小学科学教科版 (2017)二年级下册5.做一个指南针教学设计

5.做一个指南针

【教材简析】

本课内容分为两部分，第一部分是介绍指南针的历史，了解指南针是我国古代的伟大发明，体会我国古代在指南针的研究与应用上所做的贡献。第二部分是制作指南针活动。本单元教材内容中，通过前四课的学习，学生已经知道磁铁有磁性，能吸引铁、镍等材料，知道磁铁具有指示南北方向的性质，并且认识和使用了指南针。本课在此基础上，继续探索磁铁能指示南北方向的应用，定位在指南针的制作层面，引导学生初步体验包括设计、实施、改进在内的简单的技术与工程实践过程，并在制作过程中认识磁化现象。本课将物质科学领域和技术与工程领域的相关学习要求有机融合，促进学生对概念的深入理解，发展学生的实践能力、思维能力和创新能力。教材之所以选择制作水浮式指南针，是因为它的制作相对容易一些，同时水浮式指南针也是指南针在应用过程中的重要改进。

【学情分析】

二年级的学生的求知欲是非常强烈的，有很多学生对前面所认识的磁铁能够指示方向的性质产生联想，所以制作一个指南针能较好满足学生对指南针进一步研究的需求。但是，低年级的学生专注力不能持久，在科学知识、动手能力、创新思维能力等方面比较弱，需要老师搭建一定的学习支架，帮助学生聚焦任务，降低学习难度。此外，低年级学生识字少，书写速度慢，需要老师积极鼓励他们用画简图、口述的方式表达自己的设计，尽量减少一些无谓的动手时间，让学生有更多的时间思考。

【教学目标】

[科学观念]通过制作指南针，认识到指南针中的指针是一个小磁针，可以指示南北方向。

[科学思维]通过综合分析指南针结构的各要素，能合理选择适当的制作材料和工具。

[探究实践]在自制磁针的实践过程中，能用口述、画图等方式表达自己的设计和想法；能用水浮法完成简易指南针的制作任务，并进行合理改进。

[态度责任]在设计和制作指南针的活动中，愿意和同学合作，能与同学分享观点，表达自己的改进意图和方法；能感受到指南针给人们生活带来的便利。

【教学重难点】

[重点]能综合分析指南针结构的各要素，根据自己的想法，设计一个指南针。

[难点]能分析制作、测试和调整过程中出现的问题，提出改进方法。

【教学准备】

[教师]1.教学课件；2.盒式指南针、条形磁铁、钢针、大头针

[学生]1.每组提供钢针、吹塑纸、带水的塑料碗、条形磁铁、大头针、剪刀；2.指南针设计单

【教学过程】

一、情境导入，引入主题（预设3分钟）

材料准备：课件，盒式指南针

1.提问：古时，人们在海上航行时，会通过观察太阳、月亮等自然现象来辨别方向，可一旦遇到阴雨天气，这种办法就失效了，船员们在茫茫大海中又该依靠什么来指示方向呢？

2.出示指南针发展图片。

提问：古人很早就开始探索指示方向的仪器，指南针是我国古代四大发明之一呢。老师手里有一个指南针，它最初的形态可不是这样，指南针经历了怎样的发展历史呢？

3.揭示课题：你们想自己来制作一个指南针吗？

[设计意图]通过古代海船使用指南针辨别方向的真实情境，引导学生了解指南针给人们带来的便利，同时初步经历指南针的发展历史，激发学生进一步探究指南针的兴趣，聚焦本课任务，为接下来投入设计制作指南针活动做铺垫。

