3《指南针》（教学设计）-2026-2027学年科学三年级上册人教鄂教版

该小学科学教学设计聚焦指南针的结构功能、磁原理应用及规范使用与自制改进，通过户外郊游情境导入，承接前两课磁铁两极知识，构建“磁原理—工具应用—工程制作”的认知链条，形成学习支架。 特色在于融合项目式探究与工程实践，学生通过拆解观察结构、实地测量方向、小组合作自制指南针（磁化钢针、组装测试、优化改进），发展科学思维（类比推理指针为小磁铁）与探究实践能力。融入沈括史料渗透文化自信，落实态度责任，为教师提供完整教学流程与实操资源，助力学生动手创新与知识迁移。

人教鄂教版小学科学三年级上册 第一单元第3课《指南针》教学设计 一、设计依据 本课严格依据2025版《义务教育科学课程标准》物质科学领域磁现象相关学习要求，立足3-4年级学生核心素养培养目标。课标要求学生认识指南针是利用磁铁磁性辨别方向的工具，掌握指南针结构、规范使用方法，能利用简易材料自制指南针；倡导项目式探究，通过观察、拆解、制作、改进完整探究流程，建立“磁原理—工具应用—工程制作”的认知链条。同时结合我国古代科学家沈括研究指南针的历史史料，渗透中华优秀传统文化教育，落实科学态度与社会责任素养，引导学生体会古代科技成就，树立文化自信。 二、教材分析 本课为人教鄂教版三年级上册第一单元磁铁第三课时，承接前两课《认识磁铁》《磁极间的作用》，学生已经掌握磁铁两极、同极相斥异极相吸、磁铁具有磁性等基础概念，本课是磁铁性质在生活中的实际应用课。 教材内容分为四大板块，逻辑层层递进： 1. 情境导入板块：户外郊游辨别方向的生活场景，出示普通指南针、军用指南针、电子指南针三类工具，抛出核心探究问题； 2. 探究与实践板块：分为三步，观察拆解指南针，认识外壳、方位盘、指针、支架四大结构并记录功能；学习标准使用指南针两步操作；实地测量教室窗户朝向，实操巩固使用方法；通过类比推理得出指针本质是小磁铁； 3. 设计制作板块：工程实践环节，提供塑料碗、钢针、泡沫、条形磁铁等生活化材料，分设计绘图、磁化钢针、组装测试、优化改进四步自制简易指南针，培养动手创造能力； 4. 科学家故事拓展板块：介绍宋代科学家沈括《梦溪笔谈》记载的四种古代指南针制作方法，补充磁偏角重大发现，融合历史文化与科学知识。 教材由认识工具、学会使用、动手创造、历史溯源完整串联，融合观察探究、工程实践、人文科普，兼具实践性与文化性。 三、学情分析 三年级学生具象思维占主导，具备基础动手操作、小组合作能力，前两节课已经牢固掌握磁铁磁性、两极相互作用的知识储备，生活中见过手表、手机里的电子指南针，对辨别方向、手工制作充满兴趣。 现有认知局限： 1. 只知道指南针能指方向，不了解内部构造，不清楚指针本身是磁铁，无法将磁铁知识和指南针原理建立关联； 2. 使用指南针操作不规范，容易倾斜、晃动底盘，测量方向出现误差； 3. 动手制作时磁化钢针方法不熟练，自制指南针容易受风干扰，不会主动思考优化改进方案； 4. 对我国古代指南针发展史完全陌生，缺少传统文化与科学结合的认知。 行为特点：喜欢手工实验，但使用剪刀、钢针等尖锐材料安全意识薄弱，小组分工容易混乱，课堂需要明确操作规范与分工要求。 四、教学目标（四大维度，贴合2025新课标核心素养） （一）科学观念目标 1. 知道指南针是依靠磁铁磁性指示南北方向的工具，指南针内部指针是小型磁铁； 2. 清晰说出指南针外壳、方位盘、指针、支架四部分结构及对应功能，熟练掌握指南针标准使用步骤； 3. 明白磁化钢针可以制作简易磁针，了解沈括记载的四种古代指南针制作方法，知道我国古代对指南针的伟大贡献。 （二）科学思维目标 1. 通过对比条形磁铁与指南针指针的功能外形，运用类比推理得出“指针带有磁性”的猜想，发展推理思维； 2. 自制指南针测试后，能主动发现装置缺陷，自主思考防风、增加方位盘等改进方案，形成工程优化思维； 3. 结合前两课磁极知识，解释指南针永远南北指向的底层科学原理，实现知识迁移运用。 （三）探究实践目标 1. 能独立观察拆解标准指南针，完整填写结构功能记录表；规范完成指南针测量教室物体朝向的实地观测活动； 2. 小组合作完成简易指南针完整制作流程：绘制设计图、正确磁化钢针、组装装置、南北指向测试； 3. 小组内明确设计师、操作员、记录员、发言人分工，开展生生讨论、实验汇报、成果展示交流。 （四）态度责任目标 1. 