3.11指南针（教学设计）-2026-2027学年粤教粤科版科学四年级上册

该小学科学教学设计聚焦指南针核心知识，涵盖其作为我国古代四大发明的历史地位、依靠地磁场指示方向的原理及水浮法等制作方法。课堂导入从复习磁铁两极旧知切入，通过司南、水罗盘图片衔接古代应用，构建新旧知识支架，引导学生探究指南针指示方向的秘密。 这份资料突出科学思维与探究实践素养，通过“磁铁靠近指南针”实验推理磁体对磁针的影响，结合地磁场示意图建立逻辑关联，水浮法制作中指导学生分析缺陷并改进，如优化浮载材料减少干扰。融入古代科技史料渗透文化，培养民族自豪感，清晰的实验流程与生活化作业助力教师教学，提升学生动手能力与科学态度。

3.11指南针 【教学目标】 科学观念 1.知道指南针是我国古代四大发明之一，内部指针带有磁性，依靠地球磁场指示南北方向。 2.了解地球周围空间分布着磁场：地磁北极处于地理南极附近，地磁南极处于地理北极附近。 3.掌握简易指南针的制作原理，知道水浮法、缕悬法等多种指南针制作方式。 科学思维 1.通过“磁铁靠近指南针”实验的现象，推理指南针的指针会受磁体磁力影响，建立磁体、磁场与指针偏转的逻辑关联。 2.分析水浮法指南针的使用局限，指出不足并提出可行改进方案，培养对比分析、优化创新思维。 探究实践 1.完成磁铁靠近指南针的对比实验，多次观察、记录指针偏转现象，总结磁铁对磁针的影响。 2.掌握水浮法指南针完整制作流程：单向摩擦钢针磁化、搭配泡沫塑料漂浮于水面、检验指向并标注南北。 3.尝试缕悬法等其他方法制作简易指南针，用自制指南针辨别方位，实地测量物体朝向。 态度责任 1.愿意动手制作、反复测试简易指南针，保持对磁现象的探究兴趣。 2.感受我国古代伟大科技成就对人类生产生活的深远影响，萌发民族自豪感。 【教学重难点】 重点：知道指南针依靠地磁场指示南北，磁针具有磁性，磁铁会干扰指南针指向；掌握水浮法简易指南针的制作步骤，理解磁化的方法；知道地球存在地磁场，地磁两极与地理两极位置不同。 难点：理解“地磁场带动磁针指向南北”，区分地理两极与地磁两极；分析水浮法指南针的缺陷，并设计合理、可操作的改进方案。 【教学准备】 教学课件（含实验视频：利用水浮法制作指南针）、磁铁、钢针、泡沫塑料、水、碗、指南针等。 教学环节 教学活动 新课导入 1.提出问题：上节课我们认识了磁铁，知道磁铁有两个磁极，同极相斥、异极相吸。古人利用磁铁造出了一件举世闻名的发明，同学们知道是什么吗？（引出指南针。） 2.出示古代司南、水罗盘图片，介绍：指南针是我国古代四大发明之一，早在南宋时期就已经将罗盘应用于航海了。大海上没有路标，古人全靠它分清南北。 3.聚焦核心问题：小小的指南针，为什么能指示方向？里面藏着磁铁的什么秘密？ 指南针指示方向的原理 1.为各小组分发指南针，指导学生学习指南针的使用方法：平放指南针→等指针平稳→转动刻度盘，使指针红色一端与盘面上的北（或N）重合→读方向。 2.提出问题：指南针的指针是什么材料做的？这种材料为什么能指示方向？鼓励学生猜测（如指针是磁铁做的……）。 3.组织小组讨论，猜测指南针能指示方向的原因，并讨论如何验证猜想。 4.师生共同明确实验方法：将磁铁绕着指南针移动，观察现象；把磁铁移开，指针停止转动后标记指针方向；多次重复测试，观察现象。 5.组织学生分组实验，观察并交流现象：将磁铁绕着指南针移动时，指针总是指向磁铁。把磁铁移开，指针停止转动后几次指向一致。 6.出示地磁场示意图，讲解：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，磁北极位于地理南极附近，磁南极位于地理北极附近。磁极与地理极不完全重合，存在磁偏角。 7.结合资料和实验现象，师生共同明确：指南针靠近磁铁时，指针受到了磁铁的吸引；指南针远离磁铁时，指针受到了地球磁场的吸引。（此时可提醒学生使用指南针判断方向时应远离磁铁。） 制作指南针 1.介绍水浮法、缕悬法两种制作指南针的方法，明确核心要求为磁针可以指示方向。明确任务：用水浮法尝试制作一个指南针，并用制作好的指南针辨别方向。 2.讲解制作方法并播放实验视频（见课件）演示：先用磁铁沿一个方向多次摩擦钢针，直至钢针具有磁性；将磁化后的钢针安装在泡沫塑料上，一起放进水里；检验钢针的指向性并标出方向。 3.学生分组制作，教师巡视指导（指导磁化、组装等操作）并提示：小磁针磁性越强、受到的阻力越小，指示就越准确，转动也越敏捷。 4.指导学生将自制的指南针与标准指南针的指示方向相比较，讨论自制指南针的不足之处和改进方法，小组讨论并交流分享：自制指南针的指针旋转灵敏，能正确指示方向，但容易受风吹、水面晃动影响，移动时盆中的水容易洒出，且不便携带。 5.指导学生讨论改进自制指南针的方法，引导学生归纳：选择轻质的浮载材料，如轻质泡沫塑料、吹塑纸等；用宽口碗或浅盘装水，减少水波干扰；确保磁针重心在浮载材料中心，避免倾斜。 总结与思考 1.师生共同梳理本课核心知识点：地球有磁场，指南针的磁针带有磁性，指南针受地磁场的影响可以指示南北；外来磁铁会干扰磁针指向；掌握水浮法制作简易指南针。 2.学生自主阅读“《梦溪笔谈》中的指南针”内容，教师拓展讲解除水浮法、缕悬法外的其他两种制作指南针的方法（碗唇旋定法，指甲旋定法），鼓励学生课后尝试用不同的方法再做一个指南针，然后用自制的指南针测定家里大门的朝向。 板书设计 第11课　指南针 习题设计 【教学反思】 本节课承接上一课《磁铁有两极》的知识，围绕指南针识读、指南针指示方向的原理、自制指南针三大核心环节展开教学，依托实物观察、分组实验、动手制作落实科学核心素养。课堂开篇复习上节课磁铁两极知识，以旧知引出古代发明指南针，衔接连贯，符合学生认知规律。同时借助司南、水罗盘图片，介绍我国古代指南针发展史与航海应用，依托本土科技史料开展文化渗透，让学生切实感受我国古代劳动人民的智慧。水浮法自制指南针实验时，通过视频示范加教师分步讲解，明确磁化、组装、测试全流程要点。学生全员动手制作，并且对比标准指南针自查误差，自主分析自制指南针的缺点并提出改进方案，真正做到在动手实践中建构知识，提升探究实践能力。课后实践作业生活化，引导学生将课堂知识延伸到生活中，做到学以致用。 不足之处：地磁场知识点过于抽象，仅依靠平面示意图讲解，缺乏动态演示，空间想象能力薄弱的学生依旧无法理解地球磁场如何作用于小磁针，只能机械记住结论；磁化钢针时，部分学生依旧来回反复摩擦钢针，违背单向摩擦的实验要求，教师巡视指导时个别小组没有及时纠正。 改进措施：后续授课增加地磁场动态动画演示，搭配地球仪和内置磁铁教具，直观模拟地球磁场分布，清晰展示地磁两极和地理两极的位置差异，让看不见的磁场可视化；实验前重点强调磁化钢针必须单向摩擦，实验过程中巡回指导纠错。 ( 3 ) 学科网（北京）股份有限公司 $