課題
電能和磁能
單元
四單元
學(xué)科
科學(xué)
年級(jí)
六年級(jí)
教材分析
本課是六年級(jí)上冊(cè)《能量》單元的第4課，在認(rèn)識(shí)電和磁的基礎(chǔ)上，借助鐵釘電磁鐵來(lái)研究電能和磁能。鐵釘電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)使鐵芯磁化而產(chǎn)生磁力的裝置。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、呈現(xiàn)的現(xiàn)象有趣，可以開(kāi)展適合學(xué)生水平的多種研究。本課內(nèi)容由四部分組成：第一部分聚焦，從生活中的具體物品引出磁能的概念，并進(jìn)行“磁能如何轉(zhuǎn)化而來(lái)”的思考。第二部分探索，探索環(huán)節(jié)由三個(gè)活動(dòng)組成：1.制作鐵釘電磁鐵。學(xué)生通過(guò)自己在鐵釘上繞線圈制作鐵釘電磁鐵，反復(fù)幾次接通電流、斷開(kāi)電流，發(fā)現(xiàn)電磁鐵的基本性質(zhì)。2.利用電磁鐵搬運(yùn)大頭針。通過(guò)電流的接通和斷開(kāi)，將大頭針搬運(yùn)到指定位置，在這個(gè)過(guò)程中深入體會(huì)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換。3.研究鐵釘電磁鐵是否有南北極。學(xué)生在探究解決這個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)各組電磁鐵的南北極并不是都一樣，從而引出了研究電磁鐵南北極與什么因素有關(guān)的討論。第三部分研討，深入討論能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換過(guò)程。第四部分拓展，了解磁能如何轉(zhuǎn)換為電能，建立能量互相轉(zhuǎn)換的認(rèn)識(shí)。
學(xué)情分析
通過(guò)上節(jié)課的研究，學(xué)生已經(jīng)知道電可以轉(zhuǎn)化為磁，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通電線圈可以使指南針偏轉(zhuǎn)的角度最大。說(shuō)到磁，學(xué)生就一定會(huì)想到磁鐵，會(huì)將磁鐵能吸引鐵質(zhì)物體和能指南北極的性質(zhì)，與通電線圈產(chǎn)生的磁進(jìn)行聯(lián)系、聯(lián)想甚至是比較。所以本課的研究?jī)?nèi)容和環(huán)節(jié)的推進(jìn)，都是順著學(xué)生的認(rèn)知、興趣和探奇的需求逐步展開(kāi)、層層深入的，但對(duì)于學(xué)生自己繞線圈制作鐵釘電磁鐵的項(xiàng)目，由于受到學(xué)生動(dòng)手能力強(qiáng)弱的影響，可能花費(fèi)的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)。
教學(xué)目標(biāo)
科學(xué)知識(shí)目標(biāo)
1.知道電磁鐵具有接通電流產(chǎn)生磁性、斷開(kāi)電流磁性消失的性質(zhì)。
2.知道改變電流方向會(huì)改變電磁鐵的南北極。
3.知道電能和磁能可以互相轉(zhuǎn)換，也能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。
科學(xué)探究目標(biāo)
1.能夠制作鐵釘電磁鐵，親歷用鐵釘電磁鐵搬運(yùn)大頭針的實(shí)驗(yàn)。
2.能夠利用磁鐵“同極相斥、異極相吸”的原理，借助指南針研究電磁鐵的南北極。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
在實(shí)驗(yàn)中感悟認(rèn)真細(xì)致、合作探究的重要性。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
感受到電能和磁能的相互轉(zhuǎn)換，給人類(lèi)生活帶來(lái)了許多便利。
重點(diǎn)
重點(diǎn)：制作電磁鐵，發(fā)現(xiàn)電磁鐵的基本性質(zhì)；利用電磁鐵搬運(yùn)大頭針，體會(huì)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換。
難點(diǎn)
