一、課程引言：從歷史長河中打撈科學的星光演講人CONTENTS課程引言：從歷史長河中打撈科學的星光教學目標與重難點分析教學準備：讓每一件材料都“會說話”教學過程：從“看”到“做”，從“做”到“懂”總結與評價：讓科學種子生根發(fā)芽目錄2025小學四年級科學下冊自制指南魚磁化方法課件01課程引言：從歷史長河中打撈科學的星光課程引言：從歷史長河中打撈科學的星光記得去年帶學生參觀博物館時，孩子們圍在“司南”展柜前嘰嘰喳喳：“老師，這勺子一樣的東西真能指南嗎？”“那現(xiàn)在的指南針和它有什么不一樣？”當我指著不遠處的宋代指南魚模型講解時，一個扎馬尾的小姑娘突然舉手：“老師，課本里說指南魚是用薄鐵葉做的，那它怎么就能指南呢？我們能自己做一個嗎？”這個問題像一顆種子，在我心里發(fā)了芽——讓孩子們親手制作指南魚，不僅能觸摸歷史，更能在實踐中理解“磁化”這一基礎磁現(xiàn)象。今天這節(jié)課，我們就沿著古人的智慧，用科學的方法，一起解鎖“自制指南魚”的磁化密碼。02教學目標與重難點分析三維教學目標知識目標：理解磁化現(xiàn)象的基本原理，知道鋼、鐵等材料可被磁化；掌握指南魚的制作步驟，明確磁化方向與指向性的關系；了解中國古代磁學應用的歷史，感知科學與技術的協(xié)同發(fā)展。01情感目標：激發(fā)對中國古代科技成就的自豪感，體會“科學源于生活”的本質(zhì)；在小組合作中培養(yǎng)耐心與協(xié)作意識，感受“失敗-改進-成功”的探究樂趣。03能力目標：通過觀察、操作、記錄等活動，提升動手實踐能力與科學探究能力；能分析磁化過程中可能出現(xiàn)的問題（如磁性不足、指向不準），并嘗試改進；學會用簡單工具（如磁針、量角器）驗證實驗結果。02教學重難點重點：掌握指南魚的磁化方法（包括材料選擇、磁化步驟、方向控制）；理解磁化后鋼片獲得磁性的原理。難點：精準控制磁化方向（即“沿地磁場方向摩擦”）；分析影響指南魚指向準確性的因素（如磁化不充分、鋼片形狀誤差、外界磁場干擾）。03教學準備：讓每一件材料都“會說話”材料清單（以4人小組為單位）|類別|物品名稱|數(shù)量|作用說明||------------|-------------------------|------|--------------------------------------------------------------------------||主體材料|薄鋼片（0.1-0.3mm厚）|1片|作為指南魚的載體，需易磁化且保持磁性（避免使用不銹鋼，磁性保留差）||磁化工具|條形磁鐵（N/S極明確）|1塊|提供磁場，使鋼片磁化||輔助工具|剪刀、鉛筆、直尺|各1|繪制并裁剪魚形輪廓|材料清單（以4人小組為單位）|驗證工具|小水盆（裝清水）、磁針|各1|觀察指南魚漂浮指向；用磁針驗證南北極||記錄工具|實驗記錄單、彩筆|各1|記錄磁化次數(shù)、指向角度、改進過程|安全提示薄鋼片邊緣鋒利，裁剪時需用鑷子輔助，避免劃傷手指；磁鐵勿靠近電子設備（如手表、手機），防止消磁；水盆放置在實驗臺中央，避免碰倒弄濕記錄單。01020304教學過程：從“看”到“做”，從“做”到“懂”情境導入：穿越宋代的“導航密碼”（5分鐘）播放一段動畫：北宋《武經(jīng)總要》中士兵在陰天用指南魚辨別方向的場景。暫停后提問：“古人沒有現(xiàn)代指南針，為什么一片薄鐵魚能指南？”引導學生回憶上冊“磁鐵的性質(zhì)”（磁鐵能指南北，同名磁極相斥、異名相吸），引出“磁化”概念——原本沒有磁性的物體，在磁場中獲得磁性的過程。設計意圖：用歷史情境喚醒認知，將抽象概念與具體現(xiàn)象關聯(lián)，激發(fā)探究欲望。知識鋪墊：磁化的“前世今生”（8分鐘）生活中的磁化現(xiàn)象：展示鑰匙扣被磁鐵吸過后能吸起回形針、螺絲刀接觸磁鐵后能吸小鐵釘?shù)膱D片，提問：“這些現(xiàn)象和指南魚磁化有什么共同點？”總結：鐵、鋼等材料在磁場中會被磁化，獲得暫時或永久磁性（鋼的磁性保留更久）。地磁場的“隱形之手”：用地球模型演示地磁場（地磁北極靠近地理南極，地磁南極靠近地理北極），解釋：“指南魚磁化時，需要讓鋼片順著地磁場方向，這樣磁化后的魚形鋼片就像小磁鐵，N極會指向地磁南極（即地理北極）?！标P鍵提問：“如果磁化時方向搞反了，指南魚會指向哪里？”（引發(fā)思考，為后續(xù)操作中的方向控制做鋪墊）實踐操作：一步步解鎖磁化方法（25分鐘）步驟1：繪制并裁剪指南魚（5分鐘）030201用鉛筆在薄鋼片上畫一條長約5cm的魚形（頭部尖、尾部寬，模仿宋代指南魚形狀），提醒：“魚形盡量對稱，否則漂浮時可能傾斜，影響指向?！庇眉舻堆剌喞眉簦ń處熝菔菊_持剪姿勢：拇指入孔、食指抵外側，慢剪防毛刺），用砂紙打磨邊緣至光滑。常見問題：學生裁剪的魚形不對稱，可建議用對折法繪制輪廓（沿中線對折鋼片，畫半條魚后剪下，展開即對稱）。實踐操作：一步步解鎖磁化方法（25分鐘）步驟2：關鍵！磁化鋼片（12分鐘）這是本節(jié)課的核心環(huán)節(jié)，需分三步細化操作：第一步：確定磁化方向：用磁針測出教室的大致南北方向（地磁北極方向），在實驗臺上用膠帶貼出“北”標記。強調(diào)：“磁化時，要讓魚形鋼片的頭部指向北，尾部指向南，因為地磁場的磁感線是從地磁北極（地理南極附近）指向地磁南極（地理北極附近），順著磁感線方向摩擦，磁化效果最好?！钡诙剑耗Σ链呕河脳l形磁鐵的一極（如N極）從魚形鋼片的尾部勻速劃向頭部（注意：只能單向摩擦，不能來回！），重復20-30次（次數(shù)太少磁性弱，太多可能飽和）。操作時提醒：“手要穩(wěn)，磁鐵與鋼片接觸面積盡量大，速度不要太快（約1秒/次）。”第三步：驗證磁化效果：用磁化后的鋼片輕觸回形針，若能吸起，說明已磁化；若吸不起，實踐操作：一步步解鎖磁化方法（25分鐘）步驟2：關鍵！磁化鋼片（12分鐘）需增加摩擦次數(shù)（最多50次）。學生易犯錯誤：來回摩擦磁鐵（會導致磁性相互抵消）、摩擦方向與地磁場方向相反（導致指南魚指向混亂）。教師需巡回指導，用磁針輔助學生確認方向。實踐操作：一步步解鎖磁化方法（25分鐘）步驟3：漂浮測試與調(diào)整（8分鐘）

用磁針測出實際南北方向，用量角器測量指南魚頭尾與南北方向的夾角。若偏差超過15，需重新磁化（可能是摩擦次數(shù)不足或方向錯誤）。設計意圖：通過量化記錄，培養(yǎng)實證意識；通過問題討論，深化對磁化方向與指向性關系的理解。將磁化后的指南魚輕輕放在水盆水面（可用牙簽輔助放置，避免手直接觸碰導致偏移），等待30秒讓其靜止。鼓勵學生記錄數(shù)據(jù)：“第一次測試偏差25，第二次調(diào)整摩擦方向后偏差5”，并討論“為什么調(diào)整后更準了？”01020304原理探究：為什么磁化后的鋼片能指南？（10分鐘）結合實驗現(xiàn)象，用“磁疇”理論通俗解釋（四年級學生可接受的簡化版）：“鋼片里有很多tiny（微小的）‘磁疇’，就像小磁鐵，原本它們雜亂無章，所以鋼片沒有磁性。當用磁鐵摩擦時，磁疇會順著磁場方向‘排隊’，鋼片就有了磁性。指南魚磁化時，磁疇順著地磁場方向排列，所以它的頭部相當于小磁鐵的N極，會指向地磁南極（地理北極）。”拓展提問：“如果用銅片做指南魚，能磁化嗎？為什么？”（引導回憶“只有鐵、鈷、鎳等材料能被磁化”的知識點）文化延伸：從指南魚到現(xiàn)代導航（7分鐘）展示司南、水浮指南針、現(xiàn)代GPS的圖片，講述：“宋代指南魚是人類最早的‘人造磁體’導航工具，比天然磁石打磨的司南更輕便、易攜帶。它的出現(xiàn)，離不開古人對‘磁化’現(xiàn)象的觀察——從偶然發(fā)現(xiàn)到主動利用，這就是科學進步的過程。今天我們用鋼片做指南魚，和古人的智慧是一脈相承的！”情感升華：“你們手中的指南魚，不僅是一個科學作品，更是連接古今的‘時光機’。古人用它探索未知，你們用它探索科學，這就是傳承?！?5總結與評價：讓科學種子生根發(fā)芽核心知識回顧01磁化是讓無磁性材料獲得磁性的過程，鋼片是適合磁化的材料；指南魚磁化的關鍵：沿地磁場方向（即南北方向）單向摩擦磁鐵，重復20-30次；指南魚指向原理：磁化后鋼片的磁疇有序排列，相當于小磁鐵，N極指向地理北極。0203學生表現(xiàn)評價操作維度：能規(guī)范使用工具裁剪魚形，磁化時方向準確、摩擦次數(shù)合理；01思維維度：能分析指向偏差的原因（如磁化不充分、外界磁場干擾），并提出改進方案；02情感維度：在小組合作中主動分享、耐心傾聽，對古代科技成就表現(xiàn)出興趣。03課后延伸任務用不同材料（如鐵片、鎳片）制作指南魚，比較磁化效果；查閱資料，了解“鄭和下西洋”時使用的導航工具，寫一篇200字小短文。結語：當科學遇見歷史記得第一次帶學生做這個實驗時，有個男孩舉著指南魚喊：“老師！它真的指向北邊了！和課本