青岛版小学科学五年级下册《通电的线圈》教学设计
一、教科书说明
本课是在三年级下册“电的本领”单元认识、了解了电的作用的基础上，进一步研究电的另一个作用：电生磁，即电能与电磁能的转化。通过制作电磁铁、探究电磁铁特性、制作电磁起重机的活动，让学生知道电能产生磁，探究影响电磁铁磁极、磁性大小的因素，了解电磁铁的应用，能做控制变量的简单探究性实验，会设计简单的实验记录表格，能综合运用所学的知识，制作带有创作性的科技作品——电磁起重机，从而激发学生乐于用学到的科学知识改善生活的情感态度。
活动准备：
教科书以问题形式提示了本课探究活动的主题：“电磁起重机是怎样工作的？”一是提示学生本课探究活动的主题，二是提示学生课前观察、了解电磁起重机的工作原理，并对电磁铁进行初步的课前探究。文字提示了本课需要准备的材料：废旧电铃、电话听筒、玩具车马达等，为研究电磁铁的结构及原理做好准备；铁钉、包皮细电线、鳄鱼夹、电池、胶带、闸刀开关、大头针、小磁针等，为制作电磁铁、研究影响电磁铁磁极、磁力大小的因素及制作电磁起重机做好准备。
活动过程：
☆活动一：它们是怎样工作的？
包括两个环节：
一是教科书展示了几种利用电磁铁原理做成的物品：电铃、电话听筒、马达、高音喇叭。意在提示学生将带来的废旧物品进行拆卸，利用“解暗箱”的方法探究其内部构造，从而发现电磁铁的共同特点，初步认识电磁铁的结构，为制作电磁铁的活动做好了铺垫。本环节的设计符合学生的认知规律，具有很强的探究性，易于激发学生的好奇心和求知欲，在学生经历科学探究的过程中培养学生学科学的兴趣和科学探究精神。
二是以正文形式呈现了电磁铁的概念：像电铃、马达、听筒这样，利用电流通过绕制的线圈产生磁性的装置叫做电磁铁。文字还呈现了电磁铁的基本结构：铁芯和线圈。最后一句文字说明了电磁铁的作用：电磁铁是将电能转化成电磁能的装置，使学生意识到电磁铁的工作过程也就是能量的转化过程。
本活动设计目的是引导学生利用“解暗箱”的方法，探究电磁铁的结构及作用，使学生初步意识到电可以产生磁，培养学生的科学探究能力，激发学生的科学探究兴趣，为下一步探究电磁铁的特性做好铺垫。
☆活动二：做个电磁铁，研究它的特性。
包括三个环节：
一是教科书展示了一幅学生制作电磁铁的情景图。一生正在绕制电磁铁，一生正在组装电路，桌子上摆放着各种制作电磁铁的材料，意在提示学生根据自己准备的材料和自己对电磁铁结构的认识组装电磁铁，培养学生的原型模仿、创造及动手能力。情景图还蕴含着小组分工合作的提示，目的是培养学生的合作意识和交流能力。
二是在制作电磁铁的基础上，教科书提供了一幅学生探究活动情景图。一生语言“什么样的电磁铁磁性大？”提示学生针对电磁铁提出问题，如电磁铁有没有极性？电磁铁和磁铁有什么相同点和不同点？影响电磁铁极性的因素有哪些？影响电磁铁磁性大小的因素有哪些？等等，学生可以根据自己的知识经验、个性倾向提出自己的疑问，从而使学生能从不同角度对电磁铁提出问题，培养学生的问题意识。学生语言“设计表格做好记录”意在提示学生设计实验记录表记录实验数据，获得第一手资料，培养学生自行设计实验表格、整理实验数据的能力。
三是教科书提供了一个完整的探究过程范例，引导学生按照提出研究主题——“我们的研究主题”、猜想与假设——“我们的假设”、实验与记录——“我们的记录”的思路展开探究活动。本环节的设计目的在于提供一个供参考的研究思路的同时，引领学生利用自己喜欢的方式进行展示与交流活动，相互借鉴探究方案，共享探究成果。
本活动过程从制作与实验两方面展开，是本课的主体活动，尤其是实验探究磁铁的特性环节，是本课活动的核心，主要完成以下几方面的目标：知道电磁铁通电有磁性、断电磁性消失；知道电磁铁磁极、磁力大小与电池极性、绕线方向、线圈匝数的关系。在这一环节的设计上，教科书没有给学生太多的提示和引导，更没有展示实验的过程和步骤，充分体现了教科书的开放性和自主性，给学生自行设计实验、验证猜想、展示自我提供了一个开放的时间和空间，把学习的自主权真正交给了学生，学生真正变成了学习的主人。在这样宽松的情境中，学生的问题是多元的，思路是开阔的，活动是自主的，他们就会从多个角度提出问题，设计不同的方案研究问题，从而认识电磁铁的特性。另外，灵活的实验记录也为学生的表达与交流开放了空间，扩展了学生的交流方式，丰富了学生的交流形式。
自由活动：
以“做个电磁起重机”为主题，教科书展示了三组学生活动情景图：第一组是四个学生在分组制作电磁起重机，提示学生用自己准备的材料设计、制作电磁起重机，培养学生能综合运用所学知识，制作带有创造性的科技作品的能力；第二、三组是学生用自制的电磁起重机吊起大头针的活动情景，卡通语言“我们的起重机吊起的重物多”提示学生开展用自制的电磁起重机吊起重物的比赛活动，从而进一步巩固和综合应用实验探究的成果，激发学生学科学、用科学的积极性和主动性，培养学生的科学情趣和科学精神。
拓展活动：
提出两个拓展活动的建议：1。生活中人们利用电磁铁的地方很多，找一找，它们都有什么作用？2。电可以产生磁，磁能不能产生电呢？第一个活动为学生的课后研究提供了指向，使学生在生活应用中进一步认识电磁铁的特性，关心日常生活中有关电磁铁方面的科技新产品、新事物，关注与科学有关的社会问题，乐于用学到的知识改善生活。第二个活动指向于进一步研究能量间的相互转化，从而使学生意识到能量是可以相互转化的。
二、教学目标
1．能应用已有的知识和经验对电磁铁的特性作假设性解释；能提出进行探究活动的大致思路；能做控制变量的简单探究性实验，会设计简单的实验记录表和实验报告；能综合运用所学知识，选择合适的材料制作带有创造性的科技作品——电磁起重机；能用自己擅长的方式（图表或文字）表述研究过程和结果。
2．尊重证据；愿意合作交流；尊重他人的劳动成果；关心日常生活中有关电磁铁方面的科技新产品、新事物，关注与科学有关的社会问题；乐于用学到的知识改善生活。
3．知道电能产生磁；学会制作电磁铁；知道影响电磁铁磁极、磁力大小的因素；了解电磁铁的应用。
三、教学建议
活动准备：
本课除了教科书中提到的研究电磁铁构造和制作电磁铁所用的材料这方面的准备以外，教师还可以布置学生收集其他的利用电磁铁的物品，如电磁继电器、定时器、温控开关等。制作铁芯的材料除了铁钉外，还可以用细长的螺母、铁棒等代替，为了防止磁化，可将这些用作铁芯的材料放在锅炉或炉子中“退火”。绕制线圈的材料除了包皮细电线外，还可以用从废旧马达、变压器上解下的漆包线来代替。
活动过程：
本课教学可以从交流学生课前材料的准备和对电磁起重机的观察与了解引入。如一上课，可以先让同学们简单谈一谈课前准备与探究的情况，然后教师引导学生对课前活动情况进行总结和评议。
也可以让学生展示自己课前收集的用电磁铁做成的物品，交流收集过程中遇到的问题、解决的办法及感受体会，从而导入新课。
还可以播放事先准备的电磁起重机的音像资料，充分调动学生的各种感官参与到活动中来，唤起学生的生活经验，提出自己的问题，进而导入新课。
☆活动一：
可以先让学生以小组为单位研究带来的废旧电铃、电话听筒、玩具车马达、电磁继电器等物品，引导学生利用“解暗箱”的方法探究它们的内部结构，结合生活经验认识它们的作用。可以让学生拆解这些物品，并将各部分按一定的顺序摆放到桌子上。在拆解的基础上让学生比较这些物品的相同点，进而发现电磁铁的共同点：都有铁芯和线圈。此时，教师可以出示电磁铁的概念，从而使学生认识什么是电磁铁。然后教师可以提出问题：“你们认为电磁铁有什么作用？”，让学生结合生活经验，充分阐述自己的观点。学生可以交流某一种电磁铁的具体用途，也可以从能量转化的角度解释电磁铁的作用，学生只要说的有道理，教师都应该给予肯定。在充分交流的基础上，引导学生最终归结到能量转化的观点上来，即：电磁铁是将电能转化成电磁能的装置。
在学生拆解电磁铁制成的物品时，教师可以让学生用图示的方式将观察到的电磁铁组件画出来，从而使学生更清晰的认识电磁铁的结构，为后面制作电磁铁建立模型，做好铺垫。
这一活动的主要方式是让学生“解暗箱”，这是学生非常喜欢的活动。每个学生都有探究陌生领域的欲望，都有将不熟悉的物品拆解开来探究内部构造的冲动，这是难能可贵的，教师要紧紧抓住学生的这一特点，适当地给予指导，让学生大胆的进行拆解，发现其中的奥妙。
最后引导学生对活动过程进行总结和评价。总结可以采取让学生将探究过程和探究发现以图示的方式进行展示和交流，也可以采取小组先交流汇总探究情况及发现，而后进行组间交流，并对各组的发现进行比较和评价。评价的内容可以是探究的内容及探究的成果，也可以是探究的方法与步骤，还可以是小组成员的合作精神与合作意识，只要学生能够按照自己的评价标准对自己和他人进行评价即可，重在培养学生的评价意识和评价能力。
☆活动二：
本活动主要有两部分组成：制作与实验，因此，本活动可以按两个大环节展开：第一环节主要完成制作电磁铁的活动；第二环节主要是探究电磁铁的特性。
在制作摆的环节，教师可以先提出一个问题“你想做一个电磁铁吗？想做一个什么样的电磁铁”，然后让学生介绍自己带来的材料，并在小组内交流自己的设计意图，可以让学生先画一画，也可以让学生对自己设计的电磁铁进行效果预测，对用不同材料制作的电磁铁将会出现的效果进行猜想。这一环节教师要鼓励学生不局限于准备的材料，自己设计新颖、独特的电磁铁。要鼓励学生畅所欲言，大胆展示自己的想法和设计，相互借鉴和完善，进一步改进和调整自己的方案，做到取长补短、资源共享。
在预测、猜想、设计的基础上，组织学生按照设计展开制作活动。教师要鼓励学生选择自己准备的材料，可以小组结伴协做，也可以同桌合作。在制作过程中，教师要给以适当的指导，随时解决学生遇到的问题。另外，制作过程中还要注意合作与交流，体现同学间的互帮互助精神。
制作电磁铁的活动完成后，教师要引导学生对自己或他人制作的电磁铁进行评价，评价指标侧重于样式是否新颖、制作是否精细、外观是否美观等方面，评价采取自评与他评相结合的.形式。
这一环节的处理上，应该注意让学生尽可能的利用不同的材料制作电磁铁，以利于后面的对比探究活动的开展。
在第二环节的处理上，可以采取以下步骤：
第一步：玩自制的电磁铁，提出继续探究的问题。先让学生玩一玩自己制作的电磁铁，看有什么发现。在玩的过程中，学生自然会发现电磁铁通电时有磁性，断电后磁性消失这一电磁铁的特性。这一过程中，学生还会发现有的铁钉顶尖是南极，有的却是北极；有的电磁铁吸的大头针多，有的吸的少，从而提出问题，为下一步控制变量的对比探究活动竖起“靶子”。
第二步：针对问题，提出猜想与假设。教师要紧紧抓住学生提出的问题，引导学生尝试解释，寻找答案。要让学生根据观察同学们自制电磁铁的不同之处，提出自己的猜想与假设，并将自己或小组的想法记录下来。可参照下表，也可自己设计表格。
我的问题与猜想
第三步：设计实验，验证猜想。
本环节可以分为两个大的探究活动，基本围绕探究影响电磁铁磁极和磁性大小的因素两方面展开。学生可以选择适合自己研究的问题，也可以组织学生有侧重点的研究其中一个问题，也可以不做任何要求，作为一个大环节整体放开，给学生充足的探究空间和时间，让学生按照自己的想法、方案自由展开探究活动，从而获得结论。在活动之前，教师要组织学生先设计实验方案，在小组内论证方案的可行性，并在全班交流，进一步完善方案，实现资源共享。在充分交流的基础上，让学生展开探究活动，获得结论，验证猜想。
在这一过程中，教师要对学生的实验设计、探究活动进行适当的指导，尤其在控制变量的对比实验设计上，要让学生学会科学的研究方法，自行设计实验记录表格，记录对比实验数据。可参照下表。
我的实验记录
实验研究的问题
研究电磁铁磁性大小与哪些因素有关
实验
条件
相同条件
不同条件
相同条件
不同条件
相同条件
不同条件
电池电极、线圈缠绕方向
绕制线圈的匝数
电池电极、绕制线圈的匝数
线圈缠绕方向
线圈缠绕方向、绕制线圈的匝数
电池电极
实验现象
实验结论
我 们 的 实 验 记 录
实验项目
相同条件
不同条件
实验现象
实验结论
研究电磁铁磁极与电池极性的关系
线圈缠绕方向、绕制线圈的匝数
电池电极
本活动教科书是按照“制作一个电磁铁——实验探究电磁铁的特性——成果、结论”的思路编写的。教学时，教师可以打破这一思路，灵活设计教学活动。可以按照以下思路进行教学：在初步认识了电磁铁之后，教师可以提出“制作一个电磁铁，想办法使你的电磁铁磁力最大”这一问题指向，先让学生谈自己的想法，并在小组内进行交流，然后让学生按照自己的方案展开制作电磁铁的活动。学生在制作电磁铁、想办法加大电磁铁磁性的过程中，就会发现影响电磁铁磁力大小的因素。然后教师再提出“怎样改变电磁铁的磁极方向”这一问题指向，让学生依然采取上述探究过程展开探究活动，从而得出结论。
自由活动：
教师可以提出活动指向：做一个电磁起重机，比一比谁的电磁起重机“力气大”。让学生根据自己准备的材料制作电磁起重机，并以小组为单位进行比赛活动，推选出本组的冠军，然后参加全班的比赛活动。可以比一比谁的电磁起重机吊起的大头针多，也可以比一比一定时间内谁的电磁起重机运送的“货物”多，从而巩固和应用探究活动成果。
本课建议两课时完成，第一课时完成活动一和活动二制作电磁铁部分，并玩一玩自己制作的电磁铁，提出问题和猜想，设计验证方案。第二课时展开主体探究活动，并完成自由活动内容。
拓展活动：
教师可提示学生按照教科书提供的拓展活动指向进行后续研究，可以选取其中一项，也可以都选，还可以自己选择、确定课后探究的专题或活动，教学时不做强行要求，教师可以根据教学实际灵活把握。
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