2024新湘科版五年级下册科学教学参考

PAGEPAGE102五年级下册《科学》教材总体说明教材的教学目标科学探究在探究活动中，使学生体验到针对问题做出猜想与假设后，制定一个可行的研究计划的重要意义。能提出进行探究的大致思路。能对自己或小组提出的探究问题做出书面计划。进一步使学生在各种探究活动中亲历科学探究的过程，并能将自己的结果与已有的科学结论做比较。能应用已有知识和经验对所观察的现象作假设性解释。能从多种途径搜集信息，能利用表格、图形等方法整理有关资料，能利用资料发现规律或对现象做出合理的解释。能对同一现象做不同的解释。情感态度与价值观想知道，爱提问，愿意合作与交流。珍爱生命。认识到科学是不断发展的。乐于用学到的知识改善生活。科学知识知道电能产生磁，知道电磁铁的基本性质和影响电磁铁磁极、磁力变化的因素，了解电磁铁的应用。知道太阳每天在天空中的运动模式，认识一天中温度和影子的变化与太阳高度有关，知道昼夜是由于地球自转形成的，了解四季变化是由于地球公转形成的，认识昼夜交替变化和四季变化对动植物的影响。知道细胞是生命体的基本单位，了解无处不在的微生物的生活与功过。知道生物的很多特性是遗传的，了解遗传与变异也是生物的特性之一，了解人们对遗传规律的利用。了解人的一生生长的大致过程，了解青少年身体发育的特点及青春期的主要身心发展特点。教学目标的具体落实，请参看下表：《全日制义务教育科学（3－6年级）课程标准（实验稿）》在每课中的体现表见5下课标1

《全日制义务教育科学（3－6年级）课程标准（实验稿）》在每课中的体现续表见5下课标2

《全日制义务教育科学（3－6年级）课程标准（实验稿）》在每课中的体现续表见5下课标3二、教材的结构体系教材内容概述本册教材围绕认识事物的现象与本质的关系，针对“生命世界”、“地球与宇宙”、“物质世界”进行探究，安排了“听话的电磁铁”、“地球的运动”、“显微镜下的世界”、“遗传和变异”、“青春活力”、“我们怎样做计划”6个主题单元，共21课，设计安排了53个活动。“听话的电磁铁”：教材按照教－扶－放的梯度编排，重点指导学生制订实验研究计划，让学生在计划的指导下探究影响电磁铁的磁力、磁极变化的因素，了解电磁铁的原理与应用。“地球的运动”：教材按照从学生身边可接触的现象展开研究，到原理的揭示进行编排。重点指导学生制订观察计划，通过观察、实验等方式研究因地球的运动而引发的自然现象和地球运动本身。“显微镜下的世界”：教材按照由浅入深的梯度编排，重点指导学生制订调查计划，引导学生通过观察、实验、调查等途径了解生物体的基本单位——细胞；微生物的无处不在，它们是怎么生活的以及它们的功过。“遗传与变异”：教材按照从认识遗传与变异的现象、规律到规律的利用的层次编排，学生通过观察、阅读、调查等方式了解生物遗传与变异的特性，关注与生物繁殖有关的生物技术。“青春活力”：教材按照我们的成长存在变化——怎样变化——青春期的变化编排顺序，让学生在资料的搜集与整理中找到青少年身体发育的特点，在阅读与辨析中了解青春期主要身心发展特点及青春期的健康常识。“我们怎样做计划”：反思本学期学习中做过的计划，总结制订计划的经验，懂得制订出一个可行的研究计划的重要意义，然后引领学生将总结出的方法理论进行又一次的运用。本册教材将在学生能针对探究活动提出大致思路的基础上，学会制订合理、可行的计划，训练学生用清晰的思路、规范有序的操作和正确的方法搜集证据、验证假设。培养学生制订计划的能力对于提高他们科学探究能力有着重要的意义。教材结构特点与呈现方式内容单元主题关键词情感态度方法、技能物质世界1．听话的电磁铁性质与应用认真细致激励创新制定研究计划对比实验地球与宇宙2．地球的运动现象与成因科学发展的长期性与艰苦性曲折性制定观察计划猜想、实验生命世界3．显微镜下的世界微小功过正确认识事物的正反两面性制定计划观察实验生命世界4．遗传与变异了解利用科学技术促进发展改善生活观察调查生命世界5．青春活力变化健康珍爱生命搜集资料整理信息方法技能6．我们怎样做计划总结迁移乐于合作与交流制定计划解决问题科技史的作用科技史是本套教材的特色。表现在教材力图挖掘科技史与教学内容之间、探究能力训练重点之间的结合点，发挥着多功能的作用。本册教材科技史的呈现方式和功能详见表2。栏目设计的示范作用教材通过“第几组的预测”“第几组的实验计划”、“第几组的观察计划”、“我们的调查计划”、“采访记录”、“调查统计表”、“调查报告”等形式，潜移默化地引领学生进行科学探究活动，体验科学探究的过程。指南车信箱的多重功能教学时，指南车信箱能起到扩充知识、激发兴趣、提供结论、提供验证依据等多种教学功能。三、教学策略及注意的事项两种探究方法基本教学过程的区别在四年级中，我们就这个问题已进行了阐述，对此问题的深入理解，将有助于教师进行教学设计。科学探究学习方法应包括两种方式，即发现式探究方法及接受式探究方法。我们的学习方法可分为接受式学习和探究式学习两类：可理解为：发现式探究的学习过程：在实验观察中直接获获取事实—提出问题—提出假设—寻找事物间的关系或变化规律—得出结论主动发现的过程接受式探究的学习过程：在搜集、整理资料中间接获取事实获取事实—提出问题—提出假设—寻找事物间的关系或变化规律—得出结论主动接受的过程“制订计划”为本册探究能力的训练重点依据五年级学生的认知特点和思维发展水平，并且通过前面的科学探究活动对学生已进行的初步训练，他们能够形成进行探究活动的大致思路，那么本册教材将重点训练学生学习制订书面的能力。教学中我们要注意用一定的方式让学生完善自己的或小组的计划，然后关注“计划”的实施情况。由于制订计划涉及研究问题的确立、变量的选择和控制、实验操作的方法，甚至还要具体到学生的如何分工和合作等，这些都对学生的探究能力提出了新的挑战,因此让制订计划和实施计划贯穿于探究过程的始终，动手和动脑有机结合，对于提高学生的探究能力和科学素养,丰富探究活动的内涵有着重要的价值。重视科学与技术的关系科学与技术是密不可分的，它们都包含对知识和技能的运用，并共同对人类的生活产生影响。在“听话的电磁铁”、“显微镜下的世界”、“遗传与变异”等教学中，教师应致力于提高学生的科学探究能力和技术设计能力，培养创新意识和实践能力，引导学生关注日常生活中的科技新产品、新事物。四、附表表1湘版五年级下册科学教材探究能力要求探究要素对探究能力的基本要求提问能结合实际经验、外来信息或实验现象提出与课题有关的问题。猜想与假设当一个量变化时，猜测另一变量的发生变化趋势。观察、实验搜集能发现事物间的因果变化。选择仪器设计简单的实验。根据探究需要，制订计划，进行观察、实验和调查。制作能根据所学知识，利用电磁铁的性质进行设计。制作太阳钟。数据搜集与处理能根据课题需要进行调查。分析处理数据并通过曲线图等表示。利用图书网络资源搜集信息资料。能利用工具自己整合梳理信息。表达与交流用文字和图表清晰表述自己的观点。区分不同的观点，作出相应解释。按要求撰写简单的研究报告。评价能比较研究方法的优劣。能根据探究的需要选用恰当的探究方法。表2五年级下册科技史的呈现方式、功能、内容细目表页号呈现方式功能内容P2资料性正文了解知识，提出问题奥斯特发现电流的磁效用P19指南车信箱阅读了解古代的太阳钟——日晷P24指南车信箱了解知识，提出问题古人对昼夜成因的猜想P26资料性正文提供事实，验证猜想傅科摆P31指南车信箱了解知识哥白尼创立了“日心说”P36资料性正文了解知识，激发学习兴趣罗伯特•胡克用显微镜发现观察软木切片发现细胞P43指南车信箱了解知识，提供猜想依据巴斯德发现乳酸杆菌及“巴斯德消毒法”P55资料性正文了解知识，提供方法道尔顿发现人的色觉缺陷P56阅读资料了解知识奇怪的皇族病P58资料性正文了解知识，情感教育孟德尔观察豌豆花发现生物的遗传规律P59资料性正文了解知识，情感教育袁隆平培育杂交水稻P67指南车信箱了解知识，情感教育科学技术的进步促进人均寿命的提高P76资料性正文提供示例，情感教育琴纳征服天花的故事P79资料性正文提出问题，方法指导阿基米德鉴别真假王冠的故事表3活动器材及课时安排单元课题活动器材准备课时安排听话的电磁铁制作电磁铁电池、小磁针、小灯泡、灯座、导线（其中有一根1米长的）、普通的软铁铁钉、开关、回形针、钢棒、木棒、铝棒、写计划用白纸。6～7电磁铁的磁力分组材料：铁钉，导线，电池3节，电池盒，回形针1盒。电磁铁的磁极电池，电池盒，导线，铁钉，小磁针。生活中的电磁铁制作蜂鸣器的材料，电磁铁在生活中的应用影像资料或图片资料，废旧电铃、电话听筒、玩具车马达等。地球的运动太阳与影子粉笔、卷尺（米尺）、铅笔、绘图纸、直尺、厚纸板（或小木板）、竹丝（或小铁丝）等。7～8昼夜交替常见动、植物的图像资料、小猫（或其他小动物）、手电筒等。昼夜是怎样形成的小地球仪、手电筒。一年四季不同季节里的动物、植物的图像资料。四季是怎样形成的小地球仪、手电筒等。显微镜下的世界解开生物体结构的秘密显微镜、部分细胞切片、记录纸。5～8无处不在的微生物一些变质食物的图片或实物、三只透明的杯子、米饭、适量新鲜食物、放大镜。微生物怎样生活大豆或菜子等小颗粒物、牛奶两份（或其他食物）微生物的功与过事先了解和搜集、整理一些关于微生物知识的资料卡片或书籍杂志。遗传与变异从种瓜得瓜说起教师准备：同一品种植物的果实（西瓜、米、黄豆等），宠物一家的图片或音像资料。学生准备：自己一家人的照片（尺寸较大的全家福，每人1张）。4～5找遗传规律，育良种教师准备：1．关于嫁接、杂交技术应用的图片或音像资料。2．搜集关于孟德尔探寻遗传规律、夏尔育成杂交玉米、袁隆平培育杂交水稻的资料。学生准备：搜集袁隆平通过杂交育种使水稻获得优良品质的资料。神奇的基因工程教师准备：基因工程技术的利用（如：基因重组、抗虫棉）、转基因食品等方面的资料，转基因食品调查表等。青春活力我们在成长教师准备：学生健康检查记录。学生准备：自己幼儿、儿童时期穿戴过的鞋、帽和衣服、照片、成长日记、成长记录卡等。（课前布置学生自带）询问爸爸妈妈有关自己的成长情况。5～6我们的成长曲线每个学生自备成长简历。教师准备每个学生的健康检查记录（备用）。男孩和女孩有关青春期生理变化特征、青春期保健的图片或影像资料。我们怎样做计划制定计划教师准备：1．能体现琴纳征服天花的研究过程的资料（要求图文并茂，可以做成课件）。2．学生前面制定的研究计划（具有代表性的过程性资料）。学生准备：整理记录表。2～3科学自己做，我也能成功教师准备：1．关于阿基米德鉴别真假王冠的过程性资料（要求图文并茂，可以做成课件）。2．学生分组实验材料：水槽、烧杯、量筒、橡皮泥、铁块、茶杯、几块大小不同的卵石等。学生准备：制定实验计划的底稿纸、实验记录表。第1单元听话的电磁铁单元概述继三年级下册学生研究了磁铁的奥秘之后，本单元以电磁铁为研究对象，安排了“制作电磁铁”，“电磁铁的磁力”，“电磁铁的磁极”和“生活中的电磁铁”4课。在单元的学习中，新的学习内容将作用于学生对磁铁已有的认知，在磁铁与电磁铁的比较中获得对电磁铁较全面的认识。本单元在结构上分为三层：1、学生将通过电磁铁的制作，了解电磁铁的结构和组成，知道电可以产生磁，知道电磁铁的基本性质；2、探究影响电磁铁的磁力大小和磁极变化的因素；3、了解电磁铁的应用。学生制定研究计划的能力，是本册教材能力训练的重点及任务。作为本册的第1单元，为了指导学生学习计划的制定，教材按照教—扶—放的梯度编排。本单元主要采用发现式探究这种学习方式，进一步培养学生发现、提出问题能力，依据事实，做出合理猜想的能力，按计划开展实验的能力。从情感态度与价值观方面让学生在学习的过程中领悟到制定计划能让实验探究有序、有效的进行，在探究电磁铁秘密的过程中乐意与他人合作与交流，在制定计划的过程中敢于提出意见或建议，在了解电磁铁的应用中感受科学知识对生产和生活的巨大推动作用。单元页的画面依次出现了磁、电、电磁铁及利用电磁铁的原理制作的磁卡电话，与单元小诗相互呼应。介绍了电与磁之间相互作用、又互为因果的关系，展示了人类对电磁的利用情况及美好前景。本单元教学，建议安排6～7课时。制作电磁铁本课是本单元的难点课。教材安排了“模仿奥斯特的发现”、“自制电磁铁”和“玩电磁铁”3个活动。主要内容是从模仿奥斯特的发现活动中知道电能产生磁，通过制作电磁铁了解电磁铁的构造和基本性质，通过放手让学生玩电磁铁发现并提出问题，重点指导学生怎样制定一个实验研究计划。教学目标科学探究：模仿奥斯特的发现，对实验现象进行分析后提出合理猜想。用自制电磁铁研究电磁铁的基本性质。在玩电磁铁的过程中发现并提出问题。会对自己要研究的问题提出简单的设想、方案或思路。情感、态度价值观：学习奥斯特认真、细致、努力的科学研究精神。体验与他人合作有助于增进思考。科学知识：知道电能产生磁。知道电磁铁由铁芯和线圈两部分构成，电磁铁通电产生磁性，断电磁性消失。教学建议教学准备电池、小磁针、小灯泡、灯座、导线（其中有一根1米长的）、普通的软铁铁钉、开关、回形针、钢棒、木棒、铝棒、写计划用白纸。课时分配建议本课建议用2～3课时教学导入讲述奥斯特的发现作为教学的引入，注意像教材处理的那样，将奥斯特发现的那个现象不要直接告诉学生。那么，奥斯特的实验到底出现了什么现象，证实了奥斯特的什么猜想，都将激发学生强烈的好奇心。活动1模仿奥斯特的发现活动巧妙地利用了奥斯特发现电可以产生磁的这段科技史资料。首先是科技史对实验方法的指导：让学生用提供的器材，模仿奥斯特的发现；然后是利用科技史提出要研究的问题：让学生通过对实验现象的分析，引领学生推测奥斯特的猜想是什么，同时也提出问题：通电导线能吸引铁吗？活动建议：学生实验：模仿奥斯特的发现动手实验前，教师可让学生说一说利用这些器材，怎样来做模仿实验。依据学生的设计情况，教师给予适当的指导。提示学生实验时要将小磁针与导线平行地放置在导线的下方或上方，然后接通电流，观察通电时小磁针N极的指向有什么变化。学生汇报实验现象：看到在接通电源时小磁针的转动，并在垂直于导线的方向停下来。引导学生分析实验现象，做出推测时：围绕“奥斯特的猜想是什么”这一问题，组织学生思考。这是一个重要的思维过程，可能需要教师通过两次提问进行引导：先提出通电导线能让小磁针转动，请学生利用已学知识分析，什么能让小磁针偏转？（磁）然后再提出奥斯特的猜想是什么？通电导线可以产生磁吗？如果可以产生磁，那么通电导线就能吸引铁，教材指南车卡通人的问题就是基于这样的分析推理提出的。这时教师可以提供一些铁屑，让学生试试，会发现通电导线并不能吸起铁。教师可以借助后面的参考资料简要介绍电磁铁的发明，引导学生进入下面的学习。如果有条件的学校，教师可以考虑用1课时来完成该活动的教学。活动2自制电磁铁电磁铁是通电线圈的实际应用。教材首先介绍了电磁铁的制作方法，让学生明白电磁铁的构造就是一个带铁芯的导线圈。然后学生将利用自制的电磁铁展开电磁铁的基本性质研究，制作电磁铁的材料研究，为后面电磁铁的磁力、磁极以及电磁铁的应用奠定认知上的基础。教学时可以分层展开：指导制作电磁铁奥斯特的发现证实电能产生磁，科学家们进一步发现通电的线圈可以吸引铁。为了增强通电线圈的磁性，我们可以将一根约1米长的带有绝缘外皮的细导线紧密地绕在一枚铁钉上，至少30圈。教师需要边讲解边示范，指导学生在铁钉上缠绕线圈。告知学生将细导线与电池组成电路，这个装置就是一个电磁铁，至于铁芯为什么会增强线圈的磁性，可以告知学生在以后还会学习。探究电磁铁的基本性质实验可放手让学生做，提出观察要求就行，即观察电磁铁接通电源和断开电源时接触回形针各有什么发现。研究电磁铁的制作材料这个研究符合学生的心里，在制作电磁铁时告知要用铁钉，学生会自然想到用其他东西来替代电磁铁中的铁钉，能行吗？教材遵循学生心理，设计了该活动。教学中除了检验钢棒、木棒、铝棒是否能替代，如果学生还想试试其他材料，教师应该鼓励学生去试试。总结实验过程，写出自己发现应先给出时间，让学生独立整理，写出自己的发现，之后可以由师生共同进行条理化的总结。学生在研究电磁铁的基本性质时总结写出的一般是：通电时吸起回形针，断电时回形针掉下去，这是实验现象的描述，教师要引导学生思考，通电时能吸起回形针，说明什么，继而总结得出：电磁铁接通电源时产生磁性，断开电源时磁性消失。电磁铁的铁芯只能用普通的软铁铁钉（用火烧过）制作，如果由钢棒替代，尽管能吸住回形针，但断电时由于钢棒被磁化，断电时钢棒依旧保持一定的磁性，因此还能吸住回形针。而用木棒、铝棒替代，则不能被通电线圈磁化，因而吸不住回形针。值得注意的是，电磁铁磁性的有无可以控制，这在电磁铁的利用中是个很大的优点，上面内容的学习将与第4课电磁铁的应用建立联系。活动3玩电磁铁活动首先是让学生通过玩电磁铁发现并提出问题，然后是根据问题提出猜想，最后根据自己猜想提出验证这个猜想的大致思路，引导学生思考制定一个实验研究计划一般包含哪些项目，并尝试着制定一个实验计划。玩电磁铁的活动，趣味性强、开放性大。但教师要依据学生的实际学习情况引导学生展开“玩”电磁铁的活动。在“玩”的过程中，教师应启发学生应用已知磁铁性质的知识，设计电磁铁的实验，如用电磁铁靠近小磁针来判断磁极、把电磁铁也吊起来看它是不是指南北、电磁铁的磁性是不是也是两边强，中间弱……主要是引导学生在玩的过程中或者玩过后通过对各组实验方法和观察到的实验现象的分析，达到发现并提出问题的目的。活动建议：以小组为单位开展活动，在小组学习中，学生之间将会进行更充分的交流和合作。因为每个学习者都有自己的经验世界，因此可以让每个人先说说自己打算怎样玩,这样学生要学会理清、表达自己的见解，而且要聆听、理解他人的想法。另外在玩的过程中有些学生还会提出一些新的玩法，这样小组成员会在有意或无意的过程中，会发现不同的玩法出现不同的结果。建议采取竞赛的方式来引导学生玩电磁铁。教师可以通过语言的激励如：看谁在玩的过程中发现最多？玩过后比比谁提出的问题多等。防止出现学生玩得特高兴，玩过后没什么发现，也提不出什么问题的情形，这显然与教材编写原意相违背。玩过后要抓好一个环节，这是学生发现并提出问题的保证。即组织学生认真分析各组的实验方法和观察到的实验现象，填写小组问题卡片。组织交流，提取问题，小结评价各组活动情况。学生交流时，教师要求学生说清楚提出问题的依据是什么。训练学生在获取事实的基础上，通过对事实的分析，发现并提出问题的能力。同时也是一种思维的训练，还是对学生表达与交流的训练，做到能清楚地表述事实和提出问题的思维过程。各组提出的问题会有很多相同的，教师在这要梳理出学生共提出了哪些问题。评价各组活动情况时，要包括玩电磁铁、整理分析、交流问题几个过程的综合表现，用正面的表扬来激励所有的学生。学生学会制定研究计划，这是本册的能力训练重点。制定计划是对前面几册能力训练的延续，因为制定计划先要依据事实，做出合理的猜想，制定计划时要用到怎样设计实验等等。作为本册的第1课，教材在编写上呈现了一幅学生讨论如何制定计划的场景图，教给学生怎样制定计划的基本程序及要列入计划的基本内容，然后学生试着完成一份研究电磁铁的计划。这部分的教学教师要保证教到位，才能为后续的探究奠定基础。活动建议：强调制定计划的意义教师可以提出：我们的问题怎么解决，学生几乎会一致认定做实验来研究，这时教师可以肯定学生的回答，同时向学生介绍：为了使我们的实验研究有一定的目的性，实验研究的过程能保持较为正确的方向，使研究活动能有序的开展。我们需要在实验前学会制定计划。告诉学生这是一种科学的方法，科学家正是用这种科学的方法来研究大自然的奇妙。介绍制定计划的程序计划前要根据问题先提出猜想，教师可以以学生提出的关于电磁铁的1～2问题为例，让学生做出猜想。教给学生制定计划要包括的项目由于学生在以前的科学课学习中已有所接触，因而可以让学生先讨论，思考制定计划时要考虑写清楚什么内容。然后教师在学生发言的基础上，介绍一份合理可行的计划，要包括的项目有：研究的问题、我们的猜想、实验的材料、实验的方法、步骤等。各组自选一个关于电磁铁的问题初步制定一个研究计划。评价计划：评价标准是查看计划项目是否齐全，是否提出了活动的大致思路。评价建议小组在活动中的表现可以采用教师评价为主的方式，学生在小组活动的表现可以让学生开展自我评价和相互评价。评价的内容包括：小组在自制电磁铁和玩电磁铁两个活动中发现的多少，提出了多少问题，计划的制定情况等。学生的思维是否活跃，语言交流表达的情况。本课教学札记课程资源奥斯特奥斯特（1777～1851）是丹麦物理学家。1777年生于丹麦兰格兰岛的罗得考宾市。受父亲的影响，奥斯特很早就对药物学、化学实验、物理学有浓厚的兴趣。1794年，他考入哥本哈根大学，攻读医学、哲学和自然科学。1806年，奥斯特任哥本哈根大学物理、自然哲学教授。1819年冬，奥斯特在哥本哈根为一些科学工作者讲授电磁学方面的问题，当时他正在研究电流对磁针是否有作用的课题，但一直没有什么成效。1820年的一天，他突然想到以前的实验总是把电流的磁力想成是纵向力，是否这就是失败的原因呢？他猜测电流对磁针的作用力可能是横向的。一天他在讲课快结束时突然来了“灵感”，对听众说：“让我把导线与磁针平行放置来试试看！”于是在课堂上进行了这样一个实验：讲桌上放置一个伏打电池，用金属丝把它的两极和导线分别连起来，并将一个小磁针与导线平行地放置在导线的下方，在接通电源一瞬间，小磁针出人意料地转动了，并在垂直于导线的方向停了下来。教室的听众对此无动于衷，而奥斯特却激动万分。课后他留在教室里，进一步核对他刚刚发现的这个不寻常的现象。起初他想磁针的运动也许是因为电流使导线变热而产生的空气流动所引起的。为检验这一点，他把一块硬纸板放在导线与磁针之间以阻挡气流，但是毫无变化，现象仍与先前一样。然后他把伏打电池转了180°，使导线中的电流反向，结果磁针也转了180°，磁针的北极指向了原来南极所指的方向。奥斯特抓住了小磁针的这一动，接着进行了3个月的连续实验，终于在1820年7月21日在法国杂志《化学与物理学年鉴》上发表了他的论文。该杂志不仅破例给予全文发表，还加上了这样不同寻常的按语：“年鉴的读者都知道，本刊从不轻易支持宣称有惊人发现的报告，至今我们都因为能够坚持这一方针而自诩。但是，至于说到奥斯特先生的文章，则其所得结果无论显得多么奇特，都有极详细的记录为证，以至无任何怀疑其谬误的余地。”这说明电流的磁效应的发现，在当时的科学界中，引起多么大的震惊和重视。奥斯特的这一伟大发现，被作为划时代的一页载入了史册。为了纪念他，从1934年起，磁场强度单位命名为奥斯特。电磁铁的原理内部带有铁芯的通电螺线管叫电磁铁。当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强，通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反，一边顺时针，另一边必须逆时针。如果绕向相同，两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消，使铁芯不显磁性。另外，电磁铁的铁芯用软铁制做，而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后，将长期保持磁性而不能退磁，则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制，而失去电磁铁应有的优点。自制的电磁铁有时在断电后仍有磁性，能吸起些大头针或细铁屑。这是因为所用的铁芯（铁钉等）不是好的软磁材料，断电后仍有剩磁所致。需要将铁钉用火烧过，即采用淬火的方法来解决。非铁磁性物质，如铝、铜、锡、铅等金属材料，不能用作铁芯材料。电磁铁的发明1822年，法国物理学家阿拉戈和吕萨克发现，当电流通过其中有铁块的绕线时，它能使绕线中的铁块磁化。这实际上是电磁铁原理的最初发现。1823年，斯特金也做了一次类似的实验：他在一根并非是磁铁棒的U型铁棒上绕了18圈铜裸线，当铜线与伏打电池接通时，绕在U型铁棒上的铜线圈即产生了密集的磁场，这样就使U型铁棒变成了一块“电磁铁”。这种电磁铁上的磁能要比永磁能大许多倍，它能吸起比它重20倍的铁块，而当电源切断后，U型铁棒就什么铁块也吸不住，重新成为一根普通的铁棒。斯特金的电磁铁发明，使人们看到了把电能转化为磁能的光明前景，这一发明很快在英国、美国以及西欧一些沿海国家传播开来。1829年，美国电学家亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些革新，绝缘导线代替裸铜导线，因此不必担心被铜导线过分靠近而短路。由于导线有了绝缘层，就可以将它们一圈圈地紧紧地绕在一起，由于线圈越密集，产生的磁场就越强，这样就大大提高了把电能转化为磁能的能力。到了1831年，亨利试制出了一块更新的电磁铁，虽然它的体积并不大，但它能吸起1吨重的铁块。电磁铁简介：电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种：（1）牵引电磁铁——主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务。（2）起重电磁铁——用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料。（3）制动电磁铁——主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的。（4）自动电器的电磁系统——如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等。（5）其他用途的电磁铁——如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。参考资料单元参考用书：《科学探索者.电与磁》作者：应必锋浙江教育出版社2电磁铁的磁力本课的内容是让学生探究影响电磁铁磁性大小的因素。学生在本节课的学习中，将经历一个完整的科学探究过程，通过实验获取事实——提出问题——做出猜想——制定计划——展开实验——得出结论——设计应用。本课的重点、难点是指导学生学会制定详细、可行的实验计划。教学目标科学探究依据实验，对影响电磁铁磁力大小的因素做出猜想。针对影响电磁铁磁性大小的因素的猜想，制定计划并实施探究活动。归纳概括出影响电磁铁磁性大小的因素。能运用所学设计“超级”磁力电磁铁。情感态度与价值观培养学生实事求是，认真细致，与人合作的实验习惯。培养学生独立思考、勇于探索的科学态度。科学知识知道电磁铁的磁力大小与电磁铁线圈的圈数，连接电池节数的多少有关。教学建议教学准备分组材料：铁钉，导线，电池3节，电池盒，回形针1盒。课时分配建议本课建议用1～2课时。教学导入采用教材中设计的实验，引入本课的学习是比较好的方式。教学时每组可以制作1～2个电磁铁进入实验。教师要注意实验只是作为一种形式，重要的是通过实验调动学生的思维，当学生发现各组制作的电磁铁吸起的回形针数量不一样的时候，教师要引导学生通过对电磁铁的比较发现其不同之处，寻找可能影响电磁铁磁力大小的因素。活动1改变电磁铁磁力的大小由于学生在上面的活动中，将自己与其他组的电磁铁经过对比，可能已经发现了电池节数、线圈圈数可能是影响电磁铁磁力大小的因素，这些基本事实的获得是学生猜想的依据。因此本活动就是从让学生做出猜想开始，然后用一个范例来指导学生制定实验计划并按计划实施探究活动，最后综合分析出影响电磁铁磁力大小的因素。较之第1课，制定计划的要求有所提高，一方面计划要更细致，尤其是实验所需材料，对比实验中变量的控制，实验的步骤都要考虑周到，做到科学、合理，可行；另一方面还要设计一些实验记录表格，便于做好实验记录。因此教师在利用这一范例指导学生制定计划时一定要强调到位，让学生加深对这一科学的学习方法的领悟。从认知的角度和能力训练的角度来看，此活动是本课的重点活动。活动建议：猜想：影响电磁铁磁力大小的因素可能有哪些？说一说猜想的依据。可以让学生事先填写教材第6页的表格，这样给了每个学生一个独立思考问题和语言表达准备的时间，让他们的思维都处于积极的状态。组织交流：这里可能存在两种情况，一种是前面的实验中已看到事实，因此学生提出的猜想会有根有据的，如猜想电磁铁的磁力大小可能与线圈的圈数，铁芯的形状，电池的节数有关；还有一种是学生思维的结果，推测电磁铁的磁力大小可能还与导线的粗细，铁芯的粗细、长短，线圈缠绕的稀疏等有关。教师都要将学生的猜测逐条记录在黑板上，如果课前材料做了准备，可以提供材料给相关的学生研究，如果没做材料上的准备，学生在课堂上已学得方法，可以让学生课后开展研究。指导学生制定计划，设计实验记录表。可以以教材提供的“第3组实验计划”这个范例来展开分析和指导，也可以找出第1课中由学生设计的同样是研究电磁铁磁力大小与电池节数有关的实验计划进行讨论，或者可以将两个计划进行比照，不管怎样，重点要抓住实验所需器材和实验的步骤，实验中怎样控制变量来做好对比实验，这样的指导才会有效。实验记录表的设计难度不大，教材中也提供了一个范例，教师简要讲解就行，必须要记录影响实验结果的因素和实验结果的变化。学生分组制定计划，设计实验记录表。考虑课堂教学时间，建议各组选一个问题制定实验计划和实验记录表。教师要注意巡视指导，个别的问题小组教师可以指导到位，发现学生计划制定中普遍存在的问题，要在学生完成计划后，组织集体讨论，进一步完善计划。注意充分利用教材中第7～8页的计划和记录表的留白，无需另行准备白纸。按计划实施探究活动，提示学生及时记录实验结果。小组分析实验记录表，填写实验结论。总结交流，成果共享，师生共同总结得出：通过实验研究发现电磁铁磁力的大小与电池的节数，线圈的圈数有关。拓展设计“超级”磁力电磁铁设计“超级”磁力电磁铁，是对前面研究成果的综合利用，学生必须考虑哪些方法可以加大电磁铁的磁力。活动建议采用比赛的方式进行，看哪组的电磁铁磁力超级强。如果课余学生对其它因素也进行了研究，比赛还可以延伸课后，这样可以激发学生更大的探究热情。评价建议评价的主体可以多元，学生、教师、家长都可参与进来。评价的方式以师评为主，主要评价各组计划的制定情况，“超级”磁力电磁铁的设计制作情况，影响电磁铁磁力大小的因素课外探究情况。本课教学札记课程资源影响电磁铁磁力大小的因素电磁铁的磁力来自于线圈的电生磁。所以单位截面积中,线圈所流过电流的总数即是决定磁力多寡的最大因素。要让单位截面积中电流增加,可以：1.加大电压,根据I=V/R,V↗則I↗。2.加大线圈数,同一截面积中,若线圈电流固定,通过的线圈数↗,总电流↗。3.若线圈数固定,可减低电阻,以得到较大电流。根据I=V/R,R↘则I↗。R=0時,即为超导体,此时I=V/R公式不再适用,要用别种方式来算;电流虽然不是无限大,不过此时的电流仍是极为强大的。4.线圈环绕的中心,加入磁性材料,例如加入了铁芯,就比中心是空的磁力增强很多倍。5.不过当电流到一定强度后，电流越强,加入磁性材料所能增加的磁力也愈來愈不明显。因此科学用的超高磁力的电磁铁,中心是空的。3电磁铁的磁极学生经历了前两课的学习，获得了对电磁铁的一些认识，会发现它和磁铁有许多相同之处，学生纵向的思维会联想到电磁铁可能也会有南北极。那么，本课的编排正是依从了学生的思维发展状况，开放性地让学生探究改变电磁铁磁极变化的因素，从而获得对电磁铁的性质较为全面地认识。最后让学生比较磁铁和电磁铁的相同和不同，帮助学生梳理这方面的认识。教学目标科学探究依据实验，对改变电磁铁磁极的因素做出猜想。针对可能改变电磁铁磁极变化的因素，制定计划并实施探究活动。归纳概括出改变电磁铁磁极的原因及电磁铁与条形磁铁的异同。