[小四]“电和磁”教学设计（人教版）

教学目标：
1.科学概念：电流可以产生磁性。
2.过程与方法：做通电导线和通电线圈使指南针偏转的实验，并能够通过分析建立解释，得出通电导线、通电线圈与指南针偏转的内在关系。
3.情感、态度、价值观：体验科学史上发现电产生磁的过程，意识到留意观察、善于思考品质的重要，感悟到科学就在身边。
教学重点：通电后的导线能使指南针发生偏转；电流可以产生磁性。
教学难点：对通电导线使指南针发生偏转的现象通过分析做出解释。
教学准备：
第一组：1号电池、电池盒、小灯泡、灯座、开关、导线3根、指南针
第二组：长约150厘米的绝缘导线、胶带纸、小刀。
教学过程与设计意图：
一、讨论影响指南针偏转的因素
1.不碰指南针你有办法使小磁针发生偏转吗？为什么它会影响指南针？
（根据学生的想法师演示验证）
2.归纳：磁铁和铁（补充镍、钴）能影响指南针，使它发生偏转。
设计意图：复习旧知识，为后续讨论“通电导线靠近指南针，使指南针发生偏转现象的原因”奠定理论基础，便于理清思路。
二、通电导线和指南针
1820年，丹麦科学家奥斯特在一次实验中，偶然让通电的导线靠近了指南针，发现了一个奇怪的现象。你们猜指南针怎样了呢? 
1.介绍实验方法：首先要组装一个点亮小灯泡的基本电路，先试一试灯泡会不会亮，然后双手拿住长一些的导线拉直靠在指南针的上方，与磁针的方向一致。
观察： A.通电流之前，小磁针有没有变化？接通电流时指南针有没有变化？断开电流后又怎样了？
B.试试导线其他不同的放法，观察现象有什么不同？
2.生分组实验。
3.织汇报：你们发现了什么现象？导线不同的放法，现象有什么不同？
4.结：通电导线靠近指南针，小磁针发生了偏转现象。
设计意图：通过“重演”奥斯特发现磁感应的实验，让学生知道科学的发现需要有心人，同时激发学生研究电磁现象的兴趣。实验中我演示了导线拉直靠在指南针的上方，与磁针的方向一致的方法，还提示学生可以用导线不同的放法试一试，让他们通过探究发现更多的现象，培养学生的实验能力和仔细观察的科学态度。通过这样的活动学生脑中肯定会产生更多的问题，这为后续课文的研究埋下了伏笔。
三、分析小磁针偏转现象产生的原因
1有心的奥斯特在发现磁针微微转动了一下后喜出望外。但是因为偏转角度很小，而且不很规则，这一跳并没有引起其他人的注意，但奥斯特的脑中却产生了一大堆问题，你现在是不是也有很多的问题啊？
2.理并指向关键问题“是什么原因使小磁针发生偏转的呢？”（分组讨论）
3.让学生尝试解释，然后分两个层次分析引导：
①磁针偏转与电流有没有关系，你的理由是什么？（肯定下来）
导线中有电流就偏转，断开没有电流就复位，说明磁针偏转肯定与电流有关。
通电之前磁针没有偏转，而且导线是铜的，磁铁也不会吸引铜，所以磁针偏转不可能是导线的原因。
②电流是如何使小磁针偏转的?是直接作用还是间接作用？（只作讨论，不下结论） 
               （磁性）  
电流                直接            磁针偏转
辩论：“是电流产生了磁性间接干扰了指南针，还是电流的直接作用使小磁针偏转呢？”“如果是间接作用，电流最有可能转变成了什么？”
预设理由：
A.铁和铁能影响指南针使它发生偏转；不是铁的原因那可能是磁性的原因了；
B.能够转化成其他的能量（电--热、电--光等），难道就不能产生磁性吗！ 
4.小结：可以肯定磁针偏转与电流有关，而且通电导线周围很有可能产生了磁场，干扰了指南针使它发生偏转，但也不排除电流的直接作用，这还须进一步研究才能确定。
设计意图：
1.本课教学的设计尽量体现了学生的真实思维过程，“重演”发现电磁现象的过程。这里学生发现现象后立刻会产生疑问，这是引导学生分析的最佳时机。
2.对实验现象通过分析作出合理的解释是本课的难点。我这里把推理分析分成了两个层次：首先肯定磁针偏转与电流有关，然后分析电流如何使小磁针发生偏转的---“是电流产生了磁性干扰了指南针，还是电流直接使小磁针偏转？”这里引导学生形成两种想法（直接、间接作用），展开辩论，形成一个大致的方向，但不作定论。因为根据学生的心理特点，完全建立在推理基础上的结论学生往往难于接受，所以这里下结论时机还不成熟，后面的研究中还有配合的研究，进一步消除学生心中的疑虑，最终形成结论。
四、如何使实验效果更明显
㈠ 利用短路使实验效果更明显
1.实验中小磁针的偏转角度很小，你有办法使实验效果更明显一些吗？
预设学生的想法：A.电池多用几节；  B.加粗导线；  C.去掉绝缘外皮；
D.多几根（电流方向一致）导线一起靠近等。
2.从多用几节电池引导到利用电路短路加强电流的方法，并讲解实验方法。
要点：拿掉小灯泡保留开关，做到一切准备好之后再通电，开关做到一触即放。
3.学生做利用短路使磁针偏转更明显的实验。
4.小结：加大电流能使实验效果更明显。
设计意图：用短路的方法加强电流，蕴涵了“电流越强，磁性越大”的思想。但短路不是加大电流的常用方法，必须让学生明白短路的危害及正确的操作方法，所以我这里采用讲解配合演示的方法，加大了指导力度。
㈡ 利用线圈使实验效果更明显
我们还猜测哪些方法能使实验现象更明显呢？
1.把多根（电流方向一致）导线一起靠近指南针的方法，会不会磁针偏转更明显呢？有没有道理差不多，但做起来更简单的方法？
2.讲授绕线圈的方法与实验方法。（不使用短路的方法）
观察：A.在其他条件相同的情况下，线圈与一根导线相比哪个使磁针偏转更大？
B.试试线圈的各种放法，怎么放置小磁针偏转的角度最大？
（提示：上方下方、平放竖起、指南针套在线圈里面等）
3.学生实验。
4.组织汇报。
5.小结：线圈越多小磁针偏转角度越大。
设计意图：这里没有采用短路的方法实验，一是让学生把线圈与一根导线在条件相同的情况下进行对比，发现利用绕线圈的方法也能使实验效果更明显。但前面实验中一根导线采用短路的方法小磁针偏转已接近90度，再加上绕线圈的方法加大磁性，指针偏转也是90度，难于比较。二是让学生明白短路不是常用方法，要尽量少用。
五、获得结论，延伸产生新的问题
电流越大线圈越多现象也越明显，进一步肯定了磁针偏转与电流有关。但到底是通电导线周围产生了磁场，间接干扰了指南针使它发生偏转，还是电流直接作用于小磁针呢？有没有直接的证明方法？
1.我们最初了解的磁铁性质是什么？（能吸铁） 假如它真的吸起了铁，那么说明一定是产生了磁性，结果不言而喻，是不是？ 
2.通过演示实验下结论。
分两层演示：先直接用线圈吸大头针，发现吸不起；再加入铁钉吸起大头针。
3.小结：铁钉原来不会吸起大头针，但套在通电线圈中却吸起了大头针。从而确认通电导线周围肯定是产生了磁性。科学家经过反复的实验，也已经证明了在通电导线周围确实产生了磁场。
4.引导学生课外继续探究：
补充资料：奥斯特在发现这一现象后的3个月内进行了反复的实验和研究，做了数百次实验，取得了一系列新的进一步发现，原本这个不引人注意的小发现，引起了科学界的轰动。
同学们，你们有没有进一步研究的设想？或者有没有相关的问题？
5.用完了的废电池，是不是一点电都没有了呢？能用我们的线圈和指南针检测一下吗？ 
    让学生说说检测的思路：磁针偏转说明废电池里还有电，磁针不偏转说明废电池里没有电，它们成了检测电流的检测器啦！（课外试一试）
设计意图：通过在线圈中间加入铁芯的方法吸起大头针的演示实验，使原先纯粹的思维推理结合进了直观的感受，从而彻底消除学生心中的疑虑。真正理解通电导线周围确实产生了磁性，间接作用与小磁针使其发生偏转，这也为后面第2课制作电磁铁作了铺垫。
板书设计：
电和磁 
               （磁性）√  

电流                直接 ×         磁针偏转