二、明确问题，设计制作（预设25分钟）

材料准备：课件、钢针、吹塑纸、带水的塑料碗、条形磁铁、大头针、剪刀、指南针设计评价单

1.出示任务：制作一个简易指南针。达成标准：①能指示南北方向；②具有稳定的结构；③使用方便。

（1）提问：你认为指南针能指示南北方向，最主要依靠哪个部分？

（2）教师将指南针中的磁针拿在手上，追问：现在，它还能指示南北方向吗？

（3）明确标准①要点：磁性指针；自由转动。

2.提供材料，设计指南针。

（1）出示实验材料，激疑：怎样利用这些材料来制作一个指南针呢？

（2）讲述：在制作之前，我们需要完成小组设计单。请同学们根据设计单提示开展讨论、设计。

3.学生设计指南针，教师巡视指导。巡视时提示学生对照评价表检查设计。

4.交流设计，指导制作。

（1）讲述：请同学来介绍一下你们组的设计，并说明你这样设计的理由。

（预设1:吹塑纸能浮在水面上，而且防水，所以将钢针和吹塑纸组装起来，放入装水的盒子中，钢针会浮在水面上，能自由转动。等钢针停止转动，就能指示南北方向。）

（预设2:要先将钢针变成磁针，然后将磁针和吹塑纸组装起来，放在装水的盒子中，钢针会浮在水面上，能自由转动。等钢针停止转动，就能指示南北方向。）

（2）引导：你们都想到让指针自由转动的方法，但第X组认为要先将钢针变成磁针，再组装磁针，第X组打算直接组装钢针，钢针有没有磁性？

（3）追问：怎样让它具有磁性呢？教师演示磁化：按住钢针一端，用条形磁铁的磁极在小钢针上，沿着一个方向进行多次摩擦。

（4）提问：怎样检测摩擦后的钢针是否具备磁性呢？

（预设1:用钢针与磁铁吸引。教师演示，追问：钢针能和磁铁吸引，是不是也能吸引其他铁制物品？）

（预设2:用钢针去吸引铁制的物品）

（5）教师演示：用钢针去吸引大头针，明确检测钢针磁化效果的方法。

（6）提问：怎样判断磁针针尖和针尾的磁极呢？

利用已有的指南针帮助判断磁极，标出针尖和针尾所指的方向。

5.根据设计图，分组制作指南针。

学生分小组进行制作，并完成评价表。教师巡视指导，帮助解决制作过程中制约学生操作的技术问题，并提示[学生]制作过程中，可以一边制作，一边修改设计；使用钢针时要小心，防止钢针扎手。

[设计意图]设计是工程项目中的关键环节，通过研讨标准，结合提供的具体材料进行设计，发展学生思维的深刻性、灵活性、独创性等品质。在制作指南针的过程中，磁针的磁化等需要较强的动手能力，通过直接演示的方法辅导磁化技术，为学生的设计和制作奠定基础，留出更多思维空间。

三、展示评价，交流改进（预设10分钟）

材料准备：课件、设计评价单

组织交流活动，学生展示自制的指南针，介绍制作方法，特别说明在制作过程中遇到的问题以及解决方法。其他同学可以对展示组评价和提问，思考展示作品还可以怎样改进，并提出建议。

汇报参考格式：我们的指南针是     制成的。我们组在制作时遇到的困难是     ，我们是     解决的。如果有     （其他材料），我们的指南针还可以这样改变：                             。

对其他小组进行评价的参考格式：感谢你们的展示！我们组认为你们组      方面非常好，          方面可以改进，请继续加油！

（预设:学生组间进行展示与评价。提出水容易洒出，磁针不能转动，吹塑纸浸水后不易书写、标记的方向少等问题，并提出改进方法。）

[设计意图]通过组间展示与评价，促进生生互动，思维碰撞，让美味学生参与课堂，通过相互启发和借鉴，培养学生的科学思维品质。提供交流表达句式，引导学生合理、逻辑清晰的表达自己的观点和想法，提高课堂展示效率。

四、课堂小结，拓展延伸（预设2分钟）

1.提问：在设计制作指南针的过程中，你们有什么收获？

2.小结：我们还可以继续优化，完善我们的指南针。课后，请同学们继续改进指南针，达成标准。想一想，如果有更多材料，你们还有其他方法让磁针自由转动吗？感兴趣的同学可以尝试再设计制作一个不同类型的指南针。

3.延伸：随着科学技术的发展，指示方向的工具仍在改进，人们利用更先进的卫星网络来辨别方向和寻找目的地。课后，同学们可以去搜索了解卫星导航系统。

[设计意图]鼓励学生总结本课得失，拓展延伸到依据评价标准继续改进指南针，初步体验包括设计、实施、改进在内的简单的工程项目过程。同时，放眼于现代指示方向的工具技术，进一步体会科学技术能给人类生活带来便利。

【疑难解答】

1.磁化钢针时，磁铁的磁极需要摩擦钢针几次？

根据磁感应强度传感器测量发现，摩擦次数太多（20～30次），磁感应强度增大并不明显。因此，教师在演示磁化方法时，不需要量化摩擦次数，只需要3-5次就够了，用摩擦后的钢针去吸引大头针等铁制品来检测即可，同时可指向后续测试中磁针磁性不强的问题解决。

【教学后记】