指南针为什么能指方向
一、教材分析
《指南针为什么能指方向》一课为浙教版《科学》八年级下册第一章第一节。本节内容共分为两个课时，第一课时主要介绍磁体、磁性、磁极、磁化等概念以及磁极间的相互作用规律，第二课时主要介绍磁场以及磁场的表示方法、地磁场等内容。从这两课时的内容角度来看，第一课时主要介绍简单的磁现象，通过活动让学生感受和体验神奇的磁现象。第二课时则是介绍磁现象的本质，让学生经历对事物从现象到本质的一个认识过程。本节内容作为结构与功能主题下《电与磁》一章起始节，对后续学习起着关键性的作用，为教材后面的电生磁、磁生电等内容的学习提供磁现象知识的准备，是后续学习成功的前提性条件。
第一课时的内容主要包括磁体、磁 性、磁极、磁化等概念以及磁极间的相互作用规律。教材通过活动让学生体验感受磁现象，从活动的内容来看教材对磁现象的介绍有其内在的逻辑规律，通过第一个活动 “磁铁能吸引哪些物质”引出磁性、磁体的概念，然后探究“磁体上不同部位磁性是否都相同”归纳出磁体上两极磁性最强，进而“探究磁极间相互作用规律”，从安排上层层递进引导学生步步深入地去认识磁现象。关于磁现象的内容在小学科学三（下）第四章《磁铁》中已经出现，而且内容也已较为全面，除了没有提出磁性、磁体、磁化等概念外，其余均已出现。但是部分内容在呈现方式上有所区别，如对于磁极间相互作用原理这一实验，小学科学是采用双手分别握紧条形磁铁，然后将两端靠近，通过人自身的感受来判断磁极间的相互作用；而在初中科学中则采用的是条形磁铁靠近小磁针观察小磁针的运动情况，通过磁针的运动来判断磁极间相互作用规律。教材处理上的差异是教材编写者对中小学生的不同要求造成，这势必要求教学上要有所侧重。初中关于磁现象的教学要通过探究引导学生对磁现象的深入思考，帮助学生形成科学概念，并能形成磁现象比较稳固的知识结构。 二、学情分析
磁体是学生生活中常见的一类物体，深受学生喜欢。在小学科学三（下）第四章《磁铁》的学习中，学生已经初步了解了磁铁能吸引铁，但不能吸引塑料、木块等物体，还了解了磁铁有两极，而且两极的磁力最强，也通过实验了解了磁化的方法。但是，由于小学生对于物质和物体的关系并未明了，在小学科学的教材中并未给出磁性、磁体、磁化等概念。另外，八年级的学生在七年级的学习中已经了解了运动和力的关系，物质和物体的联系和区别，这为建立科学的磁性、磁体等概念提供了基础，也为学生理解磁极之间的相互作用规律提供了帮助。
从学生认知发展水平看，根据皮亚杰的认知发展理论，初中的学生正处于具体运算向形式运算过渡的年龄，这也为感性认识上升到理性认识成为了可能；同时处于这个阶段的学生也具备了一定的抽象思维能力，在教学中可以有目的的进行培养。
八年级的学生在经历了将近两年的科学学习后，已具备了一定的科学探究能力，能进行一些简单科学探究。但是他们还不具备实施完整的科学探究的能力。因此，在教学中可适当地降低探究的难度，循序渐进地引导学生进行部分要素的探究。 三、教学的基本理念和思路
《科学》课程是以全面提高每一个学生的科学素养为宗旨。它积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动，培养他们的好奇心和探究欲，发展他们对科学本质的理解，使他们学会探究解决问题的策略，并乐于与人合作，与环境和谐相处。在教学中要充分发挥学生的主体作用，注重让学生体验和感受学习的过程。同时注重科学史和科技前沿在教学中的渗透，让学生既能感受科学的伟大历史，也可以体会当代科学家的追求真理的勇气。本课教学试图在学生原有知识基础上，通过进一步探究，引导学生观察实验现象，深入分析思考，启发学生归纳基本概念和基本规律，并形成较为稳定的磁现象的知识结构。 四、教学目标
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（一）知识与技能
1.能举例说明磁体能吸引哪些物质
2.拿到一个磁体能判断并识别磁体的两极 3.能概述磁极间的相互作用规律
4.能利用磁极间的相互作用规律解释现象 5.能举例说明如何使物体获得磁性 （二）过程与方法
1.经历实验—观察—推理的过程，培养观察、实验和抽象与概括能力
2.通过对磁体的指向性、磁性的特点和磁性强弱、磁化的实验探究，培养实验设计和动手能力 （三）情感态度与价值观
1.通过对磁铁的研究激发学习科学的强烈兴趣，培养良好的实验态度与情感
2.乐于与他人交流和合作，学会倾听其他同学的想法 3.了解我国古代对磁现象的研究，增强民族自豪感 五、教学重点与难点
重点：磁性的概念、磁极以及磁极间的相互作用规律 难点：磁极间的相互作用规律、磁化 六、教学准备
学生实验：白色塑料袋内：铁块、铜块、铝块、塑料、木块、大头针两盒、两条条形磁铁、一块马蹄形磁铁、小磁针两枚 教师演示：课件
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主要环节 教师活动 “魔术”演示,引导观察 （准备：在外衣的内部缝一块磁铁，一枚没有别针的校徽） 引导观察：这里有一枚特别的校徽，请同学观察一下，它特别在哪里？ 问：这是一枚没有别针的校徽，用什么方法能把它“别”在衣服上吗？ 表演：往校徽吹口气，将校徽“别”在衣服上。 问：没有别针的校徽为什么能“别”在衣服上？ 在学生猜测的基础上，教师掀开衣服，取出内藏的磁体。 引入课题：指南针为什么能指方向 ——简单磁现象 学生活动 观察 观察发现没有别针 发散性思考和回答 学生猜想、讨论、回答 设计意图 通过“魔术”表演激发学生的学习兴趣，引起学生对磁现象的探究欲望，并引导学生观察、猜想等活动 感受神秘的磁 3
探究神秘的磁【探究1】磁铁能吸引哪些物质？ 问：磁铁是生活中常见的磁体，你对磁铁有哪些了解？ 过渡：大家对磁铁已经有了丰富的认识，下面布置一个“不可能的任务”： 在不倒掉水情况从一次性杯子中取出钉子。 铁钉 铜钉 问：从这一组实验的结果中，你能提出一些值得研究的问题吗？ 引导:你如何研究这个问题? 参与到学生实验中，让学生用磁铁分别接近①铜块；②铝块；③塑料； ④木头； ⑤铁块；⑥硬币等物体。 并要求学生填写实验结果： 能被磁铁吸引的物质是：___________ 不能被磁铁吸引的物质是：________ 要求学生归纳结论： 磁性：（能吸引铁质物体） 磁体：具有磁性的物体 学生回答 可能的答案：有两极、能吸引铁…… 学生实验：水中取钉 结果：能用磁铁取出铁钉，但不能取出铜钉。 学生发散性提出问题 引导学生提出:磁铁能吸引哪些物质？ 设计方案、探究、交流、汇报 用磁铁分别接近①铜块；②铝块；③塑料； ④木头； ⑤铁块；⑥硬币等物体。实验结果是： 能被磁铁吸引的物质是：___________ 不能被磁铁吸引的物质是：________ 归纳： 磁性：（能吸引铁质物体） 磁体：具有磁性的物体 观察实验室各类磁体 回忆、联想、思考、回答 提出问题：磁体是具有磁性的物体，磁体上的不同部位磁性强弱是否相同？ 利用课桌上的两盒大头通过设计该问题，了解学生的原有知识，以更好的展开后续教学 用差异性的实验创设问题情境，引导学生提出探究的问题。 该探究的设计中采用的是铜块、铝块、铁块材料而不用生活中的物品替代是为了突出不同“物质”，更能体现概念的本质，有助于概念的形成。 引导学生观察实验室各类磁体 问：生活中还有哪些具有磁性的物体呢？ 总结：磁体与生活关系非常密切，你对磁铁还有什么问题？ 【探究2】磁体上不同部位磁性强弱是怎样的？ 问：能否利用两盒大头针和条形磁铁来设计通过提问让学生找出生活中的磁体，体现科学源于生活，又回归生活的思想。 4
一个实验来验证自己的猜想呢？ 教师巡视、参与讨论 归纳：条形磁铁上两端磁性最强，中间较弱。 我们把磁体上磁性最强的部分叫做磁极。磁极分为南极和北极。 展示图片： 引导学生讨论： （1）磁体上色彩是人为涂上的，在没有指明的情况下，能不能通过颜色去判断磁极？ （2）能不能说涂红色这一段是北极，涂兰色这一段是南极？ 【探究3】小磁体在静止时是如何指向？ 演示：小磁针的指向性 归纳：小磁针静止时总南北指向 过渡：磁体有两极，分别是南极和北极，那么磁体两极之间的相互作用规律是怎样的？ 【探究】磁极间的相互作用规律 幻灯片出示实验指导： 注意事项： 1磁铁不能和磁针距离太近。 2.不要将磁铁靠近机械手表、手机或是磁卡等物品 3.及时记录你的实验现象。
针和条形磁铁，设计实 验，探究磁体上不同部通过开放性实验位的磁性是怎样的 探究，激活学生的实验操作 思维，培养学生观归纳：条形磁铁上两端察及时实验现象磁性最强，中间较弱。 的归纳分析能力。 讨论并明确： （1）磁体上标注的色彩 人为涂上，在没有指明学生通常会根据的情况下，不能通过颜颜色判断，“误认色去判断磁极。 为红色的北极”。 （2）磁极仅仅是磁体该图片的展示是上磁性最强的部分，不为了进一步向学能描述成涂红色是北生说明磁极是磁极，涂兰色的是南极。 性最强的部分，并 不是半段磁体。 猜想假设、讨论、设计 实验、操作实验、实验该探究注重的是检验、交流汇报 学生建立假设的记录： 能力，由于小磁针（1）当用条形磁铁的N的指向性实验很极靠近小磁针的S极容易受到周围磁时，小磁针 场的干扰，所以采（填“靠近”或“远离”）用演示实验。 磁铁，这是由于小磁针 受到了磁铁的 力（填“吸引”或“排 斥”），根据物体之间力 的作用是相互的，条形 磁铁也受到小磁针的 力（填“吸引”或“排 斥”），说明N极靠近S 极时 该探究是本节课（填“相互吸引”或相所有探究中思维互排斥“） 含量最高的一个。（2）当用条形磁铁的N其思维含量在于极靠近小磁针的N极对观察到现象的5
时，小磁针 分析。因为研究磁（填“靠近”或“远离”）极间的作用规律，磁铁，这是由于小磁针而是通过磁针的受到了磁铁的 运动去反映，所以力（填“吸引”或“排该探究的设计力斥”），根据物体之间力图引导学生对现的作用是相互的，条形象进行思考和分磁铁也受到小磁针的 析。但是毕竟学生力（填“吸引”或“排的分析能力不强，斥”）说明N极靠近N所以采用填空的极时 方式让学生进行（填“相互吸引”或相自我解释。 互排斥“） （3）当用条形磁铁的S 极靠近小磁针的S极 时，小磁针 （填“靠近”或“远离”） 磁铁，这是由于小磁针 受到了磁铁的 力（填“吸引”或“排 斥”），根据物体之间力 的作用是相互的，条形 磁铁也受到小磁针的 力（填“吸引”或“排 斥”）说明S极靠近S 极时 表格的设计有助（填“相互吸引”或相于发现规律，得出互排斥“） 结论。 （4）当用条形磁铁的S 极靠近小磁针的N极 时，小磁针 （填“靠近”或“远离”）在此处设计这一磁铁，这是由于小磁针环节目的为了进受到了磁铁的 一步突破难点，巩力（填“吸引”或“排固重点。另外由于斥”），根据物体之间力不可能提供很多的作用是相互的，条形的断磁体给学生磁铁也受到小磁针的 实验，学生只能在力（填“吸引”或“排头脑进行实验的斥”）说明S极靠近N设计，培训学生的极时 抽象思维能力。 （填“相互吸引”或相磁单极子的研究互排斥“） 是当代科技前沿 素材，这类素材的靠近的两磁极实验现象NNSSSNSN6 问：从该实验的现象，你能总结出什么结论？ 归纳：同名磁极相互排斥， 异名磁极相互吸引。 【引申】 有一天老师不小心把一根条形磁铁给摔断了，这段条形磁铁被摔成两段后是否还有两极？ 你能不能设计一个实验去检验下你的猜想呢？ 介绍：磁单极子的研究 （表格现象选填“互相吸引”或“互相排斥”） 归纳： 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 学生讨论 方法一：利用已知磁极的磁体去检验。 方法二：利用断开的两段磁体进行互相检验 学生上讲台演示，检验假设 【制作小磁体】 学生学习课本 小组合作完成磁体的制作 学生讨论回答 观看视频 应用更丰富了课的内容，有利于促进学生对科学本质的认识。也使课堂教学更充满现代化气息。 创造神秘的磁【制作小磁体】 讲述：现在我们已经知道了磁体的一些基本性质，大家有没有办法利用铁钉或钢钉去制作一个磁体呢？ 幻灯片出示任务： 利用铁钉或钢钉制作小磁体 需要进一步思考与实验的问题： （1）如何使钢钉或铁钉得到磁性？ （2）如何检验钢钉或铁钉已经得到磁性？ （3）制作小磁体的材料到底使用铁钉还是钢钉，或者是两者都可以？ 归纳：磁化、磁化 问：磁化现象在生活中有什么应用？ 播放视频《磁化现象的应用》 该环节的设计主要意图有两个：一制作小磁体的活动培养学生的技术设计能力，当然学生的技术设计能力比较差，所以通过任务单的形式引导学生进行技术设计。二、磁化的概念是本课的难点，但并不是重点，因为该概念对后续学习影响不大，也不是考试的内容。所以考虑把该概念放到活动中让学生大致地去感受和体会一下。 7
【磁现象的历史】材料阅读 我国是用文字记载磁现象最早的国家之一。公元前 4世纪战国时期成书的《管子》中有“上有慈石者下有铜金”的描述。这是有关磁石和磁性矿的最早记载。公元前3世纪的《吕氏春秋》中所写的“慈石召铁，或引之也”。磁现象的应用，在我国古代后魏的《水经注》等书中，就提到秦始皇为了防备刺客行刺，曾用磁石建造阿房宫的北阀门，以阻止身带刀剑的刺客入内。医书上还谈到用磁 石吸铁的作用，来治疗吞针。磁现象早期应用方面，最光辉的成是战国时期发现了磁体的指南性。最早指南的磁石是一种勺状的，叫司南，它的灵敏度虽很低，但却给人以启示：有一种地磁存在，磁石可以指向。到北宋时期，制成新的指向仪器——指南鱼。在曾公亮的《武经总要》中详细记载了指南鱼的制造过程。这里有个重大突破，就是采用了磁化的方法，使鱼形铁磁化后，成一个指向仪器。 学生阅读材料并回答下列问题： （1）“慈石召铁，或引之也”，说明慈石具有 ，是一个磁体。 （2）司南可以指南的原因 了解磁的历史
材料阅读的目的是为了让学生了解我国古代对磁现象的研究和认识。唤起学生内心深处的民族自豪感。 司南 指南鱼 结束语：我们的古人在很早前就发现了磁现象，并开始利用磁去指导和改善我们的生活，古人已经为人类探索磁现象开辟了一条康庄大道，我们同学也应该在这条康庄上继续探索。 8
一些物体磁化具有磁体具有磁性最强南磁极指指 学生阅读框架图，并填空 北课堂小结能吸引吸引排斥吸引 小结的目的就是对所学的知识进行组织化，通过对残缺概念图的补充，学生实现知识的整理。同时也是让学生学习整理知识的过程。 作业布置六、教学过程 七、板书设计
板书 设计意图 作业：（选择其中二项完成） （一）利用磁铁、钢针等常见物品制作一个指南针，并用来辨别方向。 （二）磁体能吸引硬币吗？ 步骤：1、收集各类硬币，一角、五角、一元； 2、检验这些硬币能否被磁体所吸引 3、上网查询硬币的材料 （三）收集我国在“磁悬浮列车”领域的新成果的相关信息，了解磁悬浮列车的原理。 指南针为什么能指方向一、磁体和磁极1、磁性：（能吸引铁质物体）2、磁体：具有磁性的物体3、磁极（磁性最强）南极（S）同名磁极相互排斥北极（N）异名磁极相互吸引 4、磁化：没有磁性有磁性
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