1、4.4電能和磁能教學設計【教材簡析】本課是六年級上冊能量單元的第4課，在認識電和磁的基礎上，借助鐵釘電磁鐵來研 究電能和磁能。鐵釘電磁鐵是利用電流的磁效應使鐵芯磁化而產生磁力的裝置。它結構簡單、 制作容易、呈現的現象有趣，可以開展適合學生水平的多種研究。本課內容由四局部組成：第 一局部聚焦，從生活中的具體物品引出磁能的概念，并進行“磁能如何轉化而來”的思考。第 二局部探索，探索環節由三個活動組成：1.制作鐵釘電磁鐵。學生通過自己在鐵釘上繞線圈制 作鐵釘電磁鐵，反復幾次接通電流、斷開電流，發現電磁鐵的基本性質。2.利用電磁鐵搬運大 頭針。通過電流的接通和斷開，將大頭針搬運到指定位置，在這個過程中

2、深入體會能量的轉移 和轉換。3.研究鐵釘電磁鐵是否有南北極。學生在探究解決這個問題的過程中會發現各組電磁 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的討論。第三局部研 討，深入討論能量的轉移和轉換過程。第四局部拓展，了解磁能如何轉換為電能，建立能量互 相轉換的認識?！緦W生分析】通過上節課的研究，學生已經知道電可以轉化為磁，并且通過實驗發現通電線圈可以使指 南針偏轉的角度最大。說到磁，學生就一定會想到磁鐵，會將磁鐵能吸引鐵質物體和能指南北 極的性質，與通電線圈產生的磁進行聯系、聯想甚至是比擬。所以本課的研究內容和環節的推 進，都是順著學生的認知、興趣和探奇的需求逐步展開、層

3、層深入的，但對于學生自己繞線圈 制作鐵釘電磁鐵的工程，由于受到學生動手能力強弱的影響，可能花費的時間會比擬長?！窘虒W目標】科學概念目標.電磁鐵具有接通電流產生磁性、斷開電流磁性消失的性質。.改變電流方向會改變電磁鐵的南北極。.電能和磁能可以互相轉換，也能從一個物體轉移到另一個物體。科學探究目標.能夠制作鐵釘電磁鐵，親歷用鐵釘電磁鐵搬運大頭針的實驗。.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。科學態度目標在實驗中體悟認真細致、合作探究的重要性?？茖W、技術、社會與環境目標感受到電能和磁能的相互轉換，給人類生活帶來了許多便利?！窘虒W重難點】重點：發現電磁鐵的基本性質，發

4、現電磁鐵具有南北極并可改變的特點。難點：探究電磁鐵南北極發生變化與什么因素有關?！窘虒W準備】學生準備：多股絕緣細導線1.2米左右（兩端剝線）、大鐵釘1枚、電池盒1個、2號電 池1節、大頭針8枚、指南針1個，學習單1張。教師準備：教學課件、活動手冊。【教學過程】一、聚焦.復習引入，從上節課通電線圈能使小磁針產生最大偏轉角度的現象出發，復習電能產生 磁，并引出磁能的概念。.出示磁懸浮列車、電磁起重機、耳機和電磁爐的照片，了解電產生磁的運用實例，思考 什么樣的裝置可以將電能轉換為磁能。設計意圖：利用實物理解磁具有能量，把隱性的概念顯性化，同時引出聚焦的問題磁 能如何由電能轉化而來。二、探索（一）在鐵

5、釘上繞線圈，并通電測試.在復習通電線圈能產生磁的基礎上，教師把導線纏繞在鐵釘上（演示）。提問：鐵釘 會產生磁性嗎？你是怎么想的？.為了觀察到最真實的現象,我們需要制作這樣一個裝置。具體制作方法看課件或書本。.實驗前思考。（1）看到什么現象，說明它有磁性或產生磁性？（2）提醒：接通電流和斷開電流的狀態都要試一試。（3）用鐵釘的哪端去靠近大頭針？（建議釘尖和釘帽都要試一試）（4）有必要屢次實驗嗎？（5）通電的時間有什么要注意的嗎？（不能長時間接通電路）.學生領取材料并開展研究，教師巡視。.交流。（1）通電后的現象是怎樣的？（能量的轉換）（2）釘帽和釘尖局部在通電的情況下都能產生磁性，但是斷電的時候

6、，它們還能像通電 時一樣有磁性嗎？.概念教學：像這樣由線圈和鐵芯（這里指的就是鐵釘）組成的裝置叫電磁鐵。設計意圖：明確實驗的要求，強調實驗過程中的比照觀察和屢次實驗的重要性，培養科學 態度。突出交流的重點，關注能量的轉換現象。（二）用電磁鐵將大頭針搬運至指定位置.電磁鐵是怎樣搬運大頭針的？（接通電源，電能轉換成磁能）.怎樣控制電磁鐵，能讓大頭針掉落在指定位置？（斷開電源，磁能消失）設計意圖：關注電源的接通與斷開，理解能量的轉換與轉移。（三）電磁鐵也能指南北嗎？.電磁鐵具有像磁鐵一樣的磁性，那電磁鐵會像磁鐵一樣有南北極嗎？如果有，怎么判 斷電磁鐵的釘尖一端和釘帽一端分別是什么極？.引導學生利用電

7、磁鐵釘尖和釘帽分別靠近小磁針的南北極，根據小磁針轉動的方 向和“同極相斥、異極相吸”的原理來判斷電磁鐵的南北極。.準備指南針和記錄紙，學生動手操作，借助小磁針開展研究。.按小組順序匯報本組電磁鐵南北極情況。.探究后交流。（1）觀察各組的判斷，發現各組實驗結果各不相同，思考可能是什么原因造成了電磁鐵 南北極方向的不一致？（2）展示不同的繞線方法和電池正負極接法的小組，發現不同的繞線方法和電池正負極 接法會改變電磁鐵的南北極。（3）找到并畫出電流的方向，發現不同的繞線方法和電池正負極接法，其實改變的是電 磁鐵電流的方向，從而得出結論。設計意圖：利用發現問題、分析問題、解決問題的思路，來探究影響電磁

8、鐵南北極的因素。三、研討本局部可以與探索環節的第二局部進行融合，即在實現用電磁鐵將大頭針搬運至指定位置 后，進行研討。.剛才大家實驗的時候，老師看到了兩種吸引大頭針的情況。一種情況是同時吸幾個大 頭針，誰來說說是怎樣的過程使鐵釘的釘尖能夠吸住大頭針的？（理解能量的轉換。電池輸出 電能，通過電磁鐵將電能轉換成磁能，吸引了大頭針）.還有一種情況是電磁鐵先吸引了一個大頭針，然后通過這個大頭針去吸引了另一個大 頭針，這又是什么原因呢？（理解能量的轉移。電磁鐵通電后產生了磁能，磁能吸引了第一個 大頭針。同時磁能又轉移到了這個大頭針上，吸引了另一個大頭針）設計意圖：通過對實驗圖片的分析，深入理解能量的轉換

9、和轉移。四、拓展電能通過合適的裝置可以轉換成磁能。那么是否有這樣的裝置，可以將磁能轉換成電能呢? （磁能轉換為電能，最典型的例子就是發電機，有條件的可以提供視頻觀看，也可以通過文字 閱讀使學生了解）【板書設計】電能和磁能電池 +輸出電能產生磁能/轉移磁能4.5電磁鐵教學設計【教材簡析】本課是六年級上冊能量單元的第5課，意在引導學生經歷完整地探究“電磁鐵的磁性 強弱與哪些因素有關”的過程。利用比照實驗尋找影響電磁鐵磁性強弱的因素，非常適合學生 的心理需要和認知水平，通過假設、設計、驗證和分析等一系列過程，更有利于培養學生縝密 的思維。本課有兩個活動：第一，作出我們的假設。學生要利用已有經驗，推測

10、影響電磁鐵磁 性強弱的可能因素。第二，設計實驗，檢驗假設。本節課主要安排學生共同檢驗電磁鐵的磁性 強弱與線圈匝數、電流大小是否有關，重點思考如何在比照實驗中控制條件的問題?！緦W生分析】學生在前一課的學習中已經知道了電磁鐵的基本構造，電磁鐵具有接通電流產生磁性、斷 開電流磁性消失的性質。本課中學生通過觀察電磁起重機和自制的電磁鐵，發現電磁鐵的磁性 強弱是不同的，從而引出探究的問題：電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關？學生具備設計比照 實驗的能力，也有一定的數據分析能力，為本課的開展奠定了基礎?！窘虒W目標】科學概念目標.電磁鐵的磁性強弱是可以改變的。.電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數有關：線圈匝數多磁性強，

11、線圈匝數少磁性弱。.電磁鐵的磁性強弱與電流大小有關：電流大磁性強，電流小磁性弱?？茖W探究目標.完整、深入地經歷探究“電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關”的實驗。.能夠識別變量設計比照實驗,會控制變量檢驗線圈匝數、電流大小對磁性強弱的影響。.能用實驗數據論證自己的觀點?？茖W態度目標.體驗科學實驗設計的嚴謹性。.體會合作學習的必要性，善于借鑒他人的實驗數據來支撐自己的觀點?？茖W、技術、社會與環境目標了解電磁鐵在生產生活中的廣泛應用?！窘虒W重難點】重點：通過實驗發現電磁鐵磁性強弱可以改變。難點：會識別變量設計比照實驗，會控制變量檢驗線圈匝數、電流大小對磁性強弱的影響?！窘虒W準備】為學生準備：大鐵釘、導線

12、、大頭針、電池、電池盒、小空盒。教師準備：班級記錄表、教學課件、活動手冊?！窘虒W過程】一、聚焦.出示電池組和鐵芯，讓學生組裝電磁鐵，并完成搬運。兩只小空盒，一只空的，另一只裝有假設干大頭針。如何把大頭針用電磁鐵從一只小空盒搬 到另一只小空盒，不能直接用手拿。.請一位學生用電磁鐵搬運大頭針。.觀看電磁起重機工作場景的視頻。.提問：為什么電磁起重機有這樣大的磁力，而我們的自制電磁鐵卻只能吸引幾枚大頭 針呢？這節課，我們就一起來研究“電磁鐵”。設計意圖：通過活動操作和觀看電磁起重機工作場景，直觀地了解電磁鐵的磁性強弱是可 以改變的，激發學生對磁性強弱研究的興趣。二、探索（一）影響電磁鐵磁性強弱的因素

13、可能有哪些？.提問：你覺得影響電磁鐵磁力大小的因素可能有哪些？你是根據什么做出這樣的假設 的？.分組討論。.討論匯報。（板書：線圈圈數、電池數量、鐵芯粗細、鐵芯長短、線圈長短、線圖粗細、線圈形狀、 線的類型）（二）設計實驗，進行檢驗.老師給每個小組準備了一些實驗材料：1組電池、2組電池、3組電池、大頭針、20 圈的電磁鐵、40圈的電磁鐵、60圈的電磁鐵等。我們利用這些材料可以用來研究哪個問題？.制定研究計劃，完成表格。研究的內容電磁鐵磁性強弱的實驗研究研究假設電磁鐵，磁性（磁能）研究改變的條件研究不變的條件怎么改變這個條件吸起大頭針數（個）磁性強弱排序實驗結論電磁鐵，磁性（磁能）.交流研究計劃

14、。交流重點：（1）我們的假設要完整具體，即要說出線圈匝數多少與磁性強弱的具體關系； 電流大小與磁性強弱的具體關系。（2）做這個實驗需要哪些材料？（3）比照實驗只能改變一 個條件，為了實驗的公平，應當控制不變的條件有哪些？.實施研究計劃，整理實驗數據。（1）實驗時應注意些什么？（觀看微視頻）規范操作：釘尖吸引；慢慢移動；斷電數數。考前須知：注意分工，做好記錄，實驗后整理好材料；完成實驗后將各組數據登記到匯總 表。（2）看清實驗記錄單，動手實驗。（3）匯總到班級記錄表。設計意圖：這兩個活動屬于典型的比照實驗，實驗前小組研究計劃的制定尤為重要，學生 重點需要考慮的是怎樣做到公平實驗，實驗需要改變的條件是什么，實驗不需要改變的條件是 什么。如何控制這些條件是學生操作的難點，因此實驗前需要結合活動手冊中的表格進行討論。三、研討數據，得出結論.各小組準備匯報發言。.匯報交流：實驗前的假設是什么？實驗取得的數據是什么？數據能不能說明問題？.再次觀察匯總的數據，又有什么新的發現？（同樣線圈匝數或者同樣的電池數量，每 個小組的實驗數據也是不一樣的）這是為什么呢？設計意圖：學生通過實驗結果歸納共同得出結論：電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數