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活动主题：磁和电
面向年龄段：小学
教学目标
知道磁体磁性最强的部位是磁极，两极磁力大，中间磁力小。
知道每个磁体都有两个磁极——静止状态下，指向南的为南极（S），指向北的为北极（N）。
知道磁体的同极相互排斥，异极相互吸引。
能够设计实验，探究条形磁铁各部位磁力的变化。
探究问题
条形磁铁各部位的磁力大小有什么不同？
学习成果评价
科学概念
01
层次
知道磁体有磁力，但不知道磁体各部位的磁力是不一样的。
02
层次
知道磁体有磁力，还知道各部位的磁力是不一样的，但是不知道磁极之间有相关作用的力。
03
层次
知道磁体有磁力，并且各部位的磁力是不一样的，还知道磁极之间有相互作用的力，磁体的同极之间相互排斥，异极之间相互吸引。
探究能力
01
层次
不能设计实验，探究条形磁铁各部位磁力大小的不同。
02
层次
能够在教师的帮助下设计实验，探究条形磁铁各部位磁力大小的不同。
03
层次
能够独立设计实验，用实验现象、数据来探究条形磁铁各部位磁力大小的不同。
教学背景
通过上一课内容的学习，学生已经了解了磁铁的基本性质，能够吸引铁、钴、镍等金属物质，还认识了各种各样的磁铁及其用途。对于磁铁，它的磁力是怎样分布的？各个部位的磁力都一样吗？磁力从两端到中间部位是怎样变化的呢？本节课将首先让学生探究条形磁铁各部位磁力大小的不同，从而认识磁极及其之间的相互作用。在探究过程中，引导学生尝试用多种方法对磁铁的磁力变化进行探究，通过显著的实验现象说明问题，或者通过对证据进行整理，用直观的图表来说明问题。
教学准备
材料：
长15-20cm的条形磁铁、大头针、订书针做成的三角形、一端弯成钩状的铜丝若干、小铁球等。
准备：
Ø 教师提前准备好即时贴纸；
Ø 将3个小条形磁铁分别用细绳拴住中部，自由悬挂在教室里。
Ø 将订书针折成三角形，可以使其比较稳当的吸附在磁铁上。
Ø 用铁钳将一段粗细适中的铜丝剪成四厘米长的小段，并将一端弯成钩状。
Ø 在条形磁铁上选取距离适中的五个位置，贴上小标签纸，并表示数字。
Ø 将大头针尖端磨圆，确保操作安全。
教学过程
集中话题
1.回顾上节课所学内容。
Ø 磁铁具有什么特性？
Ø 磁铁可以吸引哪些物质？
Ø 经过调查，你发现家里都有哪些地方用到了磁铁？
Ø 它们的作用是什么？
2.向学生举例介绍磁力（磁体吸引物体或排斥物体所施的力即是磁力）
3.教师拿出条形磁铁，引导学生思考条形磁铁的各个部位吸引铁制品的力量是否一样。
Ø 磁铁的各个部位都有磁力吗？
Ø 各个部位的磁力一样吗？
Ø 哪个部位磁力大，那个部位磁力小？
探索与调查
1.让学生进行预测，将各自的想法记录下来。
2.汇报交流预测的结果，并说明预测的原因。
Ø 你认为磁铁各个部位的磁力大小是怎样的？
Ø 为什么这样想？
3.引导学生设计实验，验证自己的想法。
Ø 怎样比较磁铁各部位磁力的大小？
磁力越大的地方，会对铁制品产生什么影响？（注意：学生可能从没有思考过这个问题，因此会有些摸不着头脑。教师可以提示学生吸引铁制品的力量越大，铁制品越不容易被拉开，引导学生从比重量、比吸力、比距离等方面进行考虑。）
4.交流、完善实验方法。
Ø 你们的实验方案是什么样的？
Ø 实验需要哪些材料？
Ø 如何进行实验操作？
Ø 实验中观察什么？记录什么？可以说明什么问题？
Ø 实验需要注意什么？
Ø 还有哪些补充或建议？
5.教师引导学生得出并明确全班可以实施的一个或几个实验方案后，出示温馨提示。
6.小组领取实验器材，学生进行实验，并记录实验现象或数据。在学生实验过程中，教师要进行巡视并给予帮助。
7.汇报交流实验结果，得出结论。
Ø 你们的实验有什么现象？得到什么数据？
Ø 从这些实验数据中，可以得出什么样的结论？
Ø 磁铁的哪些部位磁力比较大？哪些部位磁力比较小？
回顾与解释
1.根据活动所得结论，介绍“磁极”。
Ø 通过刚才的探究活动，我们发现，磁铁哪个部位的磁力最大？
Ø 所有的磁铁都有两个磁极吗？如何验证？
Ø 科学家是怎么给磁极命名的？
2.观察课前悬挂的条形磁铁，观察条形磁铁指南北的现象，建立磁铁南极、北极的概念。
Ø 同学们看这三个条形磁铁，它们有什么共同之处？
Ø 蓝色这端指向什么方向？红色那端呢？
3．介绍“南极”和“北极”。
Ø 用一根细线将条形磁铁悬挂起来，当磁铁静止时，它总是一个磁极指南，另一个磁极指北。科学家们将指南的这个磁极叫做南极，用字母S表示；指北的磁极叫做北极，用字母N表示。
4．让学生课后悬挂的磁铁，观察两极的指向，探究两块磁铁之间同极与异极的相互作用。
Ø 老师现在把这个条形磁铁转一转，当它再次静止时，南极指向什么方位？北极指向什么方位？
Ø 手持两块磁铁，同极慢慢地靠近，会有什么现象发生？异极呢？
教学建议
1．系在磁铁上的线绳要细，否则会阻碍条形磁铁正确指南北方向。要用细绳系在磁铁的中部，放置在没有物质与磁铁相互作用的位置。用细线拴住的磁铁经过一段时间，条形磁铁能指南北方向。
2．教师进行预实验：用手水平地拿起条形磁铁，把订书针做成的三角形的一边吸附在磁铁下面。将小铜钩一个一个挂在回形针上，直到回形针从磁铁上掉落。当回形针悬挂在条形磁铁的不同位置时，能承受的小铜钩的数量不同。为了保证实验效果，教师需要灵活调整铜丝的粗细和长度，使磁铁的不同部位既能承受不同数量的铜丝，又能在较短的时间内完成实验。小钢球的实验教师也需要提前进行尝试，选择合适大小和材质的钢球，使其放在条形磁铁的中间部位就能够顺利地滚向磁铁两端。如果磁铁的中间部位不足以吸引起订书针，则需要选择磁力较强的条形磁铁，或用磁力传感器的数据来说明磁铁的中间部位也是有磁力的，只不过比较微弱而已。
3．学生可能想到的实验方案：
（1）把磁铁放在铺开的一堆大头针上，看磁铁哪里吸引的大头针多；
（2）把小铁珠放在磁铁上，看小铁球向哪边滚。
（3）用回形针钩子挂铜丝实验，看哪个部位挂的最多，挂的最多的部位说明磁力最大。这个方法科学可行，因为不受重物磁化现象的影响，但学生可能想不出，需要教师引导、介绍。
只要学生的方法原理正确、可行，并能得出两端磁性较中间强，就可以让学生实施。对于可以实施的实验方案，教师应帮助学生调整细节；如果学生的方法有错误，教师可以即时说明，也可以让学生在操作过程中发现错误，这需要教师灵活应对。针对学生的方法，教师应鼓励并帮助完善，争取方法多样。根据学生的实验设计，可能需要不同的实验记录单，教师可以给学生白纸，请学生自己设计记录方法。
4．如下图所示，用手水平地握住条形磁铁，将订书针做成的三角形平稳地放置在磁铁下面，往三角形上逐一挂上铜丝制成的小钩子。当铁质三角形悬挂在磁铁的不同部位时，能承受的铜丝小钩子的数量是不同的。记录铁质三角形在①-⑤点能承受的铜丝小钩子数量，就能比较出磁铁各部位磁力的大小。
5．课堂时间有限，如果依次做这几个实验不可行，可以考虑分组实验，共享实验结果。
6．教师在处理数据时，建议先将实验数据汇总在集体记录单上，并用即时贴纸标注各个部位承受铜丝的平均数量；再通过移动即时贴纸，呈现数据图表，从而得出结论。
7．教师可参考的记录单如下：
小编整理了一些适用于幼儿园到小学不同年级的STEM活动教案，活动内容丰富多彩、形式多样、生动有趣，教师可以整理出来进行实践。家长也可以带领孩子们一起动手做。
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