使用钢针、剪刀等工具遵守安全规则，实验材料轻拿轻放，养成严谨规范、爱护器材的实验习惯； 2. 乐于动手制作，敢于分享自制指南针的不足与改进思路，尊重不同小组的设计方案； 3. 了解沈括与古代指南针发明历史，感受中国古代科技辉煌成就，增强民族自豪感，懂得科学技术能服务生活、方便出行。 五、教学重难点 教学重点 1. 认识指南针各部分结构与功能，熟练掌握指南针规范使用方法； 2. 掌握磁化钢针的方法，独立完成简易指南针的设计、制作与测试。 教学难点 1. 结合磁铁两极知识，理解指南针指针永久指向南北的科学原理； 2. 自主发现自制指南针的缺陷，设计合理可行的改进方案。 六、教学准备 教师准备 多媒体课件（户外郊游图片、三类指南针实拍、沈括史料、古代四种指南针示意图）、标准指南针、拆解零部件教具、结构记录表、各类制作材料样品、磁化钢针示范教具、安全提示展板。 学生分组准备（4人一组） 标准指南针、记录表、条形磁铁、钢针、塑料泡沫、塑料碗、棉线、支架、剪刀、吹塑纸、矿泉水瓶、铅笔、橡皮。 七、教学过程 环节一：情境激趣，导入新课（4分钟） 师：同学们，上课！大家请看课本第10页图片，画面里两个小朋友正在郊外徒步郊游，假如我们去野外爬山迷路了，分不清东南西北，有什么工具能帮我们找到方向？ 生1举手：手机里有指南针！ 生2举手：我家里有小小的圆形指南针！ 师：大家生活经验真丰富！课本上给我们展示了三种指南针，谁能读一读它们的名字？ 生集体朗读：普通指南针、军用指南针、电子指南针。 师：没错，这些工具都叫指南针。课本提出了两个问题，第一，指南针依靠什么性质指示方向？第二，我们能不能用身边材料自制一个指南针？今天我们就一起学习第三课《指南针》，解开这两个谜题。（板书课题） 师：回忆前两节课知识，磁铁有什么特殊本领？ 生齐答：磁铁有磁性，同极相斥、异极相吸！ 师：今天我们就用磁铁的知识，深入研究指南针。 环节二：探究活动一 观察指南针结构，认识各部分功能（8分钟，课本探究2内容） 师：请每组拿出桌上完整的标准指南针，仔细拆开观察零部件，对照课本11页拆解图，找一找指南针由哪四部分组成。给大家2分钟观察时间，小组内互相说一说每个零件有什么用处。 （学生分组观察拆解指南针，教师巡视指导，捕捉小组交流对话） 生生小组对话节选： 生记录员：我看到透明外壳，应该是保护里面零件的。 生操作员：中间细细的针会自己转，总是一头朝北一头朝南，这个是指针。 生设计师：底下圆盘写着东西南北，是方位盘，告诉我们各个方向。 生发言人：托着指针细细的架子是支架，能让指针自由转动。 师：时间到，哪个小组上台指着教具，介绍指南针四部分？ 小组1发言人上台：指南针分为外壳、方位盘、指针、支架。外壳用来防风防水保护内部零件；方位盘印着东南西北，辨别方位；指针能自动指向南北；支架托住指针，让指针灵活旋转。 师：介绍得完整清晰！请大家翻开结构记录表，把四个结构名称和对应功能填写完整。 （学生填写表格） 师：大家仔细观察指针，一头红一头黑，永远指向南北。课本提示我们，指针和条形磁铁外形、功能很像，大家猜一猜指针是什么？ 生3举手：指针是一块小小的磁铁！ 师：推理非常准确！指针本质是微型磁铁，所以它会遵循磁极规律，一直指向南北。 环节三：探究活动二 学习指南针标准使用方法，实地测量（7分钟，课本探究3、4） 师：我们知道了指南针构造，那怎样正确使用它？课本给了两步操作，全班齐读操作步骤。 生齐读：第一步，把指南针保持水平；第二步，旋转底盘，让南北刻度线和指针重合。 师：老师给大家演示一遍，大家仔细看。（教师手持指南针示范）如果指南针倾斜，指针会卡住不动，无法指示方向，所以第一步必须放平；第二步转动底盘，让刻度上的“北”和指针红色北端对齐，此时方位盘标注的就是真实方向。 师：现在请大家拿起指南针，同桌两人一组互相练习使用，练熟之后，我们一起用指南针测量教室窗户朝向。 （学生两两实操练习） 师：练习结束，全体起立，手持放平指南针，跟随老师操作。第一步放平指南针，第二步旋转底盘对齐指针，现在看一看窗户朝向哪个方向？ 生集体回答：窗户朝东！ 师：大家实操全部完成，记住使用指南针的关键：水平放置、对齐刻度。 环节四：工程实践 设计并自制简易指南针（12分钟，课本设计制作板块） 师：我们已经学会使用成品指南针，现在挑战更高难度——小组合作，利用桌上材料自制一个指南针。先看课本12页，桌上提供了钢针、泡沫、磁铁、塑料碗、支架等材料，第一步先小组讨论设计方案，画出简易设计图，说一说你们打算做悬挂式还是漂浮式指南针。给大家3分钟讨论绘图。 （学生小组讨论绘制设计图，生生交流） 生A：我们做悬挂式，用棉线吊住磁化钢针，支架固定。 生B：我们做漂浮式，泡沫托住钢针放进塑料碗水里，更稳定。 师：时间到，两个设计思路都可行！制作指南针最关键的一步是磁化钢针，课本提示了方法，全班齐读磁化步骤。 生齐读：用磁铁的磁极沿着钢针同一方向多次摩擦。 师：老师重点提醒安全，钢针针尖尖锐，不能对着同学，剪刀小心使用。现在分组开始制作，分为三步：磁化钢针、组装零件、测试能否指向南北，5分钟完成。 （学生动手制作，教师巡回指导磁化方法、组装技巧） 师：制作完成的小组举起你们的指南针，我们一起来测试。请各组把自制指南针放平静置，观察钢针是否自动指向南北。 小组2发言人：我们的漂浮指南针，钢针静止后一头朝北一头朝南，成功了！ 小组4发言人：我们悬挂式指南针一直晃，风吹一下就转不停，看不清方向。 师：这个小组发现了自制指南针的缺陷，我们进入下一个环节，改进指南针。 环节五：探究优化 改进指南针+拓展沈括科学故事（6分钟） 师：很多小组的指南针容易受风干扰、没有方位盘，读数不方便，怎样改进？翻开课本13页，找一找优化方法。 生4举手：可以加上透明塑料防风罩，挡住风；再贴上画好东西南北的方位盘。 师：说得非常全面！老师展示改进样品，塑料瓶裁剪成防风外壳，泡沫纸上手绘方位盘，大家课后可以继续完善自己的指南针。 师：小小的指南针是我们中国古代伟大发明，课本14页给我们带来科学家沈括的故事，自由阅读2分钟，找一找沈括的贡献。 （学生自主阅读史料） 师：谁分享沈括的发现？ 生5举手：沈括是宋代科学家，《梦溪笔谈》记录四种古代指南针做法，缕悬法最好用；他还发现指南针不指正南，会微微偏东，这个发现比西方早四百多年！ 师：沈括早在千年前就深入研究指南针，是我们中国人的科学骄傲，古代科学家善于观察、坚持实验的精神值得我们所有人学习。 师：大家说一说，生活中还有哪些地方用到指南针？ 生6：登山、航海、手机、野外勘探都会用到。 师：没错，从古至今，指南针一直帮助人类辨别方向，磁铁小小的作用，给生活带来巨大便利。 环节六：全科课堂小结（3分钟） 师：我们一起梳理本节课全部知识点，师生问答回顾： 1. 指南针内部的指针本质是什么？ 生齐答：小型磁铁，依靠磁性指示南北。 2. 使用指南针两大操作要点是什么？ 生齐答：放平保持水平、旋转底盘对齐南北刻度。 3. 制作指南针第一步要对钢针做什么？ 生齐答：用磁铁单向摩擦磁化钢针。 4. 我国古代哪位科学家系统研究指南针，记录四种制作方法？ 生齐答：宋代沈括，著作《梦溪笔谈》。 师：本节课我们从认识指南针、学会使用，到亲手设计制作、优化改进，还了解了古代科技历史，完整经历了观察、探究、创造、反思的科学学习过程，希望大家课后继续完善自制指南针，户外出行时尝试用它辨别方向。 八、板书设计 指南针 原理：利用磁铁磁性，指针=小磁铁 结构与功能 1.外壳：防风、保护零件 2.方位盘：标注东南西北 3.指针：自动指向南北 4.支架：支撑指针自由转动 使用方法 1.放平、保持水平 2.旋转底盘，对齐指针刻度 自制指南针流程 磁化钢针 → 组装 → 测试 → 改进（加防风罩、方位盘） 科学史料：宋代沈括《梦溪笔谈》 四种古法：水浮法、指甲旋定法、碗唇旋定法、缕悬法 九、教学反思 本课完整依托教材四大板块开展分层探究，落实四大核心素养目标，课堂以生活情境导入，观察、实操、工程制作、历史科普层层递进，符合三年级具象认知特点。课堂亮点突出：一是将前两课磁铁磁极知识迁移到指南针原理，建立完整知识链条；二是自制指南针工程实践充分调动学生动手热情，小组分工清晰，生生交流充分；三、融入沈括古代科技史料，自然渗透中华传统文化教育，有效提升学生民族自豪感。 课堂存在两处明显不足：第一，部分学生磁化钢针时来回摩擦，未按照单向摩擦操作，导致磁针磁性弱，指向不精准，课堂示范时对磁化细节讲解不够细致；第二，改进指南针环节时间紧张，学生自主探讨优化方案时间不足，很多创意来不及落地展示。 后续教学改进措施：课前录制磁化钢针示范微视频，课前播放强化操作要点；拆分制作与改进环节，压缩基础组装时间，预留充足时间开展方案交流；布置课后实践作业，让学生完善自制指南针，下节课开展指南针展示评比活动，持续培养学生工程探究与创新思维。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $