3.11 指南针（教学设计）科学粤教粤科版四年级上册（新教材）

该小学科学教学设计聚焦指南针指示南北的原理，核心知识点为指针是小磁铁、受地球磁场影响，地球是巨大磁体（磁北极近地理南极，磁南极近地理北极）。通过“大海指示方向”情境提问导入，结合司南等历史背景，搭建新旧知识联系的学习支架。 特色亮点在于融合科学思维与探究实践，通过磁铁靠近指南针的实验观察指针偏转，引导学生基于现象推理地磁场作用；动手制作水浮指南针并改进，提升实践能力。AI数字人讲解历史增强态度责任，助学生感受古代科技成就。对学生培养科学思维与动手能力，对教师提供清晰活动设计与素养落实路径。

第11课《指南针》教学设计 粤教科技版四年级上册 第三单元 一、教学目标 1.科学观念： 知道指南针的指针是指示南北方向的小磁铁，能指示南北方向是因为受地球磁场的影响；了解地球是一个巨大的天然磁体，其磁北极靠近地理南极附近，磁南极靠近地理北极附近。 2.科学思维： 能通过观察磁铁靠近和远离指南针时指针的变化，分析磁铁对指针的影响；能基于实验现象和资料信息，推理出指南针指示南北的原因。 3.探究实践： 能完成磁铁与指南针的探究实验，观察并记录指针的偏转现象；能利用磁化方法制作一个水浮指南针；能借助AI数字人了解指南针的历史与应用。 4.态度责任： 认识到指南针是我国古代四大发明之一，感受中国古代科技成就对人类文明的巨大贡献，增强民族自豪感。 二、教学重难点 重点：知道指南针能指示南北是因为受地球磁场的影响，了解地球是一个巨大的天然磁体。 难点：理解地球磁场的分布特点（磁北极在地理南极附近，磁南极在地理北极附近）。 三、教学准备 教学课件（PPT）、条形磁铁、指南针、制作水浮指南针材料：钢针（缝衣针）、条形磁铁、泡沫塑料小块、水槽（装水）、实验记录单 四、教学过程 （一）情境导入 1.创设情境 教师提问：“想象一下：如果你正处于茫茫的大海中，你能靠什么指示方向？” 学生根据已有经验回答：太阳、星星、指南针等。 2.聚焦指南针 教师出示指南针图片：“指南针是我国古代四大发明之一，司南、水罗盘等就是早期的指南针。我国南宋时期已将罗盘应用于航海。” 3. 揭示课题 “今天我们就来探究指南针的奥秘——第11课《指南针》。” （二）探究活动 活动一：指南针为什么能指示方向 1. 提出问题 教师提问：“指南针为什么能指示方向呢？” 学生根据已有知识进行猜想。 2.实验探究 任务： （1）手持磁铁，绕着静止的指南针缓慢移动，观察指针是否发生偏转及偏转方向。 （2）将磁铁移开至远处，等待指南针指针完全停止转动，标记此时指针的指向。 （3）变换磁铁位置重复实验多次，记录每次的现象并对比结果。 3. 观察与记录 实验操作 观察到的现象 磁铁靠近指南针 指针被吸引，转向磁铁方向 磁铁远离指南针 指针恢复，重新指向南北方向 4. 交流与发现 学生汇报实验结果，教师引导发现：“当磁铁靠近指南针时，指针会被吸引，不再指向南北，而是转向磁铁的方向；把磁铁移开后，指南针的指针会慢慢恢复，重新指向南北方向。” 教师讲解：“指南针的指针本身就是一块小磁铁，它会受到其他磁铁产生的磁力影响而改变指向；当外部磁铁移开后，它又会在地磁场的作用下恢复到南北指向。” 5.追问：为什么指南针可以指示南北，而不是指示东西方向？ ①小资料：认识地磁场 讲述：“地球是个巨大的天然磁体。地球周围空间分布着磁场，近似于把一个磁铁棒放到地球中心，磁北极（N极）处于地理南极附近，磁南极（S极）处于地理北极附近。磁极与地理极不完全重合，存在磁偏角。” ②视频解释地磁场，解密指南针指示南北方向的秘密。 探究活动二：制作指南针 1. 提出问题 教师提问：“我们能不能自己动手制作一个指南针呢？制作时需要注意哪些细节？” 2.方法学习 教师讲解：“制作简易指南针的方法有很多，如水浮法、缕悬法等。在制作的时候要保证指针能灵活转动，比如用水浮法制作指南针时，常把指针和泡沫塑料组装在一起放在水中，这样指针就能浮在水面上灵活转动了。” 3. 技能训练——制作水浮指南针 方法与步骤： （1）磁化钢针： 用磁铁的一极，沿一个方向反复摩擦钢针20次以上，使其产生磁性。 （2）组装浮体： 将磁化后的钢针轻轻穿过泡沫塑料的中心位置，确保能平稳放置。 （3）水面测试： 把组装好的装置放入平静的水面，待其静止后，观察并标记钢针指向。 关键要点：摩擦时必须保持同一方向，不可来回摩擦；泡沫要足够轻便，保证钢针能在水面灵活转动。 4.学生小组合作制作水浮式指南针，并完成观察记录 5.交流与改进 学生展示自制水浮指南针，讨论其不足之处及改进方法。 不足之处：易受水流、风力干扰，稳定性差且不便携带。 改进方法：制作悬缕式指南针（悬挂法）或指甲旋定法指南针（支撑法）。 6.总结提升 地球有磁场，指南针受地球磁场的影响可以指示南北。 （三）拓展应用 1.AI数字人讲解——指南针的历史与应用 教师播放AI数字人讲解视频：“大家好！我是AI小科。指南针是我国古代的伟大发明之一，也是中国古代四大发明的重要组成部分，它的出现彻底改变了人类探索世界的方式。早在北宋时期，科学家沈括就在《梦溪笔谈》中详细记载了指南针的多种制作方法，还率先发现并记录了磁偏角现象，这一发现比欧洲早了四百多年，彰显了中国古代科技的领先地位。指南针的发明，极大地促进了航海事业的发展，让远洋航行和地理大发现成为可能，为不同文明之间的探索、交流与融合架起了桥梁，对人类文明的发展做出了不可磨灭的贡献。” 2.沈括的四种指南针 教师出示沈括在《梦溪笔谈》中记载的四种指南针制作方法图示：水浮法、指甲旋定法、碗唇旋定法、缕悬法。 （四）总结与练习 1.思考与练习 （1）指南针是中国古代四大发明之一。 （2）地球是个巨大的天然磁体。 （3）指南针的指针本身就是一块小磁铁。 （4）指南针是利用磁铁指示南北的性质。 2.课后任务：“尝试利用身边的材料（如缝衣针、泡沫板、磁铁等），用不同于课堂演示的方法制作一个简易指南针，并使用它测定家里大门的朝向。” 3.通过书籍或网络查阅资料，了解指南针的发明与发展历史，并重点探究“磁偏角”现象的科学原理。 4.课堂总结 教师总结：“指南针的指针是指示南北方向的小磁铁，能指示南北是因为受地球磁场的影响。地球是个巨大的天然磁体，磁北极在地理南极附近，磁南极在地理北极附近。指南针是我国古代四大发明之一，为人类文明的发展作出了巨大贡献。” 五、板书设计 第11课 指南针 指针 = 小磁铁 ↓ 受地球磁场影响 ↓ 地球是巨大磁体：磁北极（N）在地理南极附近 磁南极（S）在地理北极附近 1 学科网（北京）股份有限公司 $