手与脑并济做与思共生

张会　顾长明

关键词：教学设计；手脑并用；做与思共生

中图分类号：G623.6 文献标识码：B 文章编号：1009-010X（2016）35-0073-03

一、教学分析

《电磁铁》是《电和磁》单元的最后一课，属于能量的一种表现形式的内容，围绕“提出问题一猜想假设一实验验证一表达与交流一拓展应用”开展教学活动，体现了科学课倡导亲身经历科学探究活动的特点，而为了避免“动手有余而思维不足”则强调科学学习需要“手脑并济，做思共生”教学理念。本课学生从现象观察中提出问题，通过小组讨论对问题进行假设，借助变量控制实验搜集证据，验证假设的正确性，通过表达与交流得出结论，将其应用到生活的具体问题中去。本课学生通过做中学，学中思，做思共生的科学活动用电的形式来观察和研究磁现象，认识到电和磁可以相互转换，从而有效提升了科学学习的效率，有助于学生养成良好的学习习惯。

二、教学目标

能动手做个电磁铁，发现电磁铁与永久磁铁的异同；能够通过变量控制的对比实验，体验“问题一假设一实验一结论”的科学探究过程，认识电磁铁磁力大小与电池的数量、线圈的匝数之间的因果关系；能够通过“动手——动脑”的过程让学生设计实验来研究电磁铁的磁极变化规律；在全面认识电磁铁的基础上知道电磁铁在生产生活中的应用。

三、教学过程

（一）创设情境，导入新课

1.谈话：请学生帮老师解决“怎样不用接触水就能帮忙取出水杯底部的大头针”的难题。

2.学生想方法，进行汇报。（学生联系前面所学很容易说出用磁铁吸）

3.谈话：同学们很聪明，可是今天老师不走寻常路，带来一位新朋友，看看它是怎么做的。

教师演示：拿出电磁铁吸出水杯底部的大头针。（教师在演示过程中故意失误断电让大头针掉落一次，然后再演示一次）在演示实验之前，强调学生仔细观察现象，想想是怎么回事。

4.学生汇报观察到的现象讲述可能的原因。（学生能说出它能吸引大头针，具有一定的磁性；但是磁性不稳定，会消失。观察仔细的同学可能会说出可能是电流引起的，接入电路后，大头针被铁钉吸引了起来；断开后，大头针又掉了下来。）

5.讲述：这位新朋友表现得似乎和永久磁铁很相似，通电时具有磁性，断开电流时，磁性消失，它的名字叫做电磁铁。今天我们就一起来研究电磁铁的性质，认识它和永久磁铁有哪些相同点和不同点。（板书课题：电磁铁）

【评析】通过挑战创设情境，让学生在观察中发散思维，提出问题，并尝试利用前概念引发认知冲突，让学生在动手尝试之前，先动脑，思考可能的原因，而教师刻意的失误，利用断开电源，磁性消失吸引学生的注意力，从而使学生对电磁铁的性质产生好奇，让学生聚焦“电磁铁与永久磁铁异同点”。学生的认知差异会引发认知冲突，激发学生的好奇心，为后面的学习做铺垫。

（二）尝试制作电磁铁

1.启发：要研究电磁铁，我们得有研究的对象，那怎么制作一个电磁铁呢？请同学们自学书本42页的内容，想一想电磁铁是由哪些部分组成的，应该怎么制作，在制作时需要注意什么问题。

2.学生自学后汇报交流。

3.教师小结：电磁铁由铁芯和线圈组成，在铁钉上绕线圈时，一般在鐵钉的头部打个结固定，然后按照一个方向整齐地绕制线圈，结束时也打个结，防止线圈滑落，为了测试方便，一般每边要留下至少5公分左右的导线作为引出线。请你记录下电磁铁绕的圈数，通电后观察它能吸引起多少枚大头针，断电后又会发生什么现象。强调电磁铁因为是一个短路电路，因此不能长时间通电，测试过程要小心不要被烫伤。

4.学生制作电磁铁，测试其能吸引的大头针数。（教师巡视指导）

5.分组汇报自制电磁铁的具体情况。

评析：通过自学让学生对认知进行整合，通过表达和交流比较、分析、归纳出制作电磁铁要点；而通过有结构的材料——不同长度的导线，再次引发学生的认知冲突：制作的电磁铁能够吸引大头针，但数量有差异。让学生通过猜想和假设可能的原因，引发学生的疑问——电磁铁的磁力大小跟哪些因素有关，为本课的重点活动铺垫，也体现了科学课“动手——动脑”、做思融合的教学理念。

（三）实验研究电磁铁

1.研究电磁铁磁力大小与线圈匝数之间的关系

（1）启发：为什么每个组吸引大头针的数量不一样，可能是什么原因造成的，电磁铁磁力的大小可能与什么因素有关。

（2）学生交流可能的原因。（教师相机板书：线圈的匝数）

（3）启发：我们在自制电磁铁的环节中发现，绕制线圈的数量不同，电磁铁的磁力大小也不同。你发现电磁铁的磁力大小与线圈的匝数之间有什么样的关系，如何设计实验，实验过程中需要注意什么问题。

