明线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强！ 师：大家的实验都很成功！就像课本里总结的一样——“通过实验发现，当电磁铁的导电线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；当电流一定时，电磁铁的导电线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。”（板书：磁性强弱影响因素：电流越大，磁性越强；线圈匝数越多，磁性越强） 师：大家想一想，电磁铁在生活中还有哪些应用？ 生9：电铃、电磁继电器、磁悬浮列车！ 生10：我们家里的电磁炉，也用到了电磁铁的原理！ 师：说得真好！电磁铁把电能转化成了磁能，给我们的生活带来了很多便利。 （七）课堂小结（3分钟） 师：今天这节课，我们一起探究了电磁铁的奥秘，谁来说说，你有什么收获？ 生11：我知道了电磁铁是由铁芯和导电线圈组成的，通电有磁性，断电无磁性！ 生12：我知道了电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈匝数有关！ 生13：我还学会了用控制变量法做对比实验！ 师：大家的收获真不少！我们通过制作、游戏、对比实验，了解了电磁铁的特性和影响磁性强弱的因素，也知道了电能可以转化为磁能。下节课，我们将继续探究其他形式的能量！ 八、板书设计 电磁铁 1.组成：铁芯 + 导电线圈 2.特性：通电有磁性，断电无磁性（电能→磁能） 3.磁性强弱影响因素： 电流越大，磁性越强（线圈匝数不变） 线圈匝数越多，磁性越强（电流大小不变） 4. 应用：电磁起重机、电铃、磁悬浮列车…… 九、教学反思 本节课以“探究电磁铁的奥秘”为核心，通过“情境导入—猜想假设—制作体验—游戏比赛—对比实验—得出结论”的完整流程，引导学生亲历科学探究全过程，达成了教学目标。课堂中，学生对制作电磁铁和钓鱼比赛的兴趣极高，能主动参与小组合作，尤其是对比实验环节，学生能运用控制变量法进行探究，体现了科学探究的严谨性。但在实验过程中，部分小组的线圈匝数缠绕不够均匀，影响了实验结果的准确性，后续可提前指导学生规范缠绕线圈，或提供预绕好的线圈，提升实验效果。此外，控制变量法的讲解对部分学生来说仍有难度，后续可增加更多实例，帮助学生理解控制变量的意义。整体来看，本节课较好地落实了科学核心素养的培养要求，学生的探究实践能力和科学思维得到了提升，也增强了对科学探究的兴趣。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $