1.3《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

三年级下册科学第一单元《辨别方向》 第3课《利用磁铁辨别方向》教学设计 一、设计依据 本课依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》设计，紧扣物质科学领域核心概念“物质的结构与性质”，聚焦磁铁的基本性质——指向性展开教学。以核心素养为导向，落实科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四维目标，通过模拟实验、探究活动，引导学生认识磁铁的指向性，理解指南针的发明原理，体会科学技术与生活的联系，培养学生的科学探究能力与实证意识。 二、教材分析 本课是教科版小学科学三年级下册第一单元《辨别方向》的第3课，是单元的核心课，也是学生认识指南针的基础课。教材以“磁石的发现为快速辨别方向带来了新方法，怎样用磁石辨别方向？”为核心问题，通过“条形磁铁指示方向”“用磁铁辨别方向”两个递进式探究活动，引导学生通过悬挂法、漂浮法等实验，发现磁铁自由转动停止后总是指向南北方向的规律，认识磁铁的南北极，掌握利用磁铁辨别方向的方法，同时了解外界干扰对磁铁指向性的影响，为后续学习指南针、制作简易指南针奠定基础。 教材内容编排逻辑清晰：从磁石的历史引入，到模拟实验探究磁铁的指向性，再到实地辨别方向，层层递进，将抽象的磁铁性质与具象的探究活动结合，渗透“科学发现源于观察与实验”的思想，同时引导学生思考实验方法的改进，培养学生的创新思维与问题解决能力。 三、学情分析 三年级学生已具备以下基础： 1.知识基础：前两课已学习了利用太阳、自然物辨别方向的方法，对方向有了清晰的认知；同时在之前的学习中，已经认识了磁铁的吸铁、磁极等基本性质，但尚未了解磁铁的指向性。 2.能力基础：具备初步的实验操作、小组合作与记录能力，能在教师指导下完成简单的探究实验，但实验设计的严谨性、变量控制与误差分析能力仍需引导。 3.认知特点：以具象思维为主，对动手实验兴趣浓厚，对磁铁的“神奇”性质充满好奇心，但对“磁铁为什么能指向南北”的原理理解较浅，需要通过直观的实验现象和对比分析，帮助其建构科学概念。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1.知道磁铁能指示南北方向，自由转动的磁铁停止后，总是一端指向南，一端指向北。 2.认识磁铁的南北极，知道指向南方的一端是南极（S极），指向北方的一端是北极（N极）。 3.了解磁铁的指向性会受到铁制品、其他磁铁等外界因素的干扰。 （二）科学思维目标 1.通过设计并完成磁铁指示方向的实验，培养观察、比较、归纳的逻辑思维能力。 2.能对实验现象进行分析、推理，归纳出磁铁的指向性规律，初步形成基于证据的科学思维。 3.能辩证地分析不同实验方法的优缺点，思考如何改进实验，减少外界干扰。 （三）探究实践目标 1.能在教师指导下，设计并完成悬挂法、漂浮法等实验，探究磁铁的指向性，规范操作并记录实验现象。 2.能小组合作在室外开展实地探究，利用标好南北极的磁铁辨别方向，提升动手实践与合作探究能力。 3.能尝试设计其他让磁铁水平自由旋转的方法，培养创新设计与问题解决能力。 （四）态度责任目标 1.感受古人发现磁石的智慧，体会科学技术的发展对人类辨别方向的重要意义，激发对科学探究的兴趣。 2.在探究活动中养成认真观察、如实记录、多次验证的良好习惯，培养严谨的科学态度与实证意识。 3.了解磁铁指向性在生活中的应用，树立用科学知识解决实际问题的意识，增强对科学技术的热爱。 