難點(diǎn)：探究鐵釘電磁鐵的南北極及其影響因素。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：每組多股絕緣細(xì)導(dǎo)線1.2米左右(兩端剝線)、大鐵釘、電池盒、2號(hào)電池、大頭針、指南針、學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)。
教師準(zhǔn)備：學(xué)生實(shí)驗(yàn)材料、教學(xué)課件。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)
環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
新課
聚焦
1.提問(wèn)：上一課，我們發(fā)現(xiàn)通電線圈能使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明了什么？(預(yù)設(shè)：電能產(chǎn)生磁。)
2.揭題：(教學(xué)提示：出示磁懸浮列車(chē)、電磁起重機(jī)、耳機(jī)和電磁爐的圖片。)這些都是“電生磁”的應(yīng)用。什么樣的裝置可以將電能轉(zhuǎn)換為磁能呢？今天我們就來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。(板書(shū)：電能和磁能)
回答問(wèn)題
設(shè)計(jì)意圖：利用實(shí)物使學(xué)生理解磁具有能量，把隱性的概念顯性化，同時(shí)引出聚焦的問(wèn)題——磁能如何由電能轉(zhuǎn)換而來(lái)？
科學(xué)探索與研討
探索一：制作鐵釘電磁鐵
1.提問(wèn)：將通電線圈繞在鐵釘上，鐵釘會(huì)產(chǎn)生磁性嗎？說(shuō)說(shuō)你們的理由。(預(yù)設(shè)：會(huì)，因?yàn)橥娋€圈能夠產(chǎn)生磁性，線圈繞在鐵釘上，也會(huì)讓鐵釘具有磁性。)
2.演示：(教學(xué)提示：出示絕緣細(xì)導(dǎo)線、電池、大鐵釘、大頭針等實(shí)驗(yàn)材料。)用有絕緣皮的導(dǎo)線在大鐵釘上沿一個(gè)方向纏繞50～100圈，導(dǎo)線兩頭留出10~15厘米做連接線。固定連接線與線圈，避免線圈松開(kāi)。用砂紙把接線頭打磨光亮。
3.講解：像這樣由線圈和鐵芯組成的裝置叫作電磁鐵。
4.布置任務(wù)：指導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)并完成實(shí)驗(yàn)幫助卡。
5.研討匯報(bào)。
集體匯報(bào)幫助卡
主持人：請(qǐng)各小組代表依次匯報(bào)你們組的發(fā)現(xiàn)。
小組1：我們發(fā)現(xiàn)接通電流，電磁鐵產(chǎn)生磁性；斷開(kāi)電流，電磁鐵磁性消失。主持人：其他小組對(duì)小組1的匯報(bào)內(nèi)容有疑問(wèn)或補(bǔ)充嗎？
小組2：我們有一個(gè)疑問(wèn)。我們發(fā)現(xiàn)斷電后鐵釘仍然能吸起幾個(gè)大頭針，這是為什么？
主持人：這個(gè)問(wèn)題請(qǐng)老師為我們解答。
教師：小組2的同學(xué)非常細(xì)心！出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象是因?yàn)殍F釘被磁化了，大家只要輕輕敲敲鐵釘，剩磁就沒(méi)有了。
主持人：謝謝老師的解答和大家的發(fā)言，匯報(bào)活動(dòng)結(jié)束。
6.小結(jié)：電磁鐵通電時(shí)產(chǎn)生磁性，斷電時(shí)磁性消失。
探索二：用電磁鐵搬運(yùn)大頭針
提問(wèn)：怎樣利用電磁鐵將大頭針搬運(yùn)至指定位置？(預(yù)設(shè)：接通電源，電磁鐵產(chǎn)生磁性，吸起大頭針，將其移至指定位置，再斷開(kāi)電源，電磁鐵的磁性消失，大頭針落下。)
2．布置任務(wù)：指導(dǎo)學(xué)生分組活動(dòng)，完成活動(dòng)幫助卡。
3．交流：指導(dǎo)學(xué)生組內(nèi)討論。
組內(nèi)研討幫助卡
主持人：用電磁鐵搬運(yùn)大頭時(shí)，能量是怎樣轉(zhuǎn)移的？
學(xué)生1：接通電源后，電磁鐵產(chǎn)生磁性，吸起一個(gè)大頭針，這個(gè)被吸起的大頭針具有了磁性，又去吸起其他大頭針，從而使磁能不斷地從電磁鐵轉(zhuǎn)移到大頭針上。
主持人：在這個(gè)過(guò)程中，能量形式是怎樣轉(zhuǎn)換的？
學(xué)生2：電池的電能轉(zhuǎn)換成了電磁鐵的磁能。
主持人匯總大家的發(fā)言。
4．小結(jié)：電磁鐵通電后將電能轉(zhuǎn)換成磁能，吸起第一個(gè)大頭針，這個(gè)被吸起的大頭針又吸起其他大頭針，大頭針接連地被磁化，能量發(fā)生轉(zhuǎn)移。
