1.1從“司南”到“電子導(dǎo)航”：指南針的歷史意義與現(xiàn)實(shí)價(jià)值演講人011從“司南”到“電子導(dǎo)航”：指南針的歷史意義與現(xiàn)實(shí)價(jià)值021第一步：給鋼針“充磁”——如何讓普通鋼針變成小磁鐵？034第四步：給指南針“校準(zhǔn)”——如何確保它指向準(zhǔn)確？041升級方案1：制作“懸掛式指南針”052升級方案2：添加“刻度盤”063科學(xué)小討論：為什么指南針能指南北？目錄2025小學(xué)三年級科學(xué)下冊制作磁鐵指南針的步驟課件作為一名從事小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終相信：最好的科學(xué)課，是讓孩子在動手實(shí)踐中觸摸知識的溫度。今天要和同學(xué)們分享的“制作磁鐵指南針”，正是這樣一節(jié)融合了知識探究與實(shí)踐創(chuàng)造的經(jīng)典課例。它不僅能讓我們直觀理解“磁鐵具有指向性”這一核心概念，更能在動手操作中培養(yǎng)觀察、推理與解決問題的能力。接下來，我將以“準(zhǔn)備—制作—調(diào)試—應(yīng)用”為主線，帶大家一步步解鎖這個(gè)有趣的科學(xué)項(xiàng)目。一、課前準(zhǔn)備：為什么要制作磁鐵指南針？它和我們學(xué)過的知識有什么聯(lián)系？在正式動手前，我們需要先明確兩個(gè)問題：為什么要制作指南針？制作它需要用到哪些已學(xué)知識？011從“司南”到“電子導(dǎo)航”：指南針的歷史意義與現(xiàn)實(shí)價(jià)值1從“司南”到“電子導(dǎo)航”：指南針的歷史意義與現(xiàn)實(shí)價(jià)值同學(xué)們應(yīng)該都聽過“司南”的故事——早在2000多年前的戰(zhàn)國時(shí)期，古人就用天然磁石打磨成勺子形狀，放在光滑的青銅盤上，勺子的柄會始終指向南方。這是世界上最早的指南針。到了宋朝，人們發(fā)明了更便攜的水浮式指南針，它幫助鄭和七下西洋，也讓哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸。即使在今天，電子導(dǎo)航如此發(fā)達(dá)的時(shí)代，戶外探險(xiǎn)者、地質(zhì)工作者依然會隨身攜帶傳統(tǒng)指南針，因?yàn)樗皇苄盘柛蓴_，是最可靠的“方向守護(hù)者”。制作磁鐵指南針，不僅是為了復(fù)刻古人的智慧，更是為了通過親手操作，理解“磁鐵能指示南北方向”這一核心性質(zhì)。當(dāng)我們用自己制作的指南針指向教室的南方時(shí)，實(shí)際上是在和地球這個(gè)“大磁鐵”對話——地球的北極附近是地磁南極，地球的南極附近是地磁北極，所以磁鐵的北極（N極）會指向地磁南極（地理北極），南極（S極）指向地磁北極（地理南極）。1從“司南”到“電子導(dǎo)航”：指南針的歷史意義與現(xiàn)實(shí)價(jià)值1.2材料清單與工具說明：哪些物品能幫我們完成制作？要制作一個(gè)簡單的磁鐵指南針，我們需要準(zhǔn)備以下材料（建議提前2天讓學(xué)生在家收集，培養(yǎng)自主探究習(xí)慣）：主體材料：鋼針（縫衣針，長度3-5厘米，選擇細(xì)而硬的不銹鋼針，更容易被磁化）、磁鐵（條形磁鐵或U型磁鐵均可，建議使用學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的強(qiáng)磁鐵，磁化效果更明顯）、泡沫板（或薄塑料片、硬紙片，用于承載磁針，需裁剪成2×2厘米的小方塊，厚度不超過2毫米，確保能浮在水面）；輔助工具：透明塑料碗（裝水用，直徑15厘米以上，避免邊緣干擾磁針轉(zhuǎn)動）、記號筆（區(qū)分磁極）、細(xì)線（可選，用于懸掛法測試磁極）、剪刀（裁剪泡沫板）；1從“司南”到“電子導(dǎo)航”：指南針的歷史意義與現(xiàn)實(shí)價(jià)值驗(yàn)證材料：已知磁極的磁鐵（教師準(zhǔn)備，用于輔助學(xué)生確認(rèn)自制磁針的磁極）、地圖或手機(jī)指南針（用于測試成品準(zhǔn)確性）。需要特別說明的是：選擇鋼針而非鐵釘，是因?yàn)殇摰暮剂扛?，被磁化后磁性更穩(wěn)定（鐵釘磁化后容易退磁）；泡沫板的浮力要足夠支撐鋼針，同時(shí)不能過重，否則會影響磁針的自由轉(zhuǎn)動。核心步驟：分階段完成磁鐵指南針的制作制作指南針的過程可以分為四個(gè)關(guān)鍵階段：磁化鋼針→確定磁極→固定磁針→測試調(diào)整。每個(gè)階段都需要細(xì)致操作，稍有疏忽就可能導(dǎo)致成品失效。021第一步：給鋼針“充磁”——如何讓普通鋼針變成小磁鐵？1第一步：給鋼針“充磁”——如何讓普通鋼針變成小磁鐵？這是制作指南針最關(guān)鍵的一步。鋼針本身不是磁鐵，但通過與磁鐵摩擦，可以讓鋼針內(nèi)部的“磁疇”（簡單理解為tiny小磁鐵）排列整齊，從而具有磁性。具體操作步驟如下：步驟1：將鋼針平放在桌面上，用紙巾擦拭干凈（避免油污影響磁化效果）；步驟2：拿起磁鐵（以條形磁鐵為例），用它的一個(gè)磁極（比如N極）從鋼針的一端（假設(shè)為A端）勻速劃向另一端（B端），注意必須單向摩擦，不能來回劃動（來回摩擦?xí)?dǎo)致磁疇排列混亂，無法有效磁化）；步驟3：重復(fù)上述動作20-30次（根據(jù)磁鐵的磁性強(qiáng)弱調(diào)整次數(shù)，磁性弱的磁鐵需要更多次摩擦）；步驟4：摩擦完成后，將鋼針靠近回形針或小鐵釘，觀察是否能吸起——如果能吸起，說明1第一步：給鋼針“充磁”——如何讓普通鋼針變成小磁鐵？磁化成功；如果不能，需要重新摩擦（可能是次數(shù)不夠或方向錯誤）。我在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生最容易犯的錯誤是“來回摩擦”。記得有一次，小明同學(xué)的鋼針磁化后怎么也吸不起回形針，后來檢查發(fā)現(xiàn)他摩擦?xí)r一會兒從左到右，一會兒從右到左，導(dǎo)致磁疇無法定向排列。所以一定要強(qiáng)調(diào)“單向摩擦”的重要性，可以用口訣“一極一端，單向到底”幫助記憶。2.2第二步：給磁針“貼標(biāo)簽”——如何確定哪端是南極，哪端是北極？磁化后的鋼針已經(jīng)是一個(gè)小磁鐵，但我們需要知道它的N極和S極，才能明確方向。這里有兩種常用方法：2.1懸掛法（適合課堂操作）步驟1：用細(xì)線系住鋼針的中間位置（確保平衡，避免因重心偏移影響指向）；步驟2：將細(xì)線懸掛在支架上（可以用鉛筆架在桌沿，細(xì)線垂下來）；步驟3：等待鋼針靜止，此時(shí)指向北方的一端是N極，指向南方的一端是S極（注意：懸掛時(shí)要遠(yuǎn)離其他磁鐵或金屬物品，避免干擾）。2.2已知磁極磁鐵驗(yàn)證法（適合快速確認(rèn)）步驟1：拿出教師提供的已知N極的磁鐵；步驟2：用磁鐵的N極靠近鋼針的一端——如果相互吸引，說明鋼針這端是S極；如果相互排斥，說明是N極（根據(jù)“同名磁極相斥，異名磁極相吸”的原理）。需要提醒學(xué)生：無論用哪種方法，都要多測試幾次，確保結(jié)果準(zhǔn)確。比如用懸掛法時(shí)，可能需要輕輕轉(zhuǎn)動鋼針，觀察它是否每次靜止后都指向同一方向；用磁鐵驗(yàn)證時(shí)，要避免鋼針被磁鐵吸走，動作要緩慢。2.3第三步：給磁針“安底座”——如何讓磁針自由轉(zhuǎn)動并指示方向？現(xiàn)在我們有了小磁針，需要給它一個(gè)“底座”，讓它能自由旋轉(zhuǎn)并穩(wěn)定指示方向。最常用的方法是“水浮法”（模擬古代水浮指南針的原理）：2.2已知磁極磁鐵驗(yàn)證法（適合快速確認(rèn)）步驟1：將泡沫板裁剪成2×2厘米的小方塊（如果用硬紙片，需要提前浸泡防水，避免吸水下沉）；步驟2：將磁化后的鋼針輕輕放在泡沫板中央（可以用鑷子輔助，避免手指油污影響浮力）；步驟3：將泡沫板連同鋼針輕輕放入裝水的塑料碗中（水面要平靜，避免晃動）；步驟4：觀察鋼針是否能自由轉(zhuǎn)動——如果泡沫板傾斜或下沉，可能是泡沫板太重或鋼針位置偏移，需要調(diào)整鋼針位置或更換更輕的材料（比如用生日蠟燭的蠟片，浮力更好）。這里有個(gè)小技巧：可以在泡沫板邊緣剪幾個(gè)小缺口，增加浮力的穩(wěn)定性；如果鋼針總是偏移中心，可用少量膠水（速干型，避免腐蝕）輕輕粘住鋼針中間，確保平衡。034第四步：給指南針“校準(zhǔn)”——如何確保它指向準(zhǔn)確？4第四步：給指南針“校準(zhǔn)”——如何確保它指向準(zhǔn)確？制作完成后，需要驗(yàn)證指南針是否合格。校準(zhǔn)方法如下：步驟1：將塑料碗放在水平桌面上，遠(yuǎn)離鐵門、冰箱等金屬物體（這些物體可能有磁性，干擾指向）；步驟2：等待磁針靜止，用手機(jī)指南針（提前打開定位，確保顯示的是真實(shí)方向）對比——如果磁針N極與手機(jī)指南針的“北”基本一致（允許5以內(nèi)偏差，因?yàn)榈卮疟睒O與地理北極有磁偏角），說明校準(zhǔn)成功；步驟3：如果偏差過大，可能是以下原因?qū)е拢轰撫槾呕怀浞郑ㄐ枰匦履Σ?0次以上）；泡沫板過重（更換更輕的材料）；周圍有磁性干擾（移動到遠(yuǎn)離金屬的位置重新測試）；4第四步：給指南針“校準(zhǔn)”——如何確保它指向準(zhǔn)確？磁極標(biāo)記錯誤（重新用懸掛法確認(rèn)磁極）。記得有一次，學(xué)生小紅的指南針總是指向東，后來發(fā)現(xiàn)她的塑料碗是鐵制的（誤拿了不銹鋼碗），鐵碗本身被磁化后干擾了磁針，更換為塑料碗后問題就解決了。這說明“排除干擾”是校準(zhǔn)的關(guān)鍵。拓展思考：從“制作”到“創(chuàng)新”，我們還能做什么？完成基礎(chǔ)版指南針后，我們可以進(jìn)一步思考：如何讓指南針更精準(zhǔn)？更便攜？甚至有其他功能？041升級方案1：制作“懸掛式指南針”1升級方案1：制作“懸掛式指南針”如果覺得水浮法容易受水面晃動影響，可以嘗試懸掛法：用更細(xì)的線（比如釣魚線）系住磁針中間，懸掛在小支架上（比如用吸管做一個(gè)三角支架）。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是更靈敏，但需要確保懸掛點(diǎn)絕對平衡，否則磁針會偏向一側(cè)。052升級方案2：添加“刻度盤”2升級方案2：添加“刻度盤”在泡沫板上用記號筆繪制刻度（0代表北，90東，180南，270西），這樣指南針不僅能指示方向，還能讀出大致角度。繪制時(shí)要注意：刻度要均勻，“北”的位置要與磁針N極指向一致。063科學(xué)小討論：為什么指南針能指南北？3科學(xué)小討論：為什么指南針能指南北？這是本節(jié)課的核心原理。我們可以通過一個(gè)類比理解：地球就像一個(gè)巨大的磁鐵，它的地磁南極在地理北極附近（大約北緯79、西經(jīng)71），地磁北極在地理南極附近。當(dāng)我們的小磁針靜止時(shí)，它的N極會被地磁南極吸引，指向地理北極；S極被地磁北極吸引，指向地理南極。所以，指南針的“指南”本質(zhì)上是“指北”，古人稱“南”是因?yàn)榱?xí)慣用“面南背北”來確定方向?？偨Y(jié)：動手實(shí)踐中的科學(xué)思維與人文傳承回顧整個(gè)制作過程，我們從“磁化鋼針”到“確定磁極”，從“固定磁針”到“校準(zhǔn)測試”，每一步都蘊(yùn)含著科學(xué)探究的方法：觀察現(xiàn)象→提出問題→設(shè)計(jì)方案→驗(yàn)證調(diào)整。更重要的是，我們通過親手制作，觸摸到了人類探索方向的智慧——從司南到水浮指南針，從航海羅盤到電子導(dǎo)航，科學(xué)的進(jìn)步從未停止，但“用磁鐵指示方向”的核心原理始終未變。同學(xué)們，當(dāng)你們舉著自己制作的指南針，看到小磁針緩緩轉(zhuǎn)向北方時(shí)，你