一、教學背景：為何要探究電磁鐵的南北極？演講人CONTENTS教學背景：為何要探究電磁鐵的南北極？實驗準備：從材料到思維的雙重鋪墊實驗過程：從現(xiàn)象觀察到規(guī)律總結(jié)的探究之旅拓展應用：從實驗室到生活的遷移總結(jié)與升華：科學探究的核心是“追問與實證”目錄2025小學六年級科學上冊電磁鐵南北極判斷實驗課件作為一線科學教師，我始終相信：最好的科學課，是讓孩子在動手操作中觸摸知識的溫度，在思維碰撞中感受科學的邏輯之美。今天要和大家分享的“電磁鐵南北極判斷實驗”，正是小學科學“電與磁”單元的核心內(nèi)容。這節(jié)課不僅能幫助學生理解電磁鐵的基本性質(zhì)，更能通過完整的科學探究過程，培養(yǎng)他們的實證意識與創(chuàng)新思維。接下來，我將從教學背景、實驗設計、操作指導、拓展應用四個維度展開說明。01教學背景：為何要探究電磁鐵的南北極？1教材定位與核心價值電磁鐵是“電生磁”現(xiàn)象的典型應用，在教科版六年級上冊《能量》單元中，它承接“電流的磁效應”（如通電導線使小磁針偏轉(zhuǎn)）的知識，又為后續(xù)“電磁鐵的磁力大小”探究奠定基礎。而判斷電磁鐵的南北極，是理解電磁鐵與永久磁鐵共性與差異的關鍵——永久磁鐵的磁極固定，電磁鐵的磁極卻可控，這一特性正是其廣泛應用于電磁起重機、繼電器等設備的核心原理。2學生認知基礎與學習難點六年級學生已通過“簡單電路”“磁鐵的性質(zhì)”等內(nèi)容，掌握了電流的基本概念與磁鐵磁極的相互作用規(guī)律（同名相斥、異名相吸）。但面對“電磁鐵是否有磁極？如何判斷？哪些因素會影響磁極方向？”等問題，他們的前概念存在兩個典型誤區(qū)：誤區(qū)一：認為電磁鐵的磁極與鐵釘?shù)牟馁|(zhì)（如是否為磁鐵礦）有關；誤區(qū)二：認為只要線圈纏繞方向相同，無論電流方向如何，磁極都不會改變。這些誤區(qū)恰恰是實驗探究的切入點——通過實證操作，幫助學生打破“直觀經(jīng)驗”的局限，建立“變量控制”的科學思維。02實驗準備：從材料到思維的雙重鋪墊1實驗器材清單（以4人小組為單位）核心材料：1.5V干電池2節(jié)（或?qū)W生電源）、帶絕緣皮的細導線（約1米）、長5cm的鐵釘（未磁化）、指南針（高精度學生用）；輔助材料：透明膠帶（固定線圈）、標簽紙（記錄繞向）、實驗記錄單（如表1）；安全工具：電路檢測器（可選，用于檢查短路）、隔熱手套（防止長時間通電導線發(fā)熱）。特別說明：選擇鐵釘而非鋼釘，是因為鐵釘更容易被磁化且退磁快，避免殘留磁性干擾實驗；導線需去除兩端2cm絕緣皮，確保良好導電，但需提醒學生用砂紙打磨時注意安全。2安全預提示小學實驗中，電磁鐵的安全風險主要來自短路導致的電池過熱或?qū)Ь€燙手。因此，需在實驗前強調(diào)：導線纏繞時避免交叉重疊（防止局部電阻過大發(fā)熱）；電路閉合時間每次不超過10秒（避免電池過度耗電）；用指南針檢測時，需遠離其他金屬物品（如鑰匙、文具盒），避免磁場干擾。3思維預熱：問題鏈引導為激活學生的探究興趣，實驗前可通過“問題串”引發(fā)認知沖突：1“我們已經(jīng)知道通電導線能讓小磁針偏轉(zhuǎn)，那如果把導線繞成線圈并套在鐵釘上，形成的電磁鐵會有磁極嗎？”（引發(fā)猜想）2“如果有磁極，怎么判斷哪端是N極、哪端是S極？”（聯(lián)系已有知識：用指南針的N極靠近，相吸則為S極，相斥則為N極）3“電磁鐵的磁極會像永久磁鐵一樣固定嗎？可能與哪些因素有關？”（引導提出變量假設：電流方向、線圈繞向）403實驗過程：從現(xiàn)象觀察到規(guī)律總結(jié)的探究之旅1活動一：制作基礎電磁鐵——感知磁極的存在操作步驟：繞制線圈：將導線緊密纏繞在鐵釘上，約20-30圈（兩端各留出10cm導線），用膠帶固定線圈起始端（避免松散）；連接電路：將導線兩端分別連接電池正負極（注意：首次實驗統(tǒng)一為“電池正極→線圈左端→電池負極”的連接方式）；檢測磁極：接通電路后，用指南針的N極緩慢靠近鐵釘?shù)囊欢恕糁改厢楴極被吸引，則該端為電磁鐵的S極；若被排斥，則為N極（如圖1）；斷開電路，觀察指南針是否復位（確認是電磁力而非鐵釘本身磁性）。學生常見問題與指導：1活動一：制作基礎電磁鐵——感知磁極的存在3241問題1：線圈纏繞松散——導致磁場弱，指南針無明顯反應。需提醒“像纏毛線球一樣緊密纏繞，圈與圈之間盡量不留空隙”；實驗結(jié)論（初步）：通電時，電磁鐵有南北極；斷電時，磁性消失，磁極也隨之消失。問題2：誤將鐵釘靠近指南針的S極——需強調(diào)“必須用已知磁極的一端（如指南針紅色端為N極）作為檢測標準”；問題3：未斷開電路時移動電磁鐵——可能因?qū)Ь€晃動導致接觸不良，需提示“檢測時保持電磁鐵靜止，斷開電路后再調(diào)整位置”。2活動二：探究磁極的影響因素——變量控制實驗2.1提出假設假設A：電磁鐵的磁極與電流方向有關（即電池正負極接法相反，磁極反轉(zhuǎn)）；假設C：磁極與鐵釘?shù)拇旨毣蜷L度有關（需引導學生結(jié)合已有知識排除：鐵釘僅作為導磁材料，不決定磁極方向）。通過小組討論，學生可能提出以下假設：假設B：電磁鐵的磁極與線圈繞向有關（即順時針纏繞與逆時針纏繞，磁極反轉(zhuǎn)）；2活動二：探究磁極的影響因素——變量控制實驗2.2設計實驗方案為驗證假設A和B，需設計對比實驗，控制變量如下：|實驗組別|改變的變量|保持不變的變量|預期現(xiàn)象（磁極是否反轉(zhuǎn)）||----------|--------------------|---------------------------------|--------------------------||對照實驗|初始狀態(tài)（電流從左到右，順時針繞線）|線圈匝數(shù)、電池節(jié)數(shù)、鐵釘規(guī)格|——||實驗1|電流方向（電池反接）|線圈繞向、其他變量|若磁極反轉(zhuǎn)，假設A成立|2活動二：探究磁極的影響因素——變量控制實驗2.2設計實驗方案|實驗2|線圈繞向（改為逆時針）|電流方向、其他變量|若磁極反轉(zhuǎn)，假設B成立|實驗1：改變電流方向操作：保持線圈繞向（順時針）不變，將導線兩端從電池正負極反接（即“電池負極→線圈左端→電池正極”）；檢測：接通電路，用指南針檢測鐵釘兩端磁極，記錄與對照實驗的差異（如原左端為N極，現(xiàn)左端變?yōu)镾極）。實驗2：改變線圈繞向操作：保持電流方向（電池正極→線圈左端→負極）不變，將線圈改為逆時針纏繞（需重新繞制線圈，確保匝數(shù)與對照實驗一致）；檢測：重復磁極檢測步驟，記錄磁極變化。實驗記錄示例（表1）：實驗1：改變電流方向|實驗條件|鐵釘左端磁極|鐵釘右端磁極|磁極是否反轉(zhuǎn)（與對照實驗比）||--------------------|--------------|--------------|------------------------------||對照實驗（順繞+左正右負）|N|S|否||實驗1（順繞+左負右正）|S|N|是||實驗2（逆繞+左正右負）|S|N|是|3活動三：總結(jié)規(guī)律——右手螺旋定則的具象化理解通過實驗數(shù)據(jù)，學生可歸納出：電磁鐵的南北極與電流方向和線圈繞向有關；當電流方向或線圈繞向其中一個因素改變時，磁極反轉(zhuǎn)；若兩個因素同時改變，磁極不變（可補充拓展實驗驗證）。此時，教師可引入“右手螺旋定則”（安培定則）的簡化版表述，幫助學生建立直觀記憶：“用右手握住電磁鐵，讓四指指向線圈中電流的方向（即從電池正極到負極的導線走向），那么大拇指所指的一端就是電磁鐵的N極?！睘閹椭鷮W生理解“電流方向”與“四指指向”的對應關系，可配合動畫演示：將導線纏繞視為“電流在線圈中流動的路徑”，四指彎曲的方向即為電流的方向（如圖2）。這一環(huán)節(jié)需注意：不必強求學生記憶“安培定則”的專業(yè)術(shù)語，重點是通過手勢操作強化“電流方向→磁極方向”的因果關系。04拓展應用：從實驗室到生活的遷移1生活中的電磁鐵磁極控制電磁鐵的可調(diào)控磁極特性，使其在生活中得到廣泛應用。例如：01磁懸浮列車：利用電磁鐵磁極的相互排斥（同名磁極）實現(xiàn)懸浮，減少摩擦阻力。04電磁起重機：通過改變電流方向，可切換磁極，實現(xiàn)對鐵磁性物體的吸引與釋放；02繼電器：在自動控制電路中，電磁鐵的磁極變化可推動銜鐵，從而接通或斷開其他電路；032跨學科小挑戰(zhàn)：設計“智能門吸”為深化理解，可布置開放性任務：“設計一個電磁門吸，當按下開關時門被吸?。姶盆FN極與門吸S極相吸），再次按下開關時門被釋放。需要考慮哪些因素？”學生需綜合運用“電流方向控制磁極”“電路通斷控制磁性有無”等知識，真正實現(xiàn)“學用結(jié)合”。05總結(jié)與升華：科學探究的核心是“追問與實證”總結(jié)與升華：科學探究的核心是“追問與實證”本節(jié)課的核心，不僅是讓學生記住“電磁鐵的南北極與電流方向、線圈繞向有關”的結(jié)論，更要讓他們經(jīng)歷“觀察現(xiàn)象→提出假設→設計實驗→驗證結(jié)論→聯(lián)系應用”的完整科學探究過程。當學生通過自己的雙手轉(zhuǎn)動電池方向、改變線圈繞向，并親眼看到指南針的指針隨之反轉(zhuǎn)時，他們收獲的不僅是知識，更是“用實證說話”的科學態(tài)度，是“從現(xiàn)象到本質(zhì)”的思維提升。