五、教学重难点 教学重点：通过实验探究，发现磁铁自由转动停止后总是指向南北方向的规律，认识磁铁的南北极。 教学难点：理解实验中如何减少外界干扰，让磁铁水平自由旋转，准确指示方向，并能分析外界因素对磁铁指向性的影响。 六、教学准备 （一）教师准备 多媒体课件（含磁石的历史资料、磁铁指向性实验微视频）、条形磁铁、细线、铁架台、装水的容器、小碗、指南针、铁栏杆模型、其他磁铁、实验记录单、方向标。 （二）学生准备 每组一套实验材料：条形磁铁（用白纸包裹）、细线、铁架台、装水的水槽、轻质小碗、记录单、彩笔。 七、教学过程 （一）情境导入，聚焦问题（5分钟） 师：同学们，上课！请大家坐端正，眼睛看老师。 生：老师好！ 师：同学们好，请坐。前两节课，我们学习了利用太阳、自然物辨别方向的方法，大家还记得吗？谁来说一说？ 生1：可以用太阳的东升西落辨别东西方向！ 生2：还可以用树木的枝叶、苔藓辨别南北方向！ 师：说得非常棒！但这些方法都有局限性，比如阴天、晚上就用不了了。那在两千五百多年前，我们的祖先发现了一种能帮助我们快速辨别方向的“神奇石头”，大家知道是什么吗？ 生：磁石！ 师：没错！就是磁石。大家看大屏幕，这就是磁石，它能吸引铁制品，更神奇的是，它还能帮我们辨别方向。磁石的发现，为快速辨别方向带来了新方法。那怎样用磁石辨别方向呢？今天这节课，我们就一起来探究——利用磁铁辨别方向。（板书课题：利用磁铁辨别方向） 师：请大家看课本第8页的“聚焦”问题，全班一起读一遍。 生（齐读）：磁石的发现，为快速辨别方向带来了新方法。怎样用磁石辨别方向？ 师：带着这个问题，我们开启今天的探究之旅。 （二）探究一：磁铁能指示方向吗？（18分钟） 师：磁石是天然的磁铁，为了实验操作方便，我们常用条形磁铁代替磁石进行模拟实验。请大家看，老师手里的条形磁铁，已经用白纸包起来了，大家看不到它的磁极。那它能指示方向吗？我们怎样才能知道呢？ 生1：把它放在手里，看它会不会自己转？ 生2：让它能自由转动，停下来之后看它指哪里！ 师：大家说得很有道理！磁铁要能准确指示方向，必须满足一个条件——水平自由旋转。那有什么办法能让磁铁水平自由转动呢？大家看课本第9页，上面给了我们两个方法，谁来读一读？ （指名学生朗读课本上的实验方法） 师：读得非常清楚！我们有两种方法：一种是用细线悬挂磁铁，另一种是把磁铁放在很轻的小碗里，让小碗浮在水面上。大家分组讨论一下，这两种方法，怎样操作才能让磁铁水平自由旋转？需要注意什么？ （学生小组讨论，教师巡视指导） 师：时间到！哪个小组来说说你们的想法？ 生1：用细线悬挂的时候，磁铁要水平挂着，不能歪，而且线要绑在磁铁的中间位置！ 生2：细线要尽量长一点，不能打结，不然磁铁转不动！ 生3：用小碗浮在水面上的时候，水要多一点，小碗要轻，不能碰到水槽的壁！ 师：大家考虑得非常全面！老师再补充几个关键注意事项： 1. 实验要远离铁栏杆、其他磁铁等铁制品，避免干扰磁铁的转动。 2. 磁铁要水平放置，不能倾斜，否则会影响转动。 3. 等磁铁完全停止转动后，再观察它的指向，而且要多试几次，看结果是否一样。 师：现在，请大家分组选择一种方法，进行实验探究，把你们观察到的现象记录在实验单上。 （学生分组实验，教师巡视指导： 提醒学生正确悬挂磁铁，保持水平； 引导学生远离教室的铁栏杆、暖气片等铁制品； 提醒学生多次实验，观察磁铁停止后的指向； 鼓励学生对比不同小组的实验结果） 师：时间到！请大家把实验材料整理好，坐端正。我们来交流一下你们的实验发现。用悬挂法的小组，磁铁停止转动后，两端分别指向什么方向？ 生1：我们小组的磁铁，一端指向南方，一端指向北方！ 生2：我们试了三次，每次都是一端指南，一端指北！ 师：用漂浮法的小组呢？你们的结果一样吗？ 生3：我们的磁铁浮在水面上，停下来之后也是一端指南，一端指北！ 生4：我们和其他小组的结果对比，都是一样的，总是指向南北方向！ 师：太棒了！大家通过实验发现了一个重要的规律：自由旋转的磁铁，停止转动后，总是一端指向南方，一端指向北方。人们为了方便，把磁铁指向南方的一端叫作南极，用字母S表示；指向北方的一端叫作北极，用字母N表示。（板书：磁铁→自由转动→停在南北；南极S（指南）、北极N（指北）） 师：现在，请大家根据你们的实验结果，给你们的磁铁标上南北极，标好之后，我们再验证一次，看看标得对不对。 （学生给磁铁标上南北极，再次实验验证） 师：大家都标好了吗？标对的举手！看来大家都掌握了磁铁的指向性。那大家想一想，为什么磁铁能指示南北方向呢？其实，地球本身就是一个巨大的磁体，有南极和北极，磁铁的N极会指向地球的北极，S极会指向地球的南极，所以磁铁能帮我们辨别方向。 （三）探究二：室外实地辨别方向（12分钟） 师：我们已经知道了磁铁能指示南北方向，那我们能不能用标好南北极的磁铁，到室外辨别方向呢？请大家看课本第10页的探究任务：利用标好南北极的磁铁，到走廊、操场等教室外的场所辨别方向。 师：到了室外，我们用什么方法让磁铁水平自由旋转呢？ 生：用细线悬挂法！ 师：没错，悬挂法在室外操作更方便。大家要注意： 1.悬挂磁铁的时候，要远离操场的铁栏杆、篮球架等铁制品，避免干扰。 2.等磁铁完全停止转动后，再观察南北方向，用指南针验证一下。 3.辨别出南北之后，再确定东西方向，标出操场的八个方向。 师：现在我们分组到操场，进行实地探究，小组分工合作，1人扶铁架台，1人悬挂磁铁，1人观察记录，1人用指南针验证。 （整队到操场，分组探究，教师巡视指导： 引导学生远离铁制品，选择空旷的地方； 帮助学生调整磁铁的水平状态，确保能自由转动； 引导学生用指南针验证磁铁的指向，纠正判断错误； 引导学生根据南北方向，确定操场的东西、东北、东南等八个方向） 师：请大家回到教室，坐好。哪个小组来分享一下你们的探究成果？ 生1：我们在操场的空旷地方悬挂磁铁，N极指向北方，和指南针指的方向一样！ 生2：我们辨别出了操场的南北方向，然后确定了东西方向，还标出了东北、东南方向！ 生3：我们一开始离铁栏杆太近了，磁铁转了半天停不下来，后来离远了就好了！ 师：大家都太棒了！通过实地探究，我们把学到的知识用到了生活中，真正掌握了利用磁铁辨别方向的方法。那刚才有小组提到，靠近铁栏杆的时候，磁铁就没法准确指示方向了，这是为什么呢？我们一起来讨论一下。 （四）研讨交流，深化理解（6分钟） 师：请大家看课本第10页的“研讨”问题，我们一起来讨论。 师：第一个问题：要怎样放置磁铁，它才可以准确指示方向？谁来说一说？ 生1：要让磁铁水平放置，能自由转动，不能被挡住！ 生2：要远离铁栏杆、其他磁铁这些东西，不然会干扰它！ 生3：要在空旷的地方，不能有东西挡住磁铁的转动！ 师：说得非常全面！要让磁铁准确指示方向，必须满足两个条件：一是磁铁能水平自由旋转，不受阻挡；二是远离铁制品、其他磁铁等外界干扰，这样才能准确指向南北。 师：第二个问题：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？ 生1：靠近铁栏杆的时候，磁铁会被吸过去，就不会指向南北了！ 生2：靠近其他磁铁的时候，两个磁铁会吸在一起或者推开，也不能准确指示方向了！ 生3：这些东西会干扰磁铁，让它没法指向南北，就不能辨别方向了！ 师：大家说得太对了！铁制品和其他磁铁会产生磁力干扰，影响磁铁的自由转动和指向，所以我们用磁铁辨别方向时，一定要远离这些干扰源。 （五）拓展延伸，创新设计（3分钟） 师：我们已经知道了用细线悬挂和漂浮法让磁铁水平自由旋转，那除了这两种方法，还有什么办法可以让磁铁水平自由旋转呢？