17電磁鐵（三）教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年青島版科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)

17電磁鐵（三）教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年青島版科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）17電磁鐵（三）教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年青島版科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)教材分析17電磁鐵（三）教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年青島版科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)，本章節(jié)內(nèi)容圍繞電磁鐵的原理及其應(yīng)用展開，通過實(shí)驗(yàn)探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流大小等因素的關(guān)系，旨在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和科學(xué)探究精神。教學(xué)設(shè)計(jì)緊扣課本內(nèi)容，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，旨在提高學(xué)生對(duì)電磁現(xiàn)象的理解和應(yīng)用能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.提升觀察與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γㄟ^電磁鐵實(shí)驗(yàn)探究磁性強(qiáng)弱的影響因素。

2.培養(yǎng)科學(xué)探究精神，學(xué)會(huì)提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)。

3.強(qiáng)化工程意識(shí)，理解電磁鐵在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，激發(fā)創(chuàng)新思維。學(xué)情分析五年級(jí)學(xué)生對(duì)電磁現(xiàn)象已有初步的了解，能夠識(shí)別一些簡(jiǎn)單的磁性材料，但對(duì)電磁鐵的原理和特性掌握有限。學(xué)生具備一定的動(dòng)手實(shí)踐能力，但實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性和細(xì)致程度有待提高。在素質(zhì)方面，學(xué)生好奇心強(qiáng)，對(duì)科學(xué)探究充滿興趣，但合作意識(shí)和溝通能力需加強(qiáng)。行為習(xí)慣上，部分學(xué)生注意力不集中，課堂參與度不高，對(duì)課堂紀(jì)律的遵守也有待加強(qiáng)。這些學(xué)情特點(diǎn)對(duì)課程學(xué)習(xí)的影響主要體現(xiàn)在：首先，需要通過直觀、有趣的實(shí)驗(yàn)吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；其次，在實(shí)驗(yàn)操作過程中，要注重培養(yǎng)學(xué)生的細(xì)致觀察和規(guī)范操作能力；最后，通過小組合作學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的溝通協(xié)作能力和科學(xué)探究能力。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《科學(xué)》五年級(jí)下冊(cè)教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備電磁鐵工作原理圖、磁性材料圖片等多媒體資源。

3.實(shí)驗(yàn)器材：電磁鐵實(shí)驗(yàn)裝置、電流表、導(dǎo)線、螺線管等。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，確保安全有序。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

-教師展示生活中常見的電磁鐵應(yīng)用實(shí)例，如電磁繼電器、磁懸浮列車等，引發(fā)學(xué)生思考電磁鐵的原理和應(yīng)用。

-提問：你們?cè)谏钪幸娺^哪些電磁鐵的應(yīng)用？它們是如何工作的？

-學(xué)生分享生活實(shí)例，教師總結(jié)電磁鐵的基本概念和特性。

2.新課講授（15分鐘）

-講解電磁鐵的原理：電流通過線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，線圈匝數(shù)和電流大小影響磁性強(qiáng)弱。

-示范實(shí)驗(yàn)：展示電磁鐵的磁性強(qiáng)弱如何通過改變線圈匝數(shù)和電流大小來調(diào)整。

-分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通過實(shí)驗(yàn)觀察，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)電磁鐵磁性強(qiáng)弱的變化規(guī)律。

3.新課講授（15分鐘）

-講解電磁鐵的磁極：根據(jù)右手螺旋定則，確定電磁鐵的N極和S極。

-示范實(shí)驗(yàn)：通過改變電流方向，觀察電磁鐵磁極的變化。

-分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：引導(dǎo)學(xué)生理解電流方向與磁極的關(guān)系。

4.新課講授（15分鐘）

-講解電磁鐵的應(yīng)用：電磁繼電器、磁懸浮列車等。

-分析電磁鐵在生活中的應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生思考電磁鐵的優(yōu)勢(shì)和局限性。

-引導(dǎo)學(xué)生思考如何改進(jìn)電磁鐵的設(shè)計(jì)，提高其性能。

5.實(shí)踐活動(dòng)（15分鐘）

-學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)易電磁鐵，觀察磁性強(qiáng)弱變化。

-學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析影響磁性強(qiáng)弱的因素。

-分組展示實(shí)驗(yàn)成果，教師點(diǎn)評(píng)并總結(jié)。

6.學(xué)生小組討論（10分鐘）

-學(xué)生討論以下問題：

1.電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)？

2.如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電磁鐵磁性強(qiáng)弱的變化規(guī)律？

3.電磁鐵在生活中的應(yīng)用有哪些？如何改進(jìn)電磁鐵的設(shè)計(jì)？

-學(xué)生舉例回答：

1.磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流大小有關(guān)。

2.通過改變線圈匝數(shù)或電流大小，觀察電磁鐵磁性強(qiáng)弱的變化。

3.電磁鐵在生活中的應(yīng)用有電磁繼電器、磁懸浮列車等。改進(jìn)設(shè)計(jì)可以從提高磁性強(qiáng)弱、減小體積等方面考慮。

7.總結(jié)回顧（5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)電磁鐵的原理、磁性強(qiáng)弱的影響因素和應(yīng)用。

-提問：你們對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容有什么疑問或收獲？

-學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得，教師解答疑問。

教學(xué)重難點(diǎn)：

-重點(diǎn)：電磁鐵的原理、磁性強(qiáng)弱的影響因素。

-難點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電磁鐵磁性強(qiáng)弱的變化規(guī)律。

本節(jié)課用時(shí)：45分鐘教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-電磁鐵的歷史：介紹電磁鐵的發(fā)明歷程，包括奧斯特的發(fā)現(xiàn)和法拉第的電磁感應(yīng)定律，讓學(xué)生了解電磁學(xué)的發(fā)展史。

-電磁鐵的原理圖：提供不同線圈匝數(shù)和電流大小的電磁鐵原理圖，幫助學(xué)生理解電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流大小的關(guān)系。

-電磁鐵的應(yīng)用案例：收集電磁鐵在工業(yè)、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如電磁起重機(jī)、磁共振成像（MRI）等，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)電磁鐵實(shí)際應(yīng)用的認(rèn)知。

2.拓展建議：

-電磁鐵制作：指導(dǎo)學(xué)生利用廢舊材料（如鐵釘、電線、電池等）制作簡(jiǎn)易電磁鐵，觀察其磁性和磁極。

-電磁鐵實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與不同因素的關(guān)系，如線圈長(zhǎng)度、電流頻率等。

-電磁鐵的改進(jìn)：引導(dǎo)學(xué)生思考如何改進(jìn)電磁鐵的設(shè)計(jì)，提高其性能，如增加線圈匝數(shù)、使用更佳的材料等。

-電磁鐵的趣味實(shí)驗(yàn)：介紹一些簡(jiǎn)單的電磁鐵趣味實(shí)驗(yàn)，如電磁鐵吸引小鐵釘、電磁鐵控制小車的運(yùn)動(dòng)等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-電磁鐵的科普閱讀：推薦一些關(guān)于電磁鐵的科普讀物，如《電磁學(xué)的故事》、《電磁鐵的奧秘》等，幫助學(xué)生拓展知識(shí)面。

-電磁鐵的科學(xué)研究：鼓勵(lì)學(xué)生參與電磁鐵相關(guān)的科學(xué)探究活動(dòng)，如參加科學(xué)競(jìng)賽、撰寫科學(xué)小論文等，提升科學(xué)素養(yǎng)。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

1.回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)電磁鐵的基本概念、原理和應(yīng)用。

2.總結(jié)電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流大小之間的關(guān)系，以及電流方向與磁極的關(guān)系。

3.強(qiáng)調(diào)電磁鐵在生活中的廣泛應(yīng)用，如電磁繼電器、磁懸浮列車等。

4.鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中發(fā)現(xiàn)電磁鐵的應(yīng)用，提高對(duì)電磁現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.單選題：

-電磁鐵的磁性強(qiáng)弱主要取決于哪個(gè)因素？（A.線圈匝數(shù)B.電流大小C.材料種類D.以上都是）

-電磁鐵的N極和S極是如何確定的？（A.通過觀察磁極的指向B.通過電流方向判斷C.通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量D.以上都是）

-電磁繼電器的主要作用是什么？（A.控制電路的通斷B.增強(qiáng)電路的穩(wěn)定性C.提高電路的效率D.以上都是）

2.判斷題：

-電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈長(zhǎng)度無關(guān)。（對(duì)/錯(cuò)）

-電磁鐵的磁極可以隨意改變。（對(duì)/錯(cuò)）

-電磁鐵在生活中的應(yīng)用非常廣泛。（對(duì)/錯(cuò)）

3.簡(jiǎn)答題：

-簡(jiǎn)述電磁鐵的原理。

-舉例說明電磁鐵在生活中的應(yīng)用。

-如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電磁鐵磁性強(qiáng)弱的變化規(guī)律？

4.實(shí)踐題：

-設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。

-提出一種改進(jìn)電磁鐵設(shè)計(jì)的方法，并說明理由。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)踐導(dǎo)向：本節(jié)課注重實(shí)踐操作，通過實(shí)驗(yàn)探究電磁鐵的原理和應(yīng)用，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，提高實(shí)踐能力。

2.跨學(xué)科融合：結(jié)合物理、化學(xué)等學(xué)科知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)角度理解電磁鐵，拓展學(xué)生的知識(shí)面。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生參與度不足：部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中注意力不集中，參與度不高，影響了實(shí)驗(yàn)效果。

2.教學(xué)方法單一：過于依賴實(shí)驗(yàn)演示，缺乏多樣化的教學(xué)方法，未能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.評(píng)價(jià)方式單一：主要依靠實(shí)驗(yàn)報(bào)告和課堂表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，未能全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.提高學(xué)生參與度：通過小組合作、角色扮演等方式，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中充分參與，提高實(shí)驗(yàn)效果。同時(shí)，加強(qiáng)課堂紀(jì)律，確保每位學(xué)生都能集中注意力。

2.豐富教學(xué)方法：結(jié)合多媒體教學(xué)、案例教學(xué)等方法，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)電磁鐵知識(shí)。例如，可以播放電磁鐵應(yīng)用的視頻，讓學(xué)生直觀感受電磁鐵的魅力。

3.多元化評(píng)價(jià)方式：采用實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂表現(xiàn)、小組討論、課后作業(yè)等多種評(píng)價(jià)方式，全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。同時(shí)，關(guān)注學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮創(chuàng)意。

4.加強(qiáng)教學(xué)反思：在教學(xué)過程中，不斷反思教學(xué)效果，調(diào)整教學(xué)策略。例如，針對(duì)學(xué)生參與度不足的問題，可以適時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)難度，讓學(xué)生在挑戰(zhàn)中成長(zhǎng)。

5.注重教學(xué)反饋：鼓勵(lì)學(xué)生提出意見和建議，及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃。同時(shí)，與同行交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，共同提高教學(xué)水平。

6.深化校企合作：邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的專家來校授課，讓學(xué)生了解電磁鐵在工業(yè)、科研等領(lǐng)域的應(yīng)用，拓寬學(xué)生的視野。同時(shí)，與企業(yè)合作，為學(xué)生提供實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。典型例題講解1.例題：

一個(gè)電磁鐵的線圈匝數(shù)為50匝，通過的電流為0.5A，求電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

解答：

根據(jù)公式\(B=\mu_0\cdot\frac{N\cdotI}{l}\)，其中\(zhòng)(\mu_0\)為真空磁導(dǎo)率（\(4\pi\times10^{-7}\)T·m/A），\(N\)為線圈匝數(shù)，\(I\)為電流，\(l\)為線圈長(zhǎng)度。

由于題目未給出線圈長(zhǎng)度，假設(shè)線圈長(zhǎng)度為1米，則：

\(B=4\pi\times10^{-7}\cdot\frac{50\cdot0.5}{1}\)

\(B=4\pi\times10^{-7}\cdot25\)

\(B=1.256\times10^{-5}\)T

2.例題：

一個(gè)電磁鐵的線圈匝數(shù)為100匝，電流為2A，若要使磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到0.5T，線圈長(zhǎng)度至少應(yīng)為多少？

解答：

使用公式\(B=\mu_0\cdot\frac{N\cdotI}{l}\)，已知\(B=0.5\)T，\(\mu_0=4\pi\times10^{-7}\)T·m/A，\(N=100\)，\(I=2\)A。

解出\(l\)：

\(l=\mu_0\cdot\frac{N\cdotI}{B}\)

\(l=4\pi\times10^{-7}\cdot\frac{100\cdot2}{0.5}\)

\(l=4\pi\times10^{-7}\cdot400\)

\(l=1.256\times10^{-4}\)m

所以，線圈長(zhǎng)度至少應(yīng)為0.01256米。

3.例題：

兩個(gè)電磁鐵串聯(lián)在一起，第一個(gè)電磁鐵的線圈匝數(shù)為30匝，第二個(gè)電磁鐵的線圈匝數(shù)為60匝，通過它們的電流均為1A，求兩個(gè)電磁鐵的總磁感應(yīng)強(qiáng)度。

解答：

由于電磁鐵串聯(lián)，電流相同，但磁感應(yīng)強(qiáng)度取決于各自的線圈匝數(shù)。

第一個(gè)電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度\(B_1\)：

\(B_1=\mu_0\cdot\frac{N_1\cdotI}{l_1}\)

假設(shè)線圈長(zhǎng)度\(l_1=1\)米，則：

\(B_1=4\pi\times10^{-7}\cdot\frac{30\cdot1}{1}\)

\(B_1=3.768\times10^{-6}\)T

第二個(gè)電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度\(B_2\)：

\(B_2=\mu_0\cdot\frac{N_2\cdotI}{l_2}\)

假設(shè)線圈長(zhǎng)度\(l_2=1\)米，則：

\(B_2=4\pi\times10^{-7}\cdot\frac{60\cdot1}{1}\)

\(B_2=7.536\times10^{-6}\)T

總磁感應(yīng)強(qiáng)度\(B_{總}(cāng)\)為兩個(gè)電磁鐵磁感應(yīng)強(qiáng)度的和：

\(B_{總}(cāng)=B_1+B_2\)

\(B_{總}(cāng)=3.768\times10^{-6}+7.536\times10^{-6}\)

\(B_{總}(cāng)=1.104\times10^{-5}\)T

4.例題：

一個(gè)電磁鐵的線圈匝數(shù)為80匝，若要使磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到0.1T，電流應(yīng)為多少？

解答：

使用公式\(B=\mu_0\cdot\frac{N\cdotI}{l}\)，已知\(B=0.1\)T，\(\mu_0=4\pi\times10^{-7}\)T·m/A，\(N=80\)，\(l\)為線圈長(zhǎng)度。

解出\(I\)：

\(I=\frac{B\cdotl}{\mu_0\cdotN}\)

由于\(l\)未給出，假設(shè)\(l=1\)米，則：

\(I=\frac{0.1\cdot1}{4\pi\times10^{-7}\cdot80}\)

\(I=\frac{0.1}{3.14\times10^{-5}}\)

\(I\approx3.18\)A

5.例題：

一個(gè)電磁鐵的線圈匝數(shù)為120匝，若要使磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到0.2T，線圈長(zhǎng)度至少應(yīng)為多少？

解答：

使用公式\(B=\mu_0\cdot\frac{N\cdotI}{l}\)，已知\(B=0.2\)T，\(\mu_0=4\pi\times