情感态度与价值观培养学生实事求是，认真细致，与人合作的实验习惯。科学知识知道电磁铁也有南北极。知道电磁铁的磁极是可以改变的。知道电磁铁和条形磁铁的异同。教学建议教学准备电池，电池盒，导线，铁钉，小磁针。课时分配建议本课建议用1～2课时。教学导入开门见山，提出问题：电磁铁也有南北极吗？这样的导入不但可以节省教学时间，而且能激发学生的探究兴趣。活动1电磁铁的磁极在学生的学习活动中，思维活动是最基本的活动。本活动先让学生将电磁铁靠近指南针，学生在发现电磁铁也有南北极的同时，还会发现各组电磁铁的磁极不同。实验的结果更能进一步引发学生的思维活动，继而做出合理的猜想，然后分组独立地完成实验计划的制定并在完善计划的基础上实施探究活动，做好实验记录，最后分析得出实验结论。由于学生在前面已经学习了计划的制定方法，那么这个活动是个“放”的过程，教学时应放手让学生自主设计展开探究，找出改变电磁铁磁极的原因。活动建议：实验获取事实，提出问题教学时先组织各组制作一个电磁铁，分别用钉尖和钉帽去靠近指南针实验，并指导学生观察并思考，实验中有什么发现？说明什么？要求学生判断电磁铁的钉尖和钉帽的磁极，并填写在教材第9页的表中。这个表格在教学时要充分利用好，一种方式是小组实验结束后，相邻的小组统计一下实验结果，当发现不一样的时候，学生肯定会将小组间的电磁铁做比较，从而为后面的猜想获得事实上依据。另一种方式是教师在黑板上画出一个大表，各组完成实验后派一名同学将结果填写到大表中。其结果会引发学生的思考：为什么有的小组钉尖是南极，有的小组钉尖是北极。教师可以选择性地展示3个小组的电磁铁，让学生观察比较一下。做出猜想猜想改变电磁铁磁极的原因可能有哪些时，可以让每个学生独立填写教材第9页的表格，然后在小组内说说自己猜想的依据。也可以以小组为单位在讨论的基础上做出猜想。制定计划这是一个由学生相对独立制定计划的过程，但教师要注意，这也是学生第一次独立制定计划，所以学生制定完毕后组织交流、完善计划的过程不可少。教师可以有选择性的展示两份研究内容不同的计划和实验记录表，让学生评价其内容应包括研究的问题、自己的猜想、材料的准备、实验方法的可行性、实验步骤的安排合理性、实验中应该注意的事项，及实验条件的控制等等，教学中要给出时间让各小组修改、完善实验计划和记录表。各组按计划实施探究活动，提示学生及时记录实验结果。小组分析实验记录表，填写实验结论。全班交流总结：通过实验探究发现，改变线圈缠绕的方向，改变线圈两端连接的电池正负极可以改变电磁铁的磁极。活动2电磁铁与条形磁铁比较电磁铁和条形恒磁铁的异同，这是学生认识并研究了磁铁和电磁铁的性质之后，很重要的一次整理。通过这次比较，学生找出它们的异同后，就能较为全面地了解电磁铁和磁铁的性质，为后面学习电磁铁的应用奠定基础。教材之所以强调要用实验用的条形磁铁与电磁铁比较，是因为学生自制电磁铁与条形磁铁的外形及磁极位置较为相似，直观性强。活动建议：讨论：电磁铁与实验用的条形磁铁有哪些相同和不同？教学时各组可以选定一名记录员，记录讨论发言的情况。各组整理讨论结果，填写电磁铁与条形磁铁的异同记录表。全班交流总结。有实物投影仪的学校，教师可以将一份记录表投影出来。如果没有，可以请某个同学介绍自己的填写结果，全班同学看后或听后再进行补充或提出不同意见。不同点：磁铁磁性永久，电磁铁通电有磁，断电无磁；磁铁南北极位置不可以改变，电磁铁的磁极可以改变；磁铁磁力大小不变，电磁铁磁力大小可以改变；磁铁使用简单，电磁铁使用较麻烦；磁铁没线圈，电磁铁有线圈；相同点：都有磁性；都有南北极；同极相斥，异极相吸。评价建议重点评价各组探究电磁铁磁极变化原因的实验计划制定情况，另外学生在整个探究过程中的思维活动，与他人的合作情况都是本课评价要关注的内容。本课教学札记课程资源怎样根据安培定则判断通电螺线管的磁场首先，应当明确决定螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管中电流的环绕方向，而不是螺线管的绕法和电源正、负极的接法。其次，安培定则中“电流的方向”指的是螺线管中电流的环绕方向，要让弯曲的四指所指的方向跟螺线管中电流环绕方向相一致。具体运用时可分三步进行：如图所示，（1）标出螺线管上电流的环绕方向；（2）由环绕方向确定右手的握法；（3）由握法确定大拇指的指向，大拇指所指的这一端就是螺线管的N极。4生活中的电磁铁电磁铁磁性的有无、强弱是可以控制的，电磁铁的这些特性正好反映了它的优点，因而广泛应用于生产中。本课由“自制蜂鸣器”和“了解电磁铁在生活中的应用”2个活动组成，学生通过自制蜂鸣器，初步了解其工作原理，通过教材图片介绍和资料查阅的方式，学生对电磁铁在生活中的应用会有更多的了解。教学目标科学探究自制简易蜂鸣器，并探究其工作原理。用查阅资料的方式，更多地了解电磁铁在生活中的应用。综合运用所学电磁铁的知识，设计自己感兴趣的电磁铁工具。情感态度与价值观乐于用学到的关于电磁铁的知识解决自制蜂鸣器中存在的问题。意识到电磁铁在生活中的应用很多。科学知识知道电磁铁在生活中的应用，利用的是电磁铁磁性的有无、磁力大小可以控制的特性。教学建议教学准备制作蜂鸣器的材料，电磁铁在生活中的应用影像资料或图片资料，废旧电铃、电话听筒、玩具车马达等。课时分配建议本课建议用1课时。教学导入问题引入：电磁铁有哪些特性？想想利用这些特点，电磁铁能应用于哪些方面？问题的提出帮助学生回顾刚学过关于电磁铁特性的知识，唤起学生对电磁铁应用方面已有的认识，并引发学生进一步的思考。活动1自制蜂鸣器这个制作活动，教材提供了制作示意图，无需学生设计。因此活动的意图在于利用自制的蜂鸣器，研究其工作原理。在学生制作蜂鸣器的过程当中，可能会出现塑料片没有振动或振动幅度很小的问题，教师应让学生运用所学的电磁铁性质寻找原因并解决问题。活动建议：依照教材提供的示意图，组装蜂鸣器。制作前还需提醒学生注意安全，防止组装时图钉等物件伤到手。接通电路，让蜂鸣器开始工作，仔细观察电磁铁是怎样工作的。交流小结蜂鸣器发声时塑料片振动的原因：当接通电路时，电磁铁产生磁性，塑料弹片上的铁片被钉帽吸引，这时，塑料弹片上的触点与导线的连接断开，电磁铁磁性消失，塑料弹片弹回，当触点重新与导线连接时，塑料弹片上的铁片再次被电磁铁的钉帽吸引，就这样，塑料弹片因电磁铁磁性的有无，而产生振动发出声音。