4.磁極與方向【教材簡析】通過前三節(jié)課的學習，學生已經(jīng)發(fā)現(xiàn)磁鐵上有兩個磁性最強的部位叫磁極，他們會發(fā)現(xiàn)條形磁鐵、蹄形磁鐵的兩個磁極上分別涂有紅藍兩種顏色，也觀察到磁鐵上標有“N”和“S”。首先，通過帶領學生探究條形磁鐵、馬蹄形磁鐵和環(huán)形磁鐵的指向，引導學生在重復測試中發(fā)現(xiàn)磁鐵具有指示南北的特性。然后通過觀察與使用指南針，引導學生認識到“磁鐵能指示南北方向”這一性質(zhì)在生活中的實際應用，學生可以通過閱讀使用說明書實現(xiàn)自主學習，并在校園里利用指南針辨別方向。也為下一課時制作水浮式指南針的活動搭建了理論和實踐的支架。本課重點是指導學生用支撐法和懸掛法使磁鐵在水平面上自由轉動，引導學生通過重復測試、簡單表格收集證據(jù)等方式，經(jīng)歷“體驗”、“觀察”和“論證”的探究流程，發(fā)現(xiàn)：靜止后，磁鐵的一極總是指向南方，另一極總是指向北方——磁極與方向之間的關系，培養(yǎng)學生如實記錄、傾聽交流的合作探究習慣?！緦W情分析】學生在前面幾課的學習過程中發(fā)現(xiàn)了條形磁鐵、蹄形磁鐵的兩個磁極上分別涂有紅藍兩種顏色，各標有大寫字母“N”和“S”，但是，磁鐵的兩個磁極與顏色和字母之間的對應關系，大多數(shù)學生并不了解。對于指南針，絕大部分學生知道指南針是我國古代的四大發(fā)明之一，但不清楚指南針的具體構造及使用方法。因此，指導學生認識和使用指南針有助于深化他們對“磁鐵能指示南北方向”概念的理解，培養(yǎng)學生的動手實踐能力?！窘虒W目標】科學觀念：通過支撐和懸掛磁鐵的實驗，知道磁鐵能指示南北方向；通過簡單使用指南針辨別方位，知道指南針是利用磁鐵能夠指示南北方向的特點制成的，了解指南針中的不同結構具有不同的功能?？茖W思維：用比較和分析，能從實驗記錄中發(fā)現(xiàn)磁極與南北方向的關系。探究實踐：能使用支撐和懸掛的方法組裝實驗器材，通過重復測試、簡單表格記錄磁極與方向關系的證據(jù)；初步學會使用指南針來辨別方向。態(tài)度責任：養(yǎng)成愿意傾聽他人意見、樂于分享自己經(jīng)驗的合作探究學習習慣；能關注到指南針是生活中常見的科技產(chǎn)品，它為人們辨認方向帶來便利?！窘虒W重難點】重點：通過支撐和懸掛磁鐵的實驗，發(fā)現(xiàn)磁鐵具有指示南北的特性。難點：如實地記錄和交流有關磁極與方向信息，體會重復測試在探究中的必要性和重要性?！窘虒W準備】教師：1.多媒體課件；2.用白紙包住的條形磁鐵、蹄形磁鐵、環(huán)形磁鐵；3.演示用指南針。小組：1.常規(guī)條形磁鐵、方位紙、用白紙包住的條形磁鐵、旋轉支架（包括底座和旋架）、蹄形磁鐵、環(huán)形磁鐵、懸掛法的木制或塑料支架、線；2.指南針；3.學生活動手冊?！窘虒W過程】一、激發(fā)興趣、聚焦問題（預設5分鐘）材料準備：條形磁鐵課件與教師手中同時出示條形磁鐵。提問：觀察磁鐵，你有什么發(fā)現(xiàn)？除了顏色，磁鐵的兩端還有什么特點？教師小結：磁鐵上涂著紅、藍兩種顏色，分別標注著“N”和“S”字母。聚焦問題：特定的顏色、特定的字母，與磁極之間有怎樣的關系？提問：為什么磁鐵的磁極要標注特定的顏色和字母呢？談話：磁鐵上特定的顏色和字母表示了不同的磁極，而且“磁極與方向有一定的對應關系”。揭示課題：磁極與方向（板書）?！驹O計意圖】引導學生觀察條形磁鐵兩個磁極的不同顏色，以及大寫字母“N”、“S”，激發(fā)學生探究磁極與方向的興趣，快速聚焦核心問題。二、探究條形磁鐵的指向（預設：25分鐘）材料準備：用白紙包住的條形磁鐵、旋轉支架、方位紙、學生活動手冊1.確定方位（1）出示方位紙?zhí)釂枺河^察方位紙，你有什么發(fā)現(xiàn)？（預設：上面有東南西北四個方向，東和西相對，南和北相對）（2）正確擺放方位紙教師引導學生根據(jù)教室以及自己座位所在的真實方位，在桌面上貼好方位紙。（此處可借助指南針或教師手機上的指南針app軟件，調(diào)整角度，將方位紙投影在屏幕上，幫助學生更準確地擺放方位紙；建議每個大組選定一位“方位指引小導師”，協(xié)助大組內(nèi)有需要的同學擺放方位紙，并巡視一圈組內(nèi)，確保實驗時每位同學的方位都是正確的。）2.探究條形磁鐵的指向引導：借助方位紙，我們已經(jīng)知道了教室內(nèi)的方向，磁鐵真的能指示方向嗎？能的話，磁鐵到底指向什么方向呢？我們做個實驗研究一下吧?。?）明確實驗方法課件出示活動要求，教師出示實驗器材，講解實驗器材的組裝和實驗操作過程，介紹活動記錄表及其記錄方法，并讓學生說說“為什么要重復實驗幾次”。教師小結實驗方法：①用白紙包裹磁鐵，在兩個磁極標上數(shù)字“1”、“2”（隨機）；②組裝材料，支架放在方位紙中間輕輕轉動小磁鐵；③觀察靜止后磁鐵的兩端各指什么方向，并標在磁鐵的末端；④重復幾次并記錄。（2）分組探究學生分組探究條形磁鐵的指向并完成記錄。（3）反饋匯報提問：通過實驗，你發(fā)現(xiàn)了什么？小結：條形磁鐵能指示南北方向。一個磁極總是指向南方，另一個磁極總是指向北方?！驹O計意圖】實驗前讓學生猜測磁鐵是否能指示方向，引發(fā)學生思考的同時產(chǎn)生一定的認知沖突，促使學生在實驗時更加投入和關注實驗現(xiàn)象。三、探究蹄形磁鐵、環(huán)形磁鐵的指向（預設：15分鐘）材料準備：系好棉線的蹄形磁鐵和環(huán)形磁鐵、木制或塑料支架、方位紙、學生活動手冊1.出示蹄形磁鐵、環(huán)形磁鐵提問：蹄形磁鐵、環(huán)形磁鐵的兩極分別在哪？引導：條形磁鐵能指示南北方向，那么其他形狀的磁鐵，比如蹄形磁鐵、環(huán)形磁鐵是不是也能指示南北方向呢？2.明確實驗方法課件出示活動要求，教師手中出示實驗器材，講解實驗器材的組裝和實驗操作過程，介紹活動記錄表及其記錄方法，同樣強調(diào)：“重復實驗幾次”。實驗方法：①選擇馬蹄形磁鐵或環(huán)形磁鐵；②將磁鐵懸掛在塑料支架上，輕輕轉動；③觀察靜止后磁鐵的指向；④重復幾次并記錄。3.分組探究學生分組探究條形磁鐵的指向并完成記錄。4.交流匯報提問：通過實驗，你有什么新的發(fā)現(xiàn)？（預設：蹄形磁鐵和環(huán)形磁鐵能指示南北方向）追問：觀察磁極的顏色、字母和指示的方向，你還有什么新的發(fā)現(xiàn)？（預設：指南的磁極是藍色，字母為S，指北的磁極是紅色，字母為N）5.通過比較條形磁鐵、蹄形磁鐵、環(huán)形磁鐵的實驗記錄，發(fā)現(xiàn)共性。提問：條形磁鐵也是這樣嗎？撕開白紙看看，與你的發(fā)現(xiàn)一致嗎？小結：磁鐵能指示南北方向，指北的磁極叫北極，用字母“N”表示，一般為紅色，指南的磁極叫南極，用字母“S”表示，一般為藍色。【設計意圖】引導學生通過對其他兩種不同形狀磁鐵的探究，科學嚴謹?shù)氐贸龃盆F能夠指示南北方向的結論。四、指南針的認識與使用（預設10分鐘）材料準備：課件、指南針1.認識指南針（1）課件出示指南針圖片，教師手中出示指南針實物，介紹原理：指南針就是利用磁鐵能夠指示南北方向的特點制成的。（2）分發(fā)指南針，引導學生觀察指南針的構造，簡單交流指南針主要結構及其功能。提問：指南針由哪幾部分構成？分別有什么作用？（預設：磁針——確定南北方向；刻度盤——指引確定其他具體方向；支架——支持磁針，讓它保持水平；外殼——方便攜帶，保護作用）2.使用指南針（1）課件出示指南針使用說明書，引導學生自己閱讀說明書，請一位學生上臺邊講解邊演示使用指南針，教師適時指導。（2）組織學生用指南針到校園里辨別方向，找一找：校門在哪個方向？操場在哪個方向？【設計意圖】先讓學生進行自主閱讀、嘗試操作，培養(yǎng)學生自主學習和探究的能力與意識。再用指南針辨別校園里的方向，不僅可以幫助學生熟練地使用