大家看课本上的拓展部分，这里给了我们一个小装置，大家能看懂吗？ 生：把磁铁放在底座上，用顶针顶着，就能转了！ 师：没错，这个装置是利用顶针支撑磁铁，减少摩擦力，让磁铁能自由转动。大家还能想到其他方法吗？ 生1：把磁铁放在光滑的玻璃上，减少摩擦力！ 生2：用一个很轻的架子，把磁铁放在上面，让它能转！ 师：大家的想法都很有创意！课后大家可以用身边的材料，设计一个能让磁铁水平自由旋转的装置，下节课我们一起来分享。 （六）课堂总结（1分钟） 师：今天这节课，我们通过实验探究，发现了磁铁的指向性——自由转动的磁铁停止后，总是一端指南，一端指北；认识了磁铁的南极和北极；还学会了用磁铁辨别方向的方法，同时知道了外界干扰会影响磁铁的指向。磁铁的指向性，就是我们指南针的发明原理，下节课我们就一起来学习指南针的历史和制作方法。 师：今天的科学课就上到这里，请大家整理好实验材料，下课！ 生：老师再见！ 八、全课小结 本节课，我们从磁石的历史引入，通过悬挂法、漂浮法两个实验，探究了磁铁的指向性，发现了磁铁自由转动停止后总是指向南北方向的规律，认识了磁铁的南北极；通过室外实地探究，掌握了利用磁铁辨别方向的方法；通过研讨交流，理解了实验的关键条件和外界干扰对磁铁指向性的影响；最后通过拓展延伸，激发了学生的创新设计思维。整节课，学生经历了“提出问题—设计实验—动手探究—归纳规律—应用实践—反思改进”的完整科学探究过程，不仅学到了磁铁的相关知识，更培养了观察、实验、推理、合作的科学能力，体会到了科学探究的严谨性与趣味性。 九、板书设计 利用磁铁辨别方向 1. 磁铁的指向性： 自由转动的磁铁 → 停止后总是一端指南、一端指北 南极（S）：指向南方；北极（N）：指向北方 2. 实验方法： ① 悬挂法 ② 漂浮法 3. 关键条件： 水平自由旋转 + 远离铁制品、其他磁铁等干扰 4. 应用：辨别方向（指南针的原理） 十、教学反思 本节课以学生为主体，围绕“磁铁的指向性”这一核心问题，设计了情境导入、实验探究、实地应用、研讨交流、拓展延伸等多个环节，较好地落实了新课标提出的核心素养目标。 （一）亮点 1.探究活动设计层层递进，从模拟实验到实地探究，让学生经历了完整的科学探究过程，有效培养了学生的实验操作、观察归纳与合作探究能力，同时通过多次实验验证，培养了学生的实证意识与严谨的科学态度。 2.注重科学与生活的联系，通过操场实地探究，让学生感受到磁铁指向性在生活中的应用，同时引导学生分析外界干扰的影响，培养了学生的辩证思维与问题解决能力。 3.关注学生的主体性，通过小组讨论、师生互动、生生交流等方式，充分调动了学生的积极性，课堂氛围活跃，学生参与度高，同时通过拓展延伸，激发了学生的创新思维。 （二）不足与改进方向 1.部分小组在实验中出现了磁铁无法水平转动、受到干扰的问题，虽然进行了指导，但没有深入引导学生分析误差原因，后续可以增加“误差分析”环节，引导学生讨论如何改进实验，减少干扰，培养学生的科学探究严谨性。 2.对“地球是巨大磁体”的原理讲解过于浅显，部分学生对磁铁指向南北的原因仍不理解，后续可以补充相关的动画视频，帮助学生理解地磁场的概念，深化科学观念。 3.室外探究环节受场地限制，部分学生的探究时间不足，后续可以提前规划好探究场地，分组错峰进行探究，保证每个学生都能充分参与。 总体而言，本节课较好地达成了教学目标，学生在动手实践中建构了科学概念，培养了科学素养。后续教学中，将继续优化探究活动，关注学生的个体差异，提升课堂的生成性与探究的深度，让学生真正成为科学探究的主人。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $