STEM活动教案探究磁铁磁化和退

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教学目标

1.知道使没有磁性的铁产生磁性的现象,叫做磁化。

2.知道使具有磁性的铁失去磁性的现象,叫做退磁。

3.能够使没有磁性的铁制品产生磁性;使具有磁性的铁制品磁性消失。

4.能够根据指南针的结构和工作原理,制作简易指南针。

探究问题

如何使没有磁性的铁制品产生磁性?

如何使具有磁性的铁制品磁性消失?

如何制作指南针?

学习成果评价

层次1:能够发现一些磁化现象,但不知道如何将铁制品磁化。

层次2:能够发现一些磁化现象,还知道如何将铁制品磁化,但不能解释磁化的原理。

层次3:能够发现一些磁化现象,知道如何将铁制品磁化,还能从粒子的角度解释磁化的原理。

层次1:能够制作一种简易的指南针,但指南北的效果不是很好。

层次2:能够制作一种的简易指南针,有较好地指南北的效果。

层次3:能够设计出多种方法制作简易指南针,效果较好。

教学背景

学生在之前的学习活动当中,对于磁化现象有过接触,如磁铁可以把一大串大头针吸引起来、长时间靠近磁铁的回形针也会具有磁性,但并没有明确地提出磁化现象。

磁化是怎么回事呢?物质都是由粒子组成的,大头钉也是由一个个的铁粒子组成。每个铁粒子都是一个小磁铁,有自己的磁极和磁场。未被磁化的时候,铁粒子的排列是杂乱无章的,因此不显示磁性;被磁化后,所有的粒子都朝同一个方向排列,它们的磁场共同起作用,从而使大头钉带有了磁性。当铁制品接触到磁铁一段时间后,自身也产生了磁性,这种现象叫磁化。

本课将引导学生通过活动,对这一现象进一步加深印象,形成磁化的概念。并且引导他们利用身边的材料创造性地制作简易指南针,通过比较来发现谁的效果最好,制作方法又最简便。在认识磁化的基础上,本课又向学生提出消退磁性的新要求,这是一个具有挑战性的问题,需要教师引导他们去大胆想象和尝试,体会独力开展探究的乐趣。

教学准备

材料:蹄形磁铁、指南针、大头针、磁铁、泡沫、一次性塑料杯、水、细线、洗洁精、开水、烧杯、酒精灯、铁锤、钢丝钳、镊子、砂纸等

准备:教师提前用磁铁制作一个指南针(可参考下图)

教学过程

1.回顾上节课的内容,并展示教师自制的指南针。

指南针的指针有什么特点?你是怎么知道的?

指南针为什么可以指南北?

这是我自制的指南针,如何测试它的效果?

2.比较自制指南针与实验室指南针的异同。

这个自制的指南针与实验室指南针有什么异同?

直接用磁铁制作的指南针一般比较笨重,谁有办法制作一个轻巧一点的?

怎样让普通的铁变成磁铁呢?

探究活动(一)磁化普通的铁制品

1.小组讨论,使原来没有磁性的铁制品变得有磁性。

这是一根普通的大头针,你能使它带上磁性吗?怎样操作?

你还需要哪些材料?如何进行实验?实验中还需要注意什么?

2.充分讨论后,小组领取实验器材,进行实验探索。实验中,教师四处巡视,给予适当的帮助和指导。

3.汇报交流。

你使用什么方法使大头针变得有磁性的?

如何证明你的大头针带上了磁性?

为什么原来没有磁性的大头针变得有磁性了?

4.教师总结方法,引入并解释磁化。

5.展示蹄形磁铁吸引起的一堆大头针,并用“磁化”的知识解释一些现象。(如下图所示)

看这些大头针,为什么两极吸起的大头针又紧紧连在了一起?生活中,你还见过哪些磁化现象?

探究活动(二)制作小小指南针

1.引导学生思考,如何使磁化了的大头针指南北。

磁化后的大头针能指南北吗?为什么?

可以用磁化后的大头针制作指南针吗?怎样制作?

怎样使小磁针自由地转动?

2.小组讨论,并记录设计方案。

3.小组领取材料,开始制作指南针。教师巡视,给予适当的指导和帮助,使他们的小磁针能够客服摩擦力,自如地指南北。

4.展示各小组的作品,并展开交流。

你们小组的指南针是怎样做的?

为什么要选取这种材料?

怎样让小指针指南北?

如何验证指北的一端是N极?

还有哪些制作指南针的方法?

5.引导学生对照实验方案与制作成品。

你们是按照设计方案制作的吗?

在设计方案的基础上又有了哪些改进?

探究活动(三)退磁

1.引导学生思考,如何使磁化了的大头针磁性消失。

原来没有磁性的大头针可以被磁化,那么能不能再使它的磁性消退呢?为什么?

如何使磁化了的大头针磁性消失?

2.展示并提供烧杯、开水、酒精灯、铁锤、钢丝钳,镊子,砂纸等物品,并讨论。

老师今天提供了这些物品,你想如何来尝试?

3.学生实验,教师巡视,并给予适当的帮助。

4.汇报交流,并介绍退磁。

哪些方法可以使被磁化了的大头针磁性消失?

1.回顾

什么叫磁化?磁化的方法有哪些?

什么叫退磁?退磁的方法又有哪些?

2.让学生课后查阅更多的资料,制作、改进指南针,并在班级内展示。

教学建议

1.在教师提出如何让大头针变得有磁性时,学生会提出用大头针去打磨一些东西,如在衣服、头发上摩擦等方法,由此看来学生容易把磁与静电混淆,要让学生充分发表自己的想法,以便更正他们错误的前概念。

2.在探究如何磁化的时候,要注意向学生提供不含磁性的铁制品,以使他们能正确完整地经历探究过程。探究时,注意引导学生对铁制品进行磁化前后的磁性测试。

3.自制指南针关键在于如何处理好磁化铁的自由旋转问题。在这里应该鼓励学生发挥自己的想象,充分尝试。在各种方法中,水力悬浮法可能是较为理想的方法,为了防止自制指南针靠在容器的壁上,教师可以为他们的容器水面上滴一滴洗洁精。

4.在验证时要提醒学生使指南针和自制指南针拉开距离,避免太接近互相干扰,影响检验效果。

5.制作指南针的方法可参考下方示例:

方法1:两块磁铁(NS同向)、金属丝(稍硬)、吸管(稍硬)、塑料杯(底厚)、大头针

方法2:塑料底座、大头钉、塑料槽、条形磁铁

方法3:瓷碗、被磁化的薄铁片

方法4:矿泉水瓶的盖子、标有指南针刻度的白纸、铜钉、条形铁片

教师可参考的记录单如下(点击查看大图):

课后小记

根据学生的记录单和课堂表现,对每个学生的能力发展做如下评测(点击查看大图)。

(来源:“汉博·科学教育”



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