3.11 指南针（教学设计）-2026-2027学年科学粤教粤科版四年级上册

该小学科学教学设计聚焦指南针的工作原理、结构、使用方法及自制实践，通过播放古人航海辨向短视频导入，衔接上一课磁铁两极特性，构建“磁铁指南北特性—指南针应用”的学习支架。 其亮点在于构建“原理认知—结构学习—实操使用—动手制作”完整探究链条，借助地磁场科普动画和历史视频突破抽象原理，通过自制指南针实操培养探究实践能力，渗透古代科技文化增强态度责任，助力学生深化科学观念，为教师提供清晰教学流程与丰富资源支持。

11.指南针 【教材分析】 本课是单元磁学知识的第二课时，承接上一课磁铁两极、南北极特性的知识，是磁铁两极规律的典型应用课。教材立足磁铁指南北的核心特性，讲解指南针的发明历史、基本结构、工作原理、使用方法，同时设计自制指南针实操活动，构建“原理认知—结构学习—实操使用—动手制作”的完整探究链条。指南针是我国古代四大发明之一，本课兼具科学知识教学与科学文化育人价值，既巩固磁铁两极的核心规律，又为后续电磁知识学习铺垫基础，是衔接磁学理论与生活应用的关键课时。 【学情分析】 四年级学生大多见过指南针，知道指南针可以辨别方向，有简单的使用经验，但不清楚指南针的工作原理，不知道其依靠磁铁南北极的特性工作，也不了解指南针的历史与规范使用方法。学生已经掌握磁铁两极、指南北、异极相吸的基础规律，具备动手制作、简单调试的实操能力。学生对动手制作教具、了解古代科技发明兴趣浓厚，但在自制指南针的精准调试、规范辨别方向方面容易出错，需要教师针对性指导。 【核心素养分析】 [科学观念] 1.知道指南针是利用磁铁指南北的特性制成的辨向工具； 2.了解指南针的基本结构，掌握指南针的工作原理和规范使用方法； 3.明白地球存在磁场，指南针两极与地磁场相互作用实现指南北。 [科学思维] 通过关联磁铁两极特性与指南针工作现象，推理指南针辨向的科学原理，建立“现象—原理—应用”的逻辑思维，实现知识迁移推理。 [探究实践] 学会规范使用指南针辨别方向，独立完成简易指南针的制作、调试与辨向实验，掌握简单科技小制作的探究方法。 [态度责任] 1.了解指南针的发明历史，感受中国古代科技的伟大，增强民族自豪感； 2.认真完成制作与实操实验，养成严谨细致、耐心调试的科学探究习惯； 3.了解指南针在航海、探险、户外出行中的应用，体会科技造福生活。 【教学重点】 掌握指南针的工作原理和规范使用方法，能够独立制作简易指南针。 【教学难点】 理解地磁场与指南针两极的相互作用原理，精准调试自制指南针，使其准确指南北。 【教具准备】 [教师教具] 标准指南针、指南针结构示意图、地磁场科普动画、指南针发明历史视频、自制指南针示范材料、多媒体课件。 [学生分组器材] 钢针、磁铁、泡沫片、水盆、记号笔、标准指南针、制作记录单、实验评价表。 【教学过程】 一、导入新课 [教师活动]播放古人航海、野外辨别方向的短视频，提问：在没有手机导航的古代，人们靠什么工具辨别南北方向？出示标准指南针，引出本节课课题《指南针》。 [学生活动]观看视频，结合生活经验回答指南针，对古人辨向工具产生探究兴趣，初步感知指南针的用途。 [设计意图]以历史情境导入，贴合传统文化育人目标，激发学生探究指南针原理与用法的好奇心。 二、讲授新课（分聚焦、探索、研讨、拓展四大板块） （一）聚焦板块 [教师活动]回顾上节课磁铁指南北的特性，抛出核心问题：为什么磁铁总能指向南北方向？指南针和磁铁的特性有什么关联？出示教材聚焦内容，讲解指南针是古代四大发明之一，是利用磁现象制成的辨向工具，明确本节课探究目标：学原理、会使用、能制作。 [学生活动]回顾磁铁两极特性，思考指南针与磁铁的关联，明确本节课三大学习任务。 [设计意图]衔接旧知，建立知识关联，明确课堂探究框架，为新知学习铺垫。 （二）探索板块 1.认识指南针结构与原理 [教师活动]出示标准指南针，拆解讲解基本结构：磁针、刻度盘、支架、外壳。播放地磁场科普动画，讲解工作原理：地球相当于一个巨大的磁体，存在地磁场，指南针的磁针是小型磁铁，受地磁场作用，始终指向南北方向，红色端为北极、白色端为南极。 [学生活动]观察指南针结构，识记各部件名称，观看动画理解地磁场作用原理，记录核心知识点。 [设计意图]直观拆解结构、动画可视化原理，突破抽象的地磁场认知难点。 2.学习指南针规范使用方法 [教师活动]示范指南针标准用法：平放指南针、远离铁器等磁性干扰物、待磁针静止后，对照刻度盘辨别南北方向，延伸辨别东西方向。强调注意事项：远离手机、磁铁、金属物品，避免干扰磁针指向。指导学生分组实操辨向。 [学生活动]分组手持指南针，规范摆放、静置等待磁针静止，练习辨别教室南北东西方位，熟练掌握使用方法。 [设计意图]手把手实操教学，让学生熟练掌握指南针的实用技能，落实探究实践目标。 3.自制简易指南针实验 [教师活动]示范简易指南针制作步骤：用磁铁单向摩擦钢针使其磁化、将磁化钢针固定在泡沫片上、放入平静水盆中、静置观察钢针指向。重点强调：必须单向摩擦、避免来回摩擦，保证磁化效果；水面平稳无晃动。巡视各组，指导学生调试、修正制作问题。 [学生活动]小组合作，按步骤磁化钢针、组装简易指南针、放入水中调试，观察钢针指向，对比标准指南针验证准确性，记录制作过程与现象。 [设计意图]动手制作深化原理认知，让学生在实操中理解磁化、地磁场辨向的完整过程，提升动手探究能力。 （三）研讨板块 [教师活动]出示研讨问题，组织小组讨论交流，汇总总结： 研讨问题1：指南针为什么能够准确指向南北方向？ 研讨问题2：使用指南针时，为什么要远离金属、手机、磁铁？ 研讨问题3：自制指南针的过程中，哪些操作会影响指向准确性？ [学生活动]小组汇报，总结地磁场作用是指南针辨向的核心原理；磁性、金属物品会干扰地磁场，影响磁针指向；摩擦方式、水面晃动、外界干扰都会影响自制指南针的精准度。 [设计意图]梳理实操与理论知识，答疑解惑，深化对指南针原理与使用规范的全面认知。 （四）拓展板块 [教师活动]讲解指南针的发展历史，从古代司南、罗盘到现代精密指南针、电子罗盘，展示指南针的迭代过程；介绍指南针在航海、地质勘探、户外探险、军事领域的重要用途。布置课后任务：利用自制指南针，测量家中阳台、窗户的朝向。 [学生活动]了解指南针发展历程与应用价值，感受古代科技智慧；记录课后实操任务，准备开展家庭辨向探究。 [设计意图]渗透科学文化教育，拓宽学生视野，实现课堂知识生活化延伸。 三、课堂小结 本节课我们学习了指南针的相关知识，指南针是我国古代四大发明之一，依靠磁铁指南北的特性和地磁场的作用工作。指南针主要由磁针、刻度盘等部件组成，在地磁场的影响下，磁针始终精准指向南北方向。使用指南针时需要远离金属、磁性物品，避免干扰测量结果。我们还通过动手实操，掌握了磁化钢针、制作简易指南针的方法，验证了指南针的工作原理。从古司南到现代精密罗盘，指南针的不断迭代，为人类航海、探险、勘测提供了巨大帮助，充分体现了古代科技的智慧和科学技术的实用价值。 【板书设计】 指南针 1.地位：中国古代四大发明之一 2.结构：磁针、刻度盘、支架、外壳 3.工作原理：地磁场作用，磁铁指南北 4.使用要点：平放、远离干扰、静止读数 5.制作关键：单向摩擦磁化、平稳静置、避免干扰 6.应用：航海、探险、勘测、日常辨向 1 学科网（北京）股份有限公司 $