1.4《磁极与方向》（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4课《磁极与方向》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”，聚焦磁铁磁极间的相互作用与地磁场的基本原理展开教学。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，通过对比实验、资料阅读、研讨交流等活动，引导学生认识磁极间“同极相斥、异极相吸”的规律，理解地磁场对磁铁指向性的影响，体会科学发现的过程，培养学生的科学探究能力与科学思维。 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4课，是单元的核心课，也是学生理解指南针原理的关键课。教材以“磁铁和磁铁靠近会产生什么现象？悬挂起来的磁铁为什么能较稳定地指示方向？”为核心问题，通过“磁极相互作用实验”“地磁场资料阅读”两个递进式探究活动，引导学生通过实验发现磁极间的相互作用规律，理解地磁场是磁铁能稳定指示方向的根本原因，同时了解不同形状磁铁的指向性，为后续学习指南针、制作简易指南针奠定理论基础。 教材内容编排逻辑清晰：从磁极相互作用实验入手，再到地磁场原理的探究，层层递进，将抽象的科学原理与具象的实验现象结合，渗透“科学探究需要证据支撑”的思想，同时引导学生思考不同形状磁铁的指向性，培养学生的探究兴趣与创新思维。 三、学情分析 三年级学生已具备以下基础： 1.知识基础：前一课已经学习了磁铁的指向性，知道磁铁自由转动停止后总是指向南北方向，认识了磁铁的南北极，但尚未了解磁极间的相互作用规律，也不理解磁铁能稳定指示方向的根本原因。 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对比实验，但对实验现象的归纳、推理能力较弱，对抽象的地磁场概念理解较困难，需要通过直观的实验和资料帮助其建构科学概念。 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”现象充满好奇心，但容易将磁极的相互作用与磁铁的吸铁性质混淆，需要教师通过对比实验和引导性提问，帮助其厘清概念。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1.知道磁铁的磁极之间存在相互作用，同极相互排斥，异极相互吸引。 2.理解地球本身是一个巨大的磁体，地磁场的存在是磁铁能稳定指示方向的根本原因。 3.了解不同形状的磁铁也具有指向性，知道地磁场的南极与地理北极、地磁场的北极与地理南极的对应关系。 （二）科学思维目标 1.通过设计并完成磁极相互作用的对比实验，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，归纳出磁极间的相互作用规律，初步形成基于证据的科学思维。 3.能结合地磁场的知识，解释磁铁能稳定指示方向的原因，培养科学解释能力。 （三）探究实践目标 1.能在教师指导下，完成磁极相互作用的对比实验，规范操作并记录实验现象，归纳实验规律。 2.能阅读地磁场的相关资料，结合实验现象，理解磁铁指向性的根本原因，提升信息提取与分析能力。 3.能尝试探究蹄形磁铁等不同形状磁铁的指向性，提升探究实践与创新能力。 （四）态度责任目标 1.感受科学家发现地磁场的过程，体会科学发现的严谨性与曲折性，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、主动交流的良好习惯，培养严谨的科学态度与实证意识。 3.了解磁极相互作用在生活中的应用，体会科学技术与生活的联系，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，发现磁极间“同极相斥、异极相吸”的相互作用规律，理解地磁场对磁铁指向性的影响。 教学难点：理解地磁场的概念，知道地磁场与地理南北极的对应关系，能用磁极相互作用和地磁场的知识解释磁铁能稳定指示方向的原因。 六、教学准备 （一）教师准备 多媒体课件（含磁极相互作用实验微视频、地磁场示意图）、标有南北极的条形磁铁、蹄形磁铁、铁架台、细线、实验记录单、生活中磁极相互作用应用的图片/视频。 （二）学生准备 每组一套实验材料：标有南北极的条形磁铁2根、蹄形磁铁、细线、铁架台、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。上节课，我们学习了利用磁铁辨别方向，知道了自由转动的磁铁停止后总是一端指南、一端指北，大家还记得磁铁的南北极是怎么规定的吗？ 生1：指向南方的一端是南极，用S表示！ 生2：指向北方的一端是北极，用N表示！ 师：说得非常棒！那大家看大屏幕，当用另一根磁铁靠近悬挂起来的磁铁时，会发生什么现象呢？ （播放磁极相互作用的微视频） 生：悬挂的磁铁被推开了！ 师：这是为什么呢？磁铁和磁铁靠近会产生什么现象？悬挂起来的磁铁又为什么能较稳定地指示方向呢？今天这节课，我们就一起来探究——磁极与方向。（板书课题：磁极与方向） 师：请大家看课本第11页的“聚焦”问题，全班一起读一遍。 生（齐读）：磁铁和磁铁靠近会产生什么现象？悬挂起来的磁铁为什么能较稳定地指示方向？ 师：带着这两个问题，我们开启今天的探究之旅。 （二）探究一：磁极的相互作用（18分钟） 师：首先，我们来探究第一个问题：磁铁和磁铁靠近会产生什么现象？请大家看课本第11页的“探索”部分，我们要用两根标有南北极的磁铁做实验，观察它们靠近时的现象。 师：请大家先看课本上的提示：如果两根磁铁相互吸引，用“→←”表示；如果相互排斥，用“←→”表示。大家分组讨论一下，我们可以有几种不同的磁极组合方式？ （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：可以是S极和S极靠近！ 生2：S极和N极靠近！ 生3：N极和N极靠近！ 生4：N极和S极靠近！ 师：说得非常全面！我们一共可以有四种组合方式：S-S、S-N、N-S、N-N。现在，请大家分组进行实验，把你们观察到的现象记录在课本第12页的记录单上，每种组合方式都要试一次，看看结果是不是一样的。 （学生分组实验，教师巡视指导： 提醒学生用磁铁的不同磁极相互靠近，观察现象； 引导学生如实记录实验现象，用规定的符号表示； 鼓励学生多次实验，验证现象是否稳定） 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结果。S极和S极靠近时，发生了什么现象？ 生1：它们相互推开了，是排斥的！ 师：N极和N极靠近呢？ 生2：也相互排斥了！ 师：那S极和N极靠近呢？ 生3：它们吸在一起了，是吸引的！ 师：N极和S极靠近呢？ 生4：也吸在一起了！ 师：太棒了！大家通过实验发现了磁极间的相互作用规律：相同的磁极靠近时，相互排斥；不同的磁极靠近时，相互吸引。我们把这个规律总结为：同极相斥，异极相吸。（板书：磁极相互作用：同极相斥，异极相吸） 师：大家再想一想，相互吸引的两个磁极，是相同的磁极还是不同的磁极？ 生：不同的磁极！ 师：那相互排斥的呢？ 生：相同的磁极！ 师：没错！那不同形状的磁铁，也有这样的现象吗？大家可以用蹄形磁铁和条形磁铁试一试，看看结果是不是一样的。 （学生用蹄形磁铁和条形磁铁进行补充实验，验证规律） 生：蹄形磁铁的磁极和条形磁铁的磁极靠近时，也是同极相斥、异极相吸！ 师：看来，不管是什么形状的磁铁，磁极间的相互作用规律都是一样的。 （三）探究二：悬挂的磁铁为什么能稳定指示方向？（12分钟） 师：我们已经知道了磁极间的相互作用规律，那第二个问题来了：悬挂起来的磁铁为什么能较稳定地指示方向呢？请大家阅读课本第12页的资料，找一找答案。 （学生阅读资料，小组讨论，教师巡视） 师：时间到！哪个小组来说说你们的发现？ 生1：四百多年前，有一位科学家猜想地球像一块巨大的磁铁，也有南北极，所以才能吸引磁铁的两极！ 生2：后来他的猜想被证实了，地球本身就是一个巨大的磁体，有地磁场！ 师：说得非常棒！大家看大屏幕，这是地磁场的示意图。地球就像一个巨大的条形磁铁，也有南极和北极，我们把地球的磁场叫作地磁场。大家看提示：地磁的南极其实是在地球的地理北极附近，地磁的北极在地球的地理南极附近。 师：谁来说一说，地磁场的南北极和地理的南北极有什么关系？ 生：地磁的南极在地理北极附近，地磁的北极在地理南极附近！ 师：没错！那根据我们刚才学到的磁极相互作用规律，磁铁的N极会被地磁的哪个极吸引？S极呢？ 生1：磁铁的N极会被地磁的南极吸引，地磁的南极在地理北极附近，所以磁铁的N极会指向地理北极！ 生2：磁铁的S极会被地磁的北极吸引，地磁的北极在地理南极附近，所以磁铁的S极会指向地理南极！ 师：太对了！因为地磁场的存在，磁铁的N极总是被地磁的南极（地理北极附近）吸引，S极总是被地磁的北极（地理南极附近）吸引，所以悬挂起来的磁铁能稳定地指示南北方向。 师：大家再想一想，用蹄形磁铁试一试，它也能指示方向吗？请大家分组实验，用细线把蹄形磁铁悬挂起来，看看它停止转动后会指向哪里。 （学生分组实验，探究蹄形磁铁的指向性，教师巡视指导） 生：蹄形磁铁停止转动后，也是一端指南、一端指北！ 师：没错！不管是什么形状的磁铁，只要能水平自由转动，都会在地磁场的作用下，稳定地指示南北方向。 （四）研讨交流，深化理解（6分钟） 师：请大家看课本第13页的“研讨”问题，我们一起来讨论。 师：第一个问题：悬挂起来的条形磁铁可以稳定地指示方向，是什么在吸引它？谁来说一说？ 生1：是地磁场在吸引它！ 生2：地球本身是一个巨大的磁体，有地磁场，地磁的南极在地理北极附近，会吸引磁铁的N极；地磁的北极在地理南极附近，会吸引磁铁的S极，所以磁铁能稳定地指示方向！ 师：说得非常完整！地磁场的存在，是磁铁能稳定指示方向的根本原因。 师：第二个问题：生活中，人们在哪些地方运用了磁极的相互作用？大家想一想，也可以和同桌说一说。 生1：磁悬浮列车！利用同极相斥的原理，让列车浮起来！ 生2：冰箱门的磁条，利用异极相吸的原理，让冰箱门关得更紧！ 生3：一些玩具里也有磁铁，利用磁极的相互作用来动！ 师：大家说得都很对！磁极的相互作用在生活中的应用非常广泛，比如磁悬浮列车、磁性门吸、磁吸玩具、指南针等，都利用了“同极相斥、异极相吸”的规律，给我们的生活带来了很多便利。 （五）拓展延伸，创新探究（3分钟） 师：除了条形磁铁、蹄形磁铁，还有很多不同形状的磁铁，比如环形磁铁、球形磁铁，它们也能指示方向吗？大家课后可以用身边的磁铁试一试，看看结果是怎样的，下节课我们一起来分享。 师：大家还可以想一想，利用磁极的相互作用，我们可以设计哪些有趣的小发明？比如利用同极相斥制作一个“悬浮玩具”，大家课后可以动手试一试。 （六）课堂总结（1分钟） 师：今天这节课，我们通过实验探究，发现了磁极间“同极相斥、异极相吸”的相互作用规律；通过阅读资料，了解了地磁场的存在，理解了磁铁能稳定指示方向的根本原因；还知道了不同形状的磁铁也具有指向性。磁极的相互作用和地磁场的原理，就是指南针的核心原理，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，我们从磁极相互作用实验入手，通过对比实验发现了磁极间“同极相斥、异极相吸”的规律；通过阅读地磁场的资料，理解了地磁场是磁铁能稳定指示方向的根本原因；通过探究不同形状磁铁的指向性，拓展了对磁铁指向性的认识；通过研讨交流，了解了磁极相互作用在生活中的应用。整节课，学生经历了“提出问题—实验探究—归纳规律—资料分析—深化理解”的完整科学探究过程，不仅学到了磁极相互作用和地磁场的相关知识，更培养了观察、实验、推理、归纳的科学能力，体会到了科学探究的严谨性与趣味性。 九、板书设计 磁极与方向 1.磁极的相互作用： 同极相斥（S-S、N-N） 异极相吸（S-N、N-S） 2.磁铁稳定指示方向的原因： 地球是巨大的磁体 → 存在地磁场 地磁南极（地理北极附近）→ 吸引磁铁N极 地磁北极（地理南极附近）→ 吸引磁铁S极 3.应用：磁悬浮列车、磁性门吸、指南针等 十、教学反思 本节课以学生为主体，围绕“磁极相互作用”和“地磁场原理”两个核心问题，设计了情境导入、实验探究、资料阅读、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，从磁极相互作用的对比实验，到地磁场资料的阅读分析，再到不同形状磁铁的拓展探究，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、观察归纳与信息分析能力，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.注重科学原理的建构，通过地磁场示意图和磁极相互作用规律的结合，帮助学生理解了磁铁能稳定指示方向的根本原因，突破了教学难点，同时渗透了科学史教育，让学生体会到科学发现的过程。 3.注重科学与生活的联系，通过列举生活中磁极相互作用的应用，让学生感受到科学知识在生活中的应用价值，激发了学生的探究兴趣与创新思维。 （二）不足与改进方向 1.部分学生对地磁场的概念理解仍较困难，对“地磁南北极与地理南北极的对应关系”容易混淆，后续可以增加地磁场模型演示，帮助学生更直观地理解地磁场的作用。 2.不同形状磁铁的探究环节时间较紧张，部分学生没有完成蹄形磁铁的探究，后续可以优化时间分配，提前分组，保证每个学生都能充分参与探究。 3.对磁极相互作用在生活中的应用拓展不够深入，后续可以增加相关的视频或实物展示，让学生更直观地了解磁极相互作用的应用，深化对科学与生活联系的理解。 总体而言，本节课较好地达成了教学目标，学生在动手实践和资料分析中建构了科学概念，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 $