（4）学生尝试设计，交流需要注意的原因。（有了自制电磁铁的测试铺垫，学生一般能设计出此实验要注意从线圈匝数多和少进行对比，为了保证实验公平，除了研究的线圈匝数以外，其他因素要保持不变；为了避免实验误差，一般每组测试三次，求平均值。）

（5）教师演示“电磁铁磁力大小与线圈匝数之间关系”的实验，全班一起填写“电磁铁磁力大小与线圈匝数之间关系”实验报告。

猜测：电磁铁磁力大小与线圈匝数有关，线圈匝数越多，磁力越大；线圈匝数越少，磁力越小。

实验中要改变的条件是______，不改变的是______、______。

结论：电磁铁磁力大小与线圈匝数________________。

（6）小结：电磁铁磁力大小与线圈匝数有关，线圈匝数越多，电磁铁磁力越大；线圈匝数越少，电磁铁磁力越小。

评析：学生猜测电磁铁磁力大小与线圈匝数可能有关的情况下，通过实验演示，验证操作，让学生将猜想假设与实验现象进行融会贯通，在动脑和动手中完成电磁铁磁力大小与线圈匝数的关系认识，为后面学生自主研究其他因素对电磁铁磁力大小的影响，做好方法的建构。

2.研究电磁铁磁力大小与电池数量、铁钉粗细之间的关系

（1）提问：电磁铁磁力大小还可能与什么因素有关？

（2）学生回答。（电池的数量、有无铁钉、铁钉的粗细、导线的粗细等）

（3）提问：如何设计“电磁铁磁力大小与相关变量之间关系”的实验？

（4）学生汇报交流。（电池数量：改变电池数量1节电池和2节电池对比。铁钉粗细：用粗铁钉和细铁钉对比。有无铁钉：可以抽掉铁钉与有铁钉对比。导线粗细：用细导线和粗导线对比）

（四）拓展应用电磁铁

1.谈话：请看大屏幕，你认识它吗？（出示磁悬浮列车）你知道这是怎么回事吗？（学生讲述有关磁悬浮列车方面的内容，教师可以补充）

2.谈话：我们学习认识了电磁铁，你在生活中哪些地方见到过电磁铁（学生交流汇报）

3.视频播放生活中电磁铁的应用。

4.提問：谁来说说，这节课你学习了什么内容，有哪些新的收获？

5.总结：同学们，这节课我们共同经历了这样一个过程：问题——猜测——实验——结论——应用。这节课研究的主要问题是“电磁铁磁力大小与什么因素有关”，然后进行了猜测，设计实验逐一验证，在实验中只改变一个条件，控制其他条件，进行因果分析，得出了结论，还了解了电磁铁在生活中的应用。有关电磁铁的认识就告一段落，将小组的实验器材准备好，养成良好的实验习惯。

评析：课的结尾通过对电磁铁的生活化应用，达到学以致用的目的，也体现了科学来源于生活，应用于生活的特点。

四、教学评析

（一）突出“做”——科学学习的主要方式

科学鼓励学生动手亲历科学活动过程，其实“做”即“动手”的过程。本课围绕“问题一假设一实验一结论”让学生在动手动脑间通过手脑兼容，从观察人手，引发认知冲突，猜想假设可能的原因，设计实验验证，得出结论，从而体验科学探究的整个过程，突出了学生的“做”的过程。

（二）强调“思”——科学学习的有序保障

本课强调通过控制变量的实验带领学生认识电磁铁，教学中“做”的过程突出，但是又处处渗透着“思”的过程。笛卡尔曾说过“我思故我在”，“思”即“动脑”的过程。“做”之前要“思”，因为“思”帮助学生理顺如何“做”，让学生动手更有序，“做”与“思”不可分离，需要有效融合。

（三）达成“融”——科学学习的高效途径

科学的本质其实就是“动手——动脑”的过程，让“做”与“思”同行，提高科学学习的有效性。本课教师有意识地通过问题、观察引发学生的认知冲突，让学生动脑思考可能的原因，然后讨论解决的办法，在动手验证之前先动脑，让“思”帮助学生，指导学生如何动手去“做”。动手与动脑的有机结合，“做”与“思”的融合，真正使课堂更有序、更高效。

纵观本课问题是基于观察通过思考提出的，猜想是根据认知通过思考形成的，实验是源于计划结合思考操作的，结论是通过现象结合思考归纳的，总之科学探究这个动“手”的过程中的所有环节都离不开动“脑”的指导，“动手”和“动脑”是天然的合作者，做思合一才能升华我们的科学学习。

【责任编辑 朱桂兴】