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《电铃响丁当》教学片段与分析

2020-05-26李志乱

湖北教育·科学课 2020年2期
关键词:电磁铁磁力线圈

李志乱

《电铃响丁当》一课,从学校中常见的“电铃”这一典型的能量转化装置入手,指导学生提出有关电磁铁的问题,围绕着制作电磁铁、探究电磁铁的磁力、运用电磁铁三个方面,设计了三个活动:活动一——“制作电磁铁”,一方面培养学生的动手操作能力,另一方面帮助学生认识电磁铁是一种将电能转化成磁能的装置。活动二——“研究电磁铁磁力的大小”是一个从猜想、预测设计实验到实验验证、得出结论的比较完整的探究过程,其目的是培养学生的猜想预测能力、观察实验能力、动手操作能力和分析归纳能力。活动三——“电磁铁的应用”,此活动设计了两方面的内容:通过电磁铁在生产和生活中的用途,体现科学与生活、技术的联系;通过“科学在线”介绍了电铃的工作原理,回答了学生可能会提出的问题。六年级属于小学高年段,培养学生观察和动手操作能力,将有利于他们更好地成长和发展。

教学片段一:故事导入

师:上课铃声一响,同学们就赶快走进教室,准备上课。你们知道电铃的声音是怎样发出来的吗?今天我们就一起来学习《电铃响丁当》一课。电铃的内部构造是什么样的呢?

(教师出示电磁铁的结构剖面图,让学生认识电磁铁的各个部件。)

生:有铁芯。

生:还有漆包线。

师:关于电磁铁,还有一个很神奇的故事。1823年,斯特金做了一次实验:他在一根并非磁铁的U型铁棒上绕了18圈铜裸线,当铜线与伏打电池接通时,它能吸起比它重20倍的铁块,而当电源切断后,U型铁棒就什么铁块也吸不住,重新成为一根普通的铁棒。为什么会发生这种现象呢?它是怎样制成的,又是怎样工作的呢?这就是我们今天要学习的重要内容——电磁铁。

设计意图:教师从学校生活中常见的电铃入手,提出“电铃怎样发出声音”的问题,通过实物图让学生认识电磁铁由铁芯和线圈两部分组成,吸引学生的注意力。并通过故事中“铁”能吸铁做引入,与学生原来认为只有磁铁能吸铁的认知发生矛盾,引发他们的好奇心,激发他们的探究欲望。

教学片段二:制作电磁铁

师:制作电磁铁,我们要用到哪些材料呢?

生:要用到电池。

生:还要有线圈。

师:棉线圈、橡胶圈都可以吗?

生:不行,因为它们不导电。

师:那我们选什么材料做线圈呢?

生:可以选金属材料做线圈。

师:很好,今天老师给大家准备的材料有漆包线、铁钉、大头针、砂纸。你们能利用这些材料做一个电磁铁吗?

生:能,用砂纸磨去漆包线两端的绝缘漆,然后把漆包线均匀对称地缠绕在铁钉上。

师:缠绕时要注意什么吗?

生:导线两端要留出一段距离。

师:还有其他的吗?

(教师出示温馨提示:线圈要始终朝一个方向缠绕,不能来回缠绕;线圈两端的绝缘漆要用砂纸打磨掉并且两端各预留出大约5厘米,作为连接电源的导线;若线圈不稳定,可以在线圈两端用胶布固定。之后,学生分组制作电磁铁,教师巡视指导。)

设计意图:教师让学生自己动手制作电磁铁,锻炼学生的动手操作能力,加强了他们对电磁铁结构的认识。

师:电磁铁有什么性质?

生:能吸铁,有磁性。

师:这个装置做好了,它有磁性吗?

(教师拿着没有接入电路的电磁铁去吸引曲别针。)

生:没有磁性。

师:为什么?

生:因为还没有通电。

师:对,现在老师就把电磁铁接入电路中。

(教师出示温馨提示:小组成员之间要互相合作,互相帮助;认真研究,发现问题并及时记录;注意结束实验时或暂时停止实验时,要把电路断开。之后,学生以小组为单位操作,教师巡视指导。)

师:同学们通过刚才的实验操作看到了什么现象?

生:通电时电磁铁吸引大头针,断电后就吸引不了大头针了。

师:通过看到的实验现象,你们得到的实验结论是什么?

生:电磁铁通电时有磁性,断电时磁性消失。

师:前面我们学习了能量之间的转化,那么电磁铁在工作时将什么能转化成什么能了呢?

生:消耗了电能,转化为磁能。

设计意图:教师让学生自己动手操作,观察实验现象,通过讨论交流,归纳总结出实验结论,汇报实验结果,从而明白电磁铁是一种将电能转化为磁能的装置。

教学片段三:电磁铁的应用

师:我们已经学会制作电磁铁了,生活中还有哪些物品用到了电磁铁原理呢?

生:电铃。

生:听筒。

生:电磁起重机、磁悬浮列车。

生:还有马达。

(教师通过多媒体课件展示磁悬浮列车、电磁起重机、电话等,帮助学生认识电磁铁在生活中的用途。)

师:通过观看图片和视频,我们对电磁铁有了进一步的认识,我想问大家一个问题,废品收购站的电磁起重机是怎样工作的?

生:电磁起重机接近废铁时接通电源,具有磁性,像个魔力大磁盘把废铁吸起来,等电磁铁到货车的车斗上方再切断电源,电磁铁的磁力消失,废铁就落到车斗中,这样就完成了装车任务。

师:电磁起重机的使用有什么好处?

生:省力,而且提高了工作效率。

生:安全性也提高了,如果用人工装车容易受傷。

师:由此我们也应该明白了为什么说科学技术是第一生产力。

设计意图:教师通过调整课本中活动二(探究电磁铁磁力的大小)与活动三(电磁铁的应用)之间的顺序,使知识过渡更自然、课堂节奏更紧凑。通过出示电磁铁在日常生活中的应用图片,能深化学生对电磁铁原理的理解与认识,并做到学以致用。

教学片段四:电磁铁磁力大小与什么有关

师:不同的电磁起重机产生的磁力一样强吗

生:不一样。

师:哪些因素会影响电磁铁的磁力呢?大家猜一猜。

生:线圈匝数越多,磁力越大。

生:电池节数越多,磁力越大;节数越少,磁力越小。

生:与导线的粗细有关。

生:与铁芯的粗细有关。

生:与导线的长短也有关。

师:大家提出了这么多猜想,我们不能在一节课全部验证。今天这节课,我们先选择验证线圈匝数和电池节数对电磁铁磁力是怎样影响的,对其他猜想的因素大家在课后进行探究。我们需要怎样做才能验证大家猜得对不对呢?

生:做实验。

师:我们采用什么实验方法呢?

生:对比实验。

师:对比实验需要注意什么呢?

生:实验中只改变一个条件,比如线圈的匝数,而其他的条件保持相同,比如电池的数量、铁钉等。

师:每组选定一个最感兴趣的题目研究,请看设计实验提示。再根据实验方法预测实验结果,选择适当的实验材料。

(教师提示:小组成员之间要互相合作,互相帮助;认真研究发现问题并及时记录;注意研究,结束实验时或暂时停止实验时,要把电路断开。)

设计意图:猜想是以探究为核心的教学模式的一个重要环节,是培养学生发散性思维的重要方法。由于时间关系,教师要做到有放有收,对学生的猜想有取有舍,课上只选取线圈匝数和电池节数两个因素进行验证,而其他因素放在课下进行验证,体现了科学探究不止在课上,不是随着铃声一响,探究活动就结束了,它应该融入我们的生活。

师:哪个小组把你们的实验结果给大家分享一下。

生:我们小组选择的是线圈匝数对电磁铁磁力大小的影响,我们组发现线圈匝数越多,电磁铁吸引的小铁钉越多,说明线圈匝数越多,电磁铁的磁力越大。

生:我们小组选择的是电池节数对电磁铁磁力大小的影响,我们组发现电池节数越多,电磁铁吸引的小铁钉数越多,说明电池节数越多,电磁铁的磁力越大。

设计意图:教师通过汇报交流实验结果激发学生课下进一步探究的强烈欲望,并在此基础上培养学生的逻辑思维能力,从而进一步提高他们的科学探究能力。

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