共同检查解决蜂鸣器中塑料片没有振动或振动幅度很小的问题。首先要检查电路，为了减少因电路不通而出现蜂鸣器不工作的状况，教师在上课前应检查材料，保证提供的材料如电池盒，开关等接触良好。当检查电路没问题时，重点是要调节触点的位置，保证当电磁铁磁性消失后，塑料弹片弹回来，触点能重新与导线接通。如果是塑料片的振动幅度小，主要是要增加电磁铁的磁力，这可以增加电池节数，增加电磁铁的线圈圈数来解决。教学时切忌直接告诉学生，应给足学生思考和解决问题的空间和时间。因为这是学生对前面所学知识的综合运用，学生已有的知识和经验，加上积极的思考，小组同学集体的智慧，应该相信学生能自己解决问题，让他们去体验冥思苦想，反复实验的过程，去享受最后成功的喜悦。在这一过程中教师的为个别的小组提供适当的帮助还是必要的。活动2了解电磁铁在生活中的应用教材用图片呈现了生活中一些利用了电磁铁的设备，教学时应让学生找出这些设备中哪些地方用到了电磁铁，并通过查阅资料和相互交流的方式，更多地了解电磁铁在生活中的应用。活动除了要达到上述目标外，还要让学生感触到，原来生活中很多地方都要用到电磁铁，它解决了我们生活中的很多实际问题，为我们的生产、生活带来了方便。在了解电磁铁的应用时，并不要求探寻这些电磁铁装置的具体工作原理，只要求学生大致了解我们生活和生产中有哪些物品利用了电磁铁。活动建议：介绍电磁铁在生活中的应用。有条件可以找到相关的影像资料，当然也可以借助实物或图片资料，最好能呈现其内部构造，帮助学生更好地寻找哪些地方用上了电磁铁。学生查阅资料，了解生产、生活中还有哪些地方用到了电磁铁的活动可以布置学生课后完成，让他们开始留意生活中用到电磁铁的设备。阅读指南车信箱资料。有条件的话可以播放一段磁悬浮列车的影像资料，或者请坐过或见过磁悬浮列车的同学做些介绍，教师也可以补充讲述一些磁悬浮列车的内容。指南车信箱资料的提供，师生共同的讲述会让学生感叹科技力量给我们生活带来的巨大变化。拓展我利用电磁铁设计……这是一个创新性的活动，活动建立在学生了解了电磁铁工作的基本原理上，建立在了解了生活中大量利用电磁铁的设备的基础上。根据学生已有的知识层次，因此教材将学生的设计定位在：一是选择自己感兴趣的电磁铁工具，分析它的利弊，这种设计是对某种设备的改进，而不是全新的；二是设计要求符合现实的需求，要考虑其用途、外形、所需材料、对环境的影响等因素。教材用了一个示例，供学生参考。教学时要求不要太高，学生可以是对某个设备提出一个改进的设计，也可以是利用电磁铁设计的一个玩具等，教师都需要对学生进行肯定和鼓励。另外可以提倡学生合作完成设计甚至将其制作出来。评价建议学生在“自制蜂鸣器”的活动中动手能力、思维能力以及利用电磁铁进行的设计体现的创新性是本课评价的主体内容。本课教学札记课程资源磁悬浮列车技术简介磁悬浮列车利用了电磁铁同性相斥的原理，地上不放置永久电磁铁，只安装一个不结线的线圈，当移动的磁力线穿过线圈时，就产生电流电磁感应现象，这时地上线圈内因有电流流动而变成磁体。装有电磁铁的车体在轨道线圈上移动时，就会产生斥力，使列车悬浮在导轨上。改变列车速度是通过变换频率实现的，这个变换频率和电力的装置称为双向离子变频器。磁悬浮列车有两种，一种是超导的，一种是非超导的。目前在上海建设的实验线就是常规的、非超导的。早在20世纪60年代初，日本就提出要研制超高速的磁悬浮铁路计划，以达到时速500公里以上的目标。在研制磁悬浮列车的世界角逐中，德国是日本的最大竞争对手，而这两个国家的磁悬浮列车在设计上截然不同：日本采用电动悬浮方式，也称为超导磁力浮上方式，用超导磁体与轨道导体中所感应的电流之间的相斥使车辆浮起；德国不用超导磁体，而采用电磁悬浮方式，即为常导磁浮方式，将铁芯电磁铁设置在车体的下方，导轨为磁铁，而使车体浮起。目前，日本在宫崎试验线上已创造时速高达517公里的纪录，并已从空载试验进入载入试验阶段。电磁继电器的工作原理人直接操作高压电路的开关是很危险的，因此我们希望通过控制低压电路的通断间接地控制高压电路的通断．利用电磁铁制成的电磁继电器，帮助我们解决了这个问题．其示意图如下：A：电磁铁．B：衔铁．C：弹簧．D：动触点．E：静触点．

工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使D和E接触，工作电路闭合．电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路．电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关．单元教学评价第2单元地球的运动本单元指导学生研究地球的运动及因地球的运动而引发的自然现象。按照从学生身边可接触到事实的研究到原理的发现顺序，设计了“太阳和影子”、“昼夜交替”、“昼夜是怎样形成的”、“一年四季”和“四季是怎样形成的”5课书。其中，现象包括阳光与影子、昼夜交替、一年四季，原理包括昼夜是怎样形成的、四季是怎样形成的。本单元引导学生通过实验（大多是模拟实验）和阅读，认识太阳、影子和温度的关系，知道昼夜变化与四季变化对动物、植物的影响，知道昼夜与四季形成的原因，同时了解人类探究地球运动的有关历史。通过观察地球仪自转和公转的模拟实验，培养学生观察能力，空间思维和想象力，分析概括能力，小组合作学习能力。对于宇宙的空间想象能力的训练，是本课的难点。本单元教学中教师应始终注意指导学生想象太阳之大，照在地球上的均为平行光线，地球运动中地轴的方向始终是倾斜不变的。本单元教学时间可安排7～8课时。1太阳和影子季节变化的主要特征是气温的变化，气温的变化是因为阳光对地面照射角度变化以及昼夜长短的变化而引起的。而太阳高度不同时地面上物体的影子也会随之发生变化，所以学生直接观察地面上物体影子的变化，就可以判断太阳高度的状况。研究太阳、影子与气温的关系也是为本单元后面的研究四季变化（气温的变化是其最明显的特征）做准备。本课设计了“太阳、影子和气温”、“影长和气温的关系”和“制作太阳钟”3个活动，指导学生通过观测阳光下影子与气温的变化，记录并分析数据来了解太阳、影子和气温三者的关系，通过模仿古人的“日晷”制作太阳钟的实践活动，加深学生对阳光下影子变化规律的理解。太阳高度指的是太阳光入射的方向和地平面之间的夹角。