小學(xué)五年級科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)案一、實(shí)驗(yàn)基本信息實(shí)驗(yàn)名稱：電磁鐵的磁力大小與線圈匝數(shù)的關(guān)系探究適用年級：小學(xué)五年級課時：1課時（40分鐘）實(shí)驗(yàn)類型：探究性實(shí)驗(yàn)（分組實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)器材（每組）：鐵釘1枚（直徑約2厘米，長度約10厘米）、漆包線（長度約1米）、干電池2節(jié)（1.5V）、電池盒1個、大頭針若干、導(dǎo)線2根、記錄單1張、砂紙1張。二、設(shè)計(jì)理念本實(shí)驗(yàn)以《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》為依據(jù)，聚焦“物質(zhì)的運(yùn)動與相互作用”領(lǐng)域，遵循“以探究為核心”的課程理念，突出學(xué)生的主體地位。通過“問題-猜想-設(shè)計(jì)-實(shí)驗(yàn)-結(jié)論”的探究流程，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用控制變量法開展實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)其科學(xué)思維與實(shí)踐能力。同時，結(jié)合生活中“電磁起重機(jī)”“磁力玩具”等實(shí)例，讓學(xué)生感受科學(xué)與生活的聯(lián)系，激發(fā)探究興趣。三、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)1.知識與技能（1）知道電磁鐵的磁力大小與線圈匝數(shù)有關(guān)；（2）能說出“在電流大小、鐵釘材質(zhì)等條件相同的情況下，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵磁力越大”的結(jié)論。2.過程與方法（1）通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)會控制變量（如保持電流大小、鐵釘不變，改變線圈匝數(shù)）；（2）能規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)（繞線圈、通電測試、記錄數(shù)據(jù)），提高動手能力；（3）通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納得出科學(xué)結(jié)論，培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）在探究中體驗(yàn)合作與分享的樂趣，激發(fā)對電磁現(xiàn)象的好奇心；（2）養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度（如準(zhǔn)確計(jì)數(shù)、重復(fù)實(shí)驗(yàn)），初步樹立“用數(shù)據(jù)說話”的意識。四、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1.教師準(zhǔn)備（1）實(shí)驗(yàn)器材套裝（每組1套）；（2）多媒體課件（含電磁起重機(jī)工作視頻、實(shí)驗(yàn)步驟演示）；（3）板書設(shè)計(jì)（問題、猜想、變量控制、結(jié)論）；（4）安全提示卡片（貼于實(shí)驗(yàn)室墻面）。2.學(xué)生準(zhǔn)備（1）預(yù)習(xí)課本中“電磁鐵”相關(guān)內(nèi)容；（2）分組：4人一組，明確分工（組長、繞線員、操作員、記錄員）。五、教學(xué)過程（一）情境導(dǎo)入，提出問題（5分鐘）1.播放視頻：電磁起重機(jī)吊起廢鐵的場景。2.提問：“電磁起重機(jī)為什么能吸起這么多重物？它的磁力大小可能和什么有關(guān)？”（學(xué)生自由發(fā)言，教師引導(dǎo)聚焦“線圈匝數(shù)”“電流大小”“鐵釘粗細(xì)”等變量）3.引出課題：“今天我們就來探究‘電磁鐵的磁力大小與線圈匝數(shù)的關(guān)系’?！保ǘ┎孪爰僭O(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（10分鐘）1.猜想：“如果增加線圈匝數(shù)，電磁鐵的磁力會怎樣變化？”（學(xué)生猜想，如“線圈匝數(shù)越多，磁力越大”“線圈匝數(shù)越少，磁力越大”）2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：（1）教師引導(dǎo)：“要探究線圈匝數(shù)對磁力的影響，需要保持哪些條件不變？”（學(xué)生討論，得出“電流大?。姵毓?jié)數(shù)）、鐵釘、線圈繞向、大頭針材質(zhì)”等變量需控制不變）（2）明確實(shí)驗(yàn)步驟：①用漆包線在鐵釘上繞20圈（從一端開始，同一方向均勻纏繞，末端用砂紙刮去絕緣層）；②將線圈與電池、導(dǎo)線連接（電池節(jié)數(shù)固定為2節(jié)）；③用電磁鐵的一端吸引大頭針，計(jì)數(shù)并記錄吸起的數(shù)量（重復(fù)3次，取平均值）；④增加線圈匝數(shù)至40圈、60圈，重復(fù)上述步驟。3.展示實(shí)驗(yàn)記錄單（如下），強(qiáng)調(diào)“重復(fù)實(shí)驗(yàn)”的重要性（減少誤差）。線圈匝數(shù)（圈）第一次吸起大頭針數(shù)量（個）第二次（個）第三次（個）平均值（個）204060（三）分組實(shí)驗(yàn)，操作記錄（15分鐘）1.教師強(qiáng)調(diào)安全注意事項(xiàng)：（1）漆包線的絕緣層必須用砂紙刮干凈（避免短路）；（2）電池不要長時間通電（防止發(fā)燙，損壞電池）；（3）不要用導(dǎo)線直接連接電池兩極（避免電流過大）。2.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)：（1）指導(dǎo)繞線員均勻繞線（避免重疊或松散）；（2）提醒操作員通電時間不宜過長（吸起大頭針后及時斷開電路）；（3）幫助記錄員準(zhǔn)確填寫數(shù)據(jù)（如遇數(shù)據(jù)異常，鼓勵重復(fù)實(shí)驗(yàn)）。（四）分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論（8分鐘）1.小組匯報(bào)：各組展示實(shí)驗(yàn)記錄單，分享“線圈匝數(shù)與大頭針數(shù)量”的關(guān)系（如“20圈吸起5個，40圈吸起12個，60圈吸起20個”）。2.集體分析：（1）教師引導(dǎo)：“隨著線圈匝數(shù)增加，吸起的大頭針數(shù)量有什么變化？”（學(xué)生回答：“越來越多”）（2）歸納結(jié)論：“在電流大小、鐵釘?shù)葪l件相同的情況下，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁力越大?！?.反思交流：“如果實(shí)驗(yàn)中沒有控制好變量（如電池節(jié)數(shù)變了），結(jié)論會怎樣？”（學(xué)生討論，理解“控制變量”的重要性）（五）總結(jié)拓展，聯(lián)系生活（2分鐘）1.總結(jié)：回顧探究過程（問題-猜想-設(shè)計(jì)-實(shí)驗(yàn)-結(jié)論），強(qiáng)調(diào)“控制變量”和“用數(shù)據(jù)說話”的科學(xué)方法。2.拓展：（1）“除了線圈匝數(shù)，電磁鐵的磁力還可能和什么有關(guān)？”（引導(dǎo)學(xué)生提出“電流大小”“鐵釘粗細(xì)”等問題）；（2）“生活中還有哪些地方用到了電磁鐵？”（如磁力鎖、電鈴、耳機(jī)）；（3）作業(yè)：嘗試用更多線圈匝數(shù)制作一個“強(qiáng)力電磁鐵”，用來整理文具（如吸起回形針、鐵釘）。六、評價(jià)設(shè)計(jì)1.過程性評價(jià)（占60%）（1）實(shí)驗(yàn)操作：繞線的規(guī)范性（均勻、無重疊）、通電的正確性（避免短路）；（2）小組合作：分工明確（組長協(xié)調(diào)、組員配合）、交流積極（分享想法、解決問題）；（3）記錄情況：數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性（重復(fù)實(shí)驗(yàn)、取平均值）、記錄的完整性（填寫規(guī)范）。2.結(jié)果性評價(jià)（占30%）（1）結(jié)論的科學(xué)性：能否準(zhǔn)確說出“線圈匝數(shù)與磁力大小”的關(guān)系；（2）數(shù)據(jù)的分析能力：能否從表格中發(fā)現(xiàn)規(guī)律（如“匝數(shù)增加，數(shù)量增多”）。3.表現(xiàn)性評價(jià)（占10%）（1）課堂發(fā)言：能否積極表達(dá)猜想、分享實(shí)驗(yàn)過程；（2）創(chuàng)新意識：能否提出新的探究問題（如“線圈繞向?qū)Υ帕τ杏绊憜?？”）。七、安全提?.實(shí)驗(yàn)過程中，不要用手觸摸通電的線圈或鐵釘（避免觸電）；2.電池使用后及時從電池盒中取出（防止漏液損壞器材）；3.漆包線的末端尖銳，操作時注意安全（避免扎傷）。八、拓展延伸1.探究“電流大小對電磁鐵磁力的影響”（改變電池節(jié)數(shù)，保持線圈匝數(shù)、鐵釘不變）；2.制作“電磁起重機(jī)模型”（用硬紙板做支架，用電磁鐵吸起小鐵塊）；3.查閱資料：“電磁鐵與永久磁鐵的區(qū)別”（如“電磁鐵的磁力可以控制，永久磁鐵不能”）。設(shè)計(jì)說明：本實(shí)驗(yàn)以“