科學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程全記錄——以“探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響因素”為例一、實(shí)驗(yàn)背景與教學(xué)目標(biāo)電磁鐵作為電流磁效應(yīng)的典型應(yīng)用，廣泛存在于電磁起重機(jī)、電鈴、電磁繼電器等設(shè)備中。本次實(shí)驗(yàn)以“探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”為核心，旨在引導(dǎo)學(xué)生通過控制變量法自主探究電流大小、線圈匝數(shù)、鐵芯等因素對磁性強(qiáng)弱的影響，同時(shí)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析及科學(xué)推理能力。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段（一）器材準(zhǔn)備每組配備：低壓直流電源（輸出電壓可調(diào)）、多股絕緣導(dǎo)線（不同長度）、鐵釘（2枚，粗細(xì)不同）、線圈（匝數(shù)分別為50匝、100匝，繞線方向一致）、大頭針（若干）、滑動(dòng)變阻器、單刀單擲開關(guān)、導(dǎo)線若干。（二）預(yù)實(shí)驗(yàn)與分組教師提前完成預(yù)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證器材穩(wěn)定性（如線圈繞制是否牢固、滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)是否順滑），并將班級學(xué)生按“4人一組”分組，明確組長（負(fù)責(zé)統(tǒng)籌）、操作員（電路連接）、記錄員（數(shù)據(jù)整理）、匯報(bào)員（結(jié)果分享）的角色分工。三、課堂教學(xué)實(shí)施過程（一）情境導(dǎo)入：從生活現(xiàn)象到科學(xué)問題教師展示電磁起重機(jī)吊運(yùn)廢鋼的視頻，提問：“起重機(jī)為何能吊起不同重量的鋼鐵？磁性強(qiáng)弱可能與什么有關(guān)？”引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已有知識（電流的磁效應(yīng)、磁體磁性的表現(xiàn)），猜想影響因素：電流大小（通過滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)）、線圈匝數(shù)（換不同線圈）、鐵芯有無/粗細(xì)（換不同鐵釘）。（二）實(shí)驗(yàn)操作：基于控制變量的探究1.方案設(shè)計(jì)引導(dǎo)教師板書“控制變量法”核心邏輯：研究某一因素時(shí)，需保持其他因素不變。例如，探究“電流對磁性的影響”時(shí)，需固定線圈匝數(shù)（如50匝）、鐵芯（細(xì)鐵釘），通過滑動(dòng)變阻器改變電流；探究“匝數(shù)對磁性的影響”時(shí)，需保持電流、鐵芯不變，更換100匝線圈。2.規(guī)范操作演示教師現(xiàn)場演示實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵步驟：線圈繞制：將導(dǎo)線均勻繞在鐵釘上，避免重疊（影響磁場分布）；電路連接：從電源正極出發(fā)，依次連接開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、線圈、電源負(fù)極（強(qiáng)調(diào)“一上一下”接變阻器，避免短路）；安全提示：實(shí)驗(yàn)時(shí)先將變阻器滑片移至最大阻值處，閉合開關(guān)后緩慢調(diào)節(jié)，避免電流過大燒壞線圈；取大頭針時(shí)輕敲鐵釘（或斷電），防止大頭針因磁化吸附過緊。3.分組探究與記錄學(xué)生按小組分工開展實(shí)驗(yàn)：探究電流的影響：保持50匝線圈、細(xì)鐵釘不變，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器（記錄“小電流”“中電流”“大電流”對應(yīng)吸引大頭針的數(shù)量）；探究匝數(shù)的影響：保持電流（中電流）、細(xì)鐵釘不變，更換100匝線圈，記錄吸引數(shù)量；探究鐵芯的影響：保持50匝線圈、中電流不變，更換粗鐵釘，對比無鐵芯（僅線圈）、細(xì)鐵芯、粗鐵芯的磁性表現(xiàn)。教師巡視過程中，針對典型問題（如電路短路、大頭針計(jì)數(shù)錯(cuò)誤）及時(shí)指導(dǎo)，例如：“若開關(guān)閉合后線圈發(fā)熱，說明電流過大，需立即斷開并調(diào)大變阻器阻值?！保ㄈ┈F(xiàn)象分析與結(jié)論推導(dǎo)1.小組匯報(bào)與數(shù)據(jù)匯總各小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（示例：50匝線圈+細(xì)鐵釘，小電流吸引8枚、中電流15枚、大電流22枚；100匝線圈+細(xì)鐵釘，中電流吸引28枚；50匝線圈+粗鐵釘，中電流吸引20枚）。教師將數(shù)據(jù)整理成表格，引導(dǎo)學(xué)生觀察規(guī)律。2.結(jié)論推導(dǎo)與方法總結(jié)通過對比數(shù)據(jù)，學(xué)生逐步歸納：電流越大，吸引大頭針越多→磁性隨電流增大而增強(qiáng)；線圈匝數(shù)越多，吸引大頭針越多→磁性隨匝數(shù)增加而增強(qiáng)；有鐵芯（尤其是粗鐵芯）時(shí)，磁性遠(yuǎn)強(qiáng)于無鐵芯→鐵芯可顯著增強(qiáng)磁性。教師進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)“控制變量法”的應(yīng)用邏輯：“實(shí)驗(yàn)中每次只改變一個(gè)因素，才能明確它對結(jié)果的影響——這是科學(xué)探究的核心方法?！彼?、教學(xué)反思與拓展延伸（一）教學(xué)反思本次實(shí)驗(yàn)暴露的問題：部分學(xué)生對“控制變量”的理解停留在表面（如更換線圈時(shí)未重新調(diào)節(jié)電流），導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤差；少數(shù)小組因線圈繞制松散，磁場分布不均，影響磁性表現(xiàn)。后續(xù)需加強(qiáng)“變量控制”的實(shí)操訓(xùn)練，提前檢查線圈繞制質(zhì)量。（二）拓展任務(wù)1.課后探究：嘗試用“漆包線繞制不同形狀的鐵芯”（如U型、條形），觀察磁性強(qiáng)弱變化；2.生活應(yīng)用：查閱資料，分析電磁繼電器中“電磁鐵+銜鐵”的設(shè)計(jì)原理，結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)結(jié)論解釋其工作邏輯。五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)價(jià)值總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)通過“猜想-設(shè)計(jì)-操作-分析-結(jié)論”的完整探究流程，讓學(xué)生在實(shí)踐中