初中科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)案例一、活動(dòng)背景與意義初中階段是學(xué)生科學(xué)思維與探究能力形成的關(guān)鍵時(shí)期?？茖W(xué)探究活動(dòng)通過(guò)真實(shí)問(wèn)題情境與實(shí)踐操作，幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念、掌握探究方法。“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”探究活動(dòng)，緊扣“電與磁”核心知識(shí)，融合控制變量法“觀察—?dú)w納”等科學(xué)方法，能有效提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，體會(huì)“技術(shù)—科學(xué)—社會(huì)”的聯(lián)系。二、活動(dòng)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1.理解電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小、線圈匝數(shù)、有無(wú)鐵芯的關(guān)系；2.掌握控制變量法在探究實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。（二）過(guò)程與方法1.經(jīng)歷“提出問(wèn)題—猜想假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—分析論證”的完整探究流程；2.提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析與邏輯推理能力。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1.體會(huì)科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)性，激發(fā)對(duì)電磁學(xué)的興趣；2.增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，養(yǎng)成“基于證據(jù)下結(jié)論”的科學(xué)態(tài)度。三、活動(dòng)準(zhǔn)備（一）實(shí)驗(yàn)器材鐵釘（不同長(zhǎng)度）、漆包線（不同匝數(shù)、不同粗細(xì)）、干電池（1-3節(jié)）、單刀開關(guān)、導(dǎo)線、大頭針（足量）、電流表（可選）。（二）材料預(yù)處理1.刮除漆包線兩端的絕緣漆，保證電路導(dǎo)通；2.提前檢查電池電量、導(dǎo)線連接性，確保實(shí)驗(yàn)器材無(wú)故障。四、活動(dòng)過(guò)程（一）情境導(dǎo)入，提出問(wèn)題播放“電磁起重機(jī)搬運(yùn)鋼鐵”的視頻，提問(wèn)：“電磁起重機(jī)的磁性強(qiáng)弱能否改變？哪些因素會(huì)影響它的磁性？”引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合電磁鐵的構(gòu)成（線圈、鐵芯、電流），聚焦核心問(wèn)題：電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)？（二）猜想假設(shè)，邏輯推理組織小組討論，基于生活經(jīng)驗(yàn)（如“電池越多，燈泡越亮→電流大可能磁性強(qiáng)”“線圈繞得密→匝數(shù)多可能磁性強(qiáng)”），形成假設(shè)：假設(shè)1：電流越大，電磁鐵磁性越強(qiáng)；假設(shè)2：線圈匝數(shù)越多，電磁鐵磁性越強(qiáng)；假設(shè)3：有鐵芯時(shí)，電磁鐵磁性更強(qiáng)。（三）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，明確變量引導(dǎo)學(xué)生用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（以“研究電流大小的影響”為例）：1.保持線圈匝數(shù)（同一鐵釘繞50匝）、鐵芯（保留鐵釘）不變；2.通過(guò)“增減電池節(jié)數(shù)”改變電流（可串聯(lián)電流表輔助觀察）；3.觀察并記錄電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量，判斷磁性強(qiáng)弱。同理，設(shè)計(jì)“線圈匝數(shù)”“有無(wú)鐵芯”的探究方案（參考下表）。（四）分組實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)1.小組分工操作員：連接電路、改變變量（如增減電池、更換線圈）；觀察員：計(jì)數(shù)吸引的大頭針數(shù)量（輕觸后緩慢提起，減少誤差）；記錄員：填寫實(shí)驗(yàn)表格（示例如下）。實(shí)驗(yàn)變量電流大?。姵毓?jié)數(shù)）線圈匝數(shù)有無(wú)鐵芯吸引大頭針數(shù)量--------------------------------------------------------------------------實(shí)驗(yàn)1（電流）1節(jié)50匝有實(shí)驗(yàn)2（電流）2節(jié)50匝有實(shí)驗(yàn)3（電流）3節(jié)50匝有實(shí)驗(yàn)4（匝數(shù)）2節(jié)30匝有實(shí)驗(yàn)5（鐵芯）2節(jié)50匝無(wú)2.操作提示電路接通時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，避免電池耗電或?qū)Ь€發(fā)熱；吸引大頭針時(shí)，電磁鐵下端保持水平，減少磁化后大頭針的排斥干擾。（五）分析論證，得出結(jié)論各小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制“磁性強(qiáng)弱—變量”關(guān)系圖（如“電流節(jié)數(shù)—大頭針數(shù)量”折線圖），歸納結(jié)論：電流越大、線圈匝數(shù)越多、有鐵芯時(shí)，電磁鐵磁性越強(qiáng)；磁性強(qiáng)弱是多因素共同作用的結(jié)果，需用控制變量法分析。（六）交流評(píng)估，反思改進(jìn)1.小組匯報(bào)：分享實(shí)驗(yàn)結(jié)論，展示數(shù)據(jù)表格與圖像，說(shuō)明推理過(guò)程；2.質(zhì)疑討論：“為什么電流增大時(shí)，磁性增強(qiáng)不明顯？”引導(dǎo)分析：電池內(nèi)阻、導(dǎo)線電阻導(dǎo)致電流變化小；大頭針磁化后相互排斥，影響計(jì)數(shù)；3.改進(jìn)建議：更換低內(nèi)阻電池、用細(xì)鐵釘減少磁化干擾、增加線圈匝數(shù)梯度（如30匝、50匝、80匝），使現(xiàn)象更顯著。五、活動(dòng)拓展（一）應(yīng)用探究調(diào)查“電磁起重機(jī)”的工作原理，思考如何通過(guò)“增大電流、增加匝數(shù)、優(yōu)化鐵芯”提升磁性，撰寫短文《電磁起重機(jī)的“磁性優(yōu)化”方案》。（二）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)用漆包線、電池、鐵芯制作“最強(qiáng)電磁鐵”，比誰(shuí)吸引的大頭針最多?？偨Y(jié)優(yōu)化策略：如“多股導(dǎo)線并聯(lián)增大電流”“采用U型鐵芯集中磁場(chǎng)”等。六、教學(xué)反思本探究活動(dòng)通過(guò)真實(shí)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生經(jīng)歷完整的科學(xué)探究流程，控制變量法的應(yīng)用得到強(qiáng)化。但實(shí)驗(yàn)中存在不足：1.部分學(xué)生對(duì)“電流大小”的控制僅依賴電池節(jié)數(shù)，未考慮電阻影響。后續(xù)可引入滑動(dòng)變阻器細(xì)化電流調(diào)節(jié)；2.小組分工易出現(xiàn)“旁觀者”，需通過(guò)“角色輪換”（操作員、觀察員、記錄員、匯報(bào)員）確保全員參與；3.可結(jié)合數(shù)字化實(shí)驗(yàn)（如用