通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析，深入理解能量的轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)移。
探索三：電磁鐵也能指南北嗎
1．過(guò)渡：磁鐵有南北極，那么電磁鐵也有南北極嗎？（預(yù)設(shè)：電磁鐵與磁鐵一樣，都有南北極。）
2．提問(wèn)：如何驗(yàn)證電磁鐵有南北極呢？（預(yù)設(shè)：用指南針來(lái)測(cè)驗(yàn)。）
3．追問(wèn)：如果指南針南極被釘尖吸引，是不是說(shuō)明釘尖就是北極？（預(yù)設(shè)：不能說(shuō)明，因?yàn)殍F釘本身就可以與指南針的南北極相吸引。）需要進(jìn)行什么操作才可以證明呢?(預(yù)設(shè)：將釘尖再靠近指南針的北極，如果指南針被排斥則可以證明。）
4．布置任務(wù)：指導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)幫助卡。
5.交流：指導(dǎo)學(xué)生組內(nèi)討論。
組內(nèi)研討幫助卡
主持人：電磁鐵的南北極與哪些因素有關(guān)？有什么關(guān)系？
學(xué)生1：電磁鐵的南北極與電流的方向有關(guān)，當(dāng)電流的方向改變時(shí)，它的磁極也會(huì)改變。
學(xué)生2：電磁鐵的南北極與線圈纏繞的方向有關(guān)，當(dāng)電磁鐵的線圈纏繞方向改變時(shí)，它的磁極也會(huì)改變。
主持人匯總大家的發(fā)言。
6.小結(jié)：電磁鐵有南北極，它的南北極跟電流方向和線圈纏繞方向有關(guān)。
分組實(shí)驗(yàn)
交流研討
設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建電磁鐵的概念，知道電磁鐵的結(jié)構(gòu)及作用，為后續(xù)研究電磁鐵做好鋪墊。
設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)主要探究電磁鐵的南北極與什么因素有關(guān)，借助實(shí)驗(yàn)幫助卡，完成正確的實(shí)驗(yàn)操作，得出正確的結(jié)論，這是培養(yǎng)學(xué)生思維縝密性的好方法。
拓展
1.過(guò)渡：通過(guò)合適的裝置可以將電能轉(zhuǎn)換成磁能，那么是否有這樣的裝置，可以將磁能轉(zhuǎn)換成電能呢？
2.拓展：播放生活中利用發(fā)電機(jī)發(fā)電的視頻，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀看，了解磁能如何轉(zhuǎn)換成電能。
設(shè)計(jì)意圖：發(fā)電機(jī)是典型的將磁能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，通過(guò)觀看視頻，進(jìn)一步提升學(xué)生對(duì)生活中的現(xiàn)象和物品的關(guān)注度，提高科學(xué)素養(yǎng)。
課堂
小結(jié)
今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了電能和磁能，知道了電磁鐵具有接通電流產(chǎn)生磁性、斷開(kāi)電流磁性消失的性質(zhì)。我們知道了改變電流方向會(huì)改變電磁鐵的南北極。
板書(shū)
教學(xué)
反思
本課設(shè)置了大量動(dòng)手活動(dòng)，學(xué)生在活動(dòng)中會(huì)發(fā)現(xiàn)接通電源后的電磁鐵能吸起大頭針，也能夠依據(jù)已有知識(shí)，分析通電線圈能夠使鐵芯具有磁性的原因。但是，學(xué)生在之后探究電磁鐵的磁極方向和線圈纏繞方向的關(guān)系時(shí)具有一定的困難。其原因在于學(xué)生較難區(qū)別兩種纏繞方式，同時(shí)還要利用指南針判斷南北極。兩個(gè)任務(wù)加在一起，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)存在一定的難度，因此，教學(xué)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注、引導(dǎo)。

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4. 電能和磁能

版本： 教科版 (2017)

年級(jí)： 六年級(jí)上冊(cè)

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