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1、教科版六年级科学上册实验说课稿电磁铁的磁力二一、使用教材教科版六年级科学上册第三单元的第四课。二、实验器材自制教具:电磁铁磁力大小实验盒。这一实验盒中主要使用到的实验材料有线圈、铁芯、导线、电流表、12V直流电源、ESP32微控制器、继电器、电池盒、电池、红外遥控及接收器、线性霍尔效应传感器、固定木板和滑动变阻器等。三、实验创新要求及改进要点在之前的实验教学实践中,我发现以下一些问题:1.在检验各种因素的假设时,学生的大部分精力都放在缠绕线圈上,减弱了对现象观察和证据的收集,一节课上只能完成一至两个影响因素的验证,不利于教学目标的达成,课堂效率低下;2.教材中采用电池作为电源,电池使用一小会儿
2、后,电流就会变小,导致电流不恒定,实验结果其实是不准确的;3.教材中以吸引大头针数量的形式比较电磁铁磁力的大小,但在相同条件下,每次吸引大头针数量都不确定,这意味着实验中得出的数据只是大概,不够严谨,同时学生数大头针数时还容易数错。4.实验中,使用的电磁铁发热很快,部分学生反映自己手被烫着了,很害怕做实验。为了解决上述问题,有效完成实验教学目标,我遵循控制变量法,对教具进行了重新设计。1.自制了“电磁铁磁力大小实验盒”,将多种用于验证因素的实验材料集中在一起,串联了3个可直接更换铁芯的电磁铁,学生无需反复缠绕线圈,节省了实验准备时间,要研究哪个因素,分析出变量,按下相应按键,就快速完成验证实验
3、,一节课可以检验所有假设,提高了实验效率。2.使用霍尔效应传感器读取磁场大小的数据,利用柱状图直观显示数据大小,让定性实验上升到定量实验,培养学生的数据意识和模型意识。3.使用12V的直流电,让电流恒定,保证得出数据的准确性,通过滑动变阻器控制电流,使用电流表量化出电流大小。4.采用保护性继电器,随时切断电源,避免了电磁铁长时间通电而发热,使用红外线遥控器,避免了学生手触电磁铁而烫伤。5.引入霍尔传感器、红外线遥控和接收器、ESP32微控制器等先进实验器材,将现代科技融合到小学科学实验中,顺应时代发展和要求,促进了实验的时代感。四、实验原理及实验设计思路主要用到的实验原理是通电线圈周围存在着磁
4、场,通过霍尔效应传感器可以显示出磁力大小的数据。实验盒中有效整合多种验证实验材料,把三个可更换铁芯的电磁铁、电流表、滑动变阻器串联到12V直流电源,并用继电器作为开关,实验盒中设置了三组电磁铁,1组电磁铁是200匝、细线圈、短粗铁芯,2组电磁铁是400匝、粗线圈、短粗铁芯,3组电磁铁是400匝、粗线圈、短粗铁芯,滑动变阻器可以改变电流大小,移动划片,空出更换铁芯的位置,分别可以更换粗细相同、长短不同的铁芯或者长短相同、粗细不同的铁芯。使用红外线控制器,更加安全快捷,使用霍尔传感器并用主控板显示数据,更加直观方便。五、实验教学目标(1)知识与技能目标:通过实验,学生知道电磁铁的磁力大小与电流大小
5、、线圈圈数多少、铁芯长短和铁芯粗细等因素有一定关系,并能说出判断依据。(2)过程与方法目标:通过实验过程,学生能收集证据,分析数据,发现规律。(3)情感、态度、价值观目标:学生能够以严谨的科学态度做检验假设的实验,并提高证据意识。六、实验教学内容本节内容是在学生学会制作电磁铁,了解电磁铁的基本性质并提出了多个影响电磁铁磁力大小因素的假设后,对各种影响因素的假设进行检验,可以连同本单选的第三课进行一节关于“研究电磁铁磁力大小与什么因素有关”的完整实验探究课。本课主要分为以下两个探究活动,探究活动一是小组检验所选择的假设;探究活动二是设计制作一个强磁力电磁铁。其中探究活动一是本节课的重点探究活动,
6、它是学生全面建构电磁铁认知的基础,也是活动二的有效铺垫。七、实验教学过程学生首先使用“电磁铁磁力大小实验盒”,完成电磁铁磁力与电流关系的探究实验,再实验中,学生先接通电源,按下主控板按钮,读取三组可替换铁芯的电磁铁信息。一号电磁铁是200匝、细线圈、短粗铁芯,二号电磁铁是400匝、细线圈、短粗铁芯,三号电磁铁是400匝、粗线圈、短粗铁芯,学生分析此实验的变量,变量是电流大小,其他条件都要相同,然后选择任一组电磁铁,如果选择一组电磁铁,那么要将滑动变阻器调至最大,避免电路中的电流过大烧坏有关原件,从而保护电路,滑动变阻器,当电流大小为IA时,按下1号键,完成电磁铁磁场大小的测量,再滑动变阻器,改
7、变电流,当电流大小为2A,再按下1号键,完成测量,填写记录表,分析数据,学生就会发现电流越大,电磁铁的磁力越大。接着,学生完成电磁铁磁力与线圈圈数关系的探究实验时,学生先分析变量,变量是线圈匝数,其他条件都要相同,那么选择200匝、细线圈、短粗铁芯的一号电磁铁和400匝、细线圈、短粗铁芯的二号电磁铁,学生首先滑动变阻器,电流相同时,按下1号键,测量200匝电磁铁的磁力大小,记录数据,再按下2号键,测量400匝电磁铁的磁力大小,记录数据,分析数据,学生就会发现线圈圈数越多,电磁铁磁力越大。再接着,学生验证线圈粗细这个影响因素,学生分析出变量是线圈粗细,选择400匝、细线圈、短粗铁芯的二号电磁铁,
8、和400匝、粗线圈、短粗铁芯的三号电磁铁,学生首先滑动变阻器,电流相同时,按下2号键,测量细线圈的电磁铁的磁力大小,记录数据,再按下3号键,测量粗线圈电磁铁的磁力大小,分析数据,学生就会发现电流恒定时,线圈粗细对电磁铁的磁力大小影响不大。在探究电磁铁磁力与铁芯长短关系的实验时,学生先分析出变量是铁芯长短,可任意选择一组电磁铁实验,学生首先滑动变阻器,电流相同时,如果选择第一组电磁铁,按下1号键,测量并记录粗铁芯电磁铁的磁力大小,搬动滑片,更换长铁芯,再按下4号键,测量并记录细铁芯电磁铁的磁力大小,分析数据就会发现铁芯越长,电磁铁磁力越大。学生验证铁芯粗细这个影响因素时,按照上述步骤更换铁芯,即
9、可完成实验,学生分析数据会发现铁芯粗细对电磁铁磁力有一定关系,但没有明显规律。使用实验盒可以让学生在课堂上准确地验证更多的因素,有效达成教学目标,创建高效科学课堂。八、实验效果评价我通过改进实验材料,大大提升了探究效率。1 .操作安全方便,在实验盒中还使用了红外线遥控器和保护性继电器,随时切断电源,操作更加安全方便,避免了电磁铁长时间通电发热而烫伤学生。2 .数据直观准确,使用电流表和霍尔传感器量化电流大小和磁力大小,将定性实验上升到定量实验,培养学生的数据意识和模型意识;使用12V直流电源,保持电流恒定,得到的数据更准确。3 .课堂效率提高,在实验盒中有效整合多种验证因素的实验材料,省去了反复缠绕线圈时间,让学生有充足时间验证各种假设,达成实验教学目标,提高了课堂效率提高。4 .融入现代科技,实验盒中引入先进实验材料,将现代科技融合到小学科学实验中,顺应时代发展的特点,促进了探究实验的时代感。在今后的教学实践中,我会不断完善实验盒的设计。