关于太阳高度的教学，课标中已删减了“测量太阳高度的方法”。那么教学时教师要利用好学生日常的用语和经验，如太阳都那么“高”啦，这里所说的“高”也是太阳高度大了，太阳都晒头顶上啦，指的是一天中太阳高度最大的时候。教学目标科学探究能绘制温度变化曲线图和物体影子长度变化曲线图，并能分析曲线图发现一天里温度与影子长度的变化规律。培养、训练学生的空间思维与想象力。设计制作一个太阳钟。情感态度与价值观能与同学团结合作，开展小组的研究活动。科学知识知道一天里太阳在天空中位置的变化情况及所引起的太阳高度的变化情况。认识一天中随着太阳高度的变化，物体的影子会发生方向与长度的变化。认识一天中气温也会随着太阳高度角的变化而变化。知道能够利用影子的变化来测定时间。知道太阳每天在天空中的运动模式，能利用太阳辨认方向教学建议教学准备：粉笔、卷尺（米尺）、铅笔、绘图纸、直尺、厚纸板（或小木板）、竹杆（或小铁丝）等。课时分配建议：本课建议用2～3课时。教学导入：本课从学生已有的经验与知识入手，首先引导学生认识太阳在天空中的位置变化，并利用太阳来辨认方向。活动1太阳、影子和气温学生依据已有的知识和经验预测一天中太阳的位置、物体的影子与气温是怎样变化的，然后设计观察计划，按照计划进行观察，对获得的数据进行分析，找出阳光下物体影子长度的变化与温度的变化规律。观察数据的获得是本课教学的保证。活动建议：1．本活动可以分为两段进行。前一段在教室内，利用插图和学生已有的知识与经验，引导学生先讨论一天里太阳的位置变化情况、太阳与影子的关系、一天里气温的变化情况。然后根据讨论得到的共识对一天里太阳的位置、太阳下的影子和气温的变化情况做出预测并设计观测计划。后一段到室外上课，把学生带到向阳的地方分小组进行观测活动。2．选择空旷地直立的物体影子做为观察的对象，如果没有可以用来观测的对象，亦可以在小木板上立一根小杆，再将其放在阳光下用来观察。3．本课的观测活动时间较长，要观测并记录一天中影子和气温的变化情况。教师要结合上下课时间做好定时观测记录的安排，做到既不影响学生的正常学习又要完成定时的观测与记录。4．对阳光下影子的变化平时人们更多地注意是长度的变化，所以在本次活动中要特别引导学生关注影子方向的改变，为认识日晷做好铺垫。在指导学生观测阳光下物体影子的长度变化时，要注意提示学生：（1）形成影子的标志物不能移动（2）观察中应注意记录太阳的位置与太阳高度、影子的方向与长短。5．本课只完成观测活动的数据采集，下一节课再组织学生汇报各小组的观测活动、交流记录的数据，并结合活动2的绘制曲线图对数据进行分析。活动2影长与气温的关系这是上一个活动的后续，活动要利用上一个活动记录在表格中的数据绘制曲线图。通过曲线图的分析，让学生感受应用曲线图对数据进行处理比表格更直观。活动建议：1．为了使绘制更准确，最好先让学生用铅笔在曲线图上画。2．对曲线图进行分析时，要让学生知道：曲线图能明白地显示数据的对应关系；曲线形象地表示了数据的变化规律，曲线的陡斜程度表示了变化的程度。3．对照分析两条曲线时学生应该能够发现一天里物体影子长度与温度是同步的变化，让学生找到影子长度的变化与温度变化的关系：影子长、气温低；影子短、气温高。最后建立“影子长——太阳的高度角小——气温低；影子短——太阳的高度角大——气温高”的认识，为认识四季的成因打下基础。活动3制作太阳钟本活动让学生正确利用阳光下影子的变化规律进行太阳钟的设计和制作，并用自制的太阳钟测时间。这是建立在学生了解了古代的太阳钟——日晷的基础上，学生可以参照日晷的结构设计制作，更应该鼓励学生进行创新设计。活动建议：1．在制作太阳钟之前要让学生借助一定的方式充分了解日晷的结构，知道其测时的原理，有条件的学校可以提供日晷的实物模型让学生观察与进行测时实践。2．自制太阳钟不要求学生制作出规范的日晷，只要正确利用了阳光下影子的变化规律，来进行测时即可。3．制作好的太阳钟要在钟面上标出时间刻度，也就是要在阳光下绘出指针的影子，这需要一天的时间。这是制作的难点，课堂上师生应共同讨论进行的方法，而给太阳钟标刻度、使用自制太阳钟测量时间等其他的活动建议安排学生在课后进行。评价建议本课可以从下面几个方面来对学生进行评价：能否认真地观测和记录太阳的高度角变化、物体影子的变化与气温的变化。能否正确地绘制曲线图。自制的太阳钟制作工艺怎样？能否利用阳光下影子的变化来测定时间。本课教学札记在活动中能否与同学团结合作。本课教学札记课程资源日晷日晷，又名“日规”，是古代利用太阳光照射指针投影在刻度盘上以测定时刻的仪器，秦汉时期已流行于民间。日晷的主要部件是一根表（指针，称为晷针）和刻有时刻线的晷面。日晷按晷面所放的位置不同，分为赤道日晷、地平日晷、立晷、斜晷等，最常见的是赤道日晷和地平日晷。赤道日晷是在石刻的圆盘（即晷面）中心安装一根铜制或铁制的指针，指针与晷面垂直。晷面放置在一个石台上，南高北低，与赤道平行，指针上端正指北天极，下端正指南天极。晷面的上下两面均刻有子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥12个时辰，刻度均匀。太阳出来后，晷针的影子落在哪个时辰的刻度上，即说明此时是什么时辰。每年春分以后，取影计时看晷面上面的影，秋分以后看晷面下面的影。地平日晷的晷面水平放置，晷针不是垂直于晷面，而是呈倾斜状指向北天极。晷针与晷面之间的夹角为北极星的地平高度，亦即当地的地理纬度。同时晷面上的刻度也不均匀。自制日晷取一块光滑平整的圆板，从图板的中心每幅15°画一条线，把圆周均分为24份，表示24小时。在每一等份里再细分成4份或6份，每份表示一刻钟或十分钟。圆板的正反两面都照上述方法画好刻度，并标上数字，从0到23，一面顺时针方向标，另一面逆时针方向标，两面的0时和0时，12时和12时，分别对准。用一根针垂直通过圆心，固定在图板上，与圆板垂直。把图板安放在一个支架上，安放时注意：（1）数字顺时针标的那一面朝上（即朝北），逆时针标的那一面朝下（即朝南）（2）12时在下，0时在上；（3）朝上一面的指针指向北极星。这样便做成了一具赤道日晷。一天中最高气温不在中午的原因地面温度的升高，主要是地面吸收太阳辐射能量多于散失能量的结果。太阳光照射到地面上，晒热了地面，地面吸收的热再放出去烘热空气，空气热量主要是从地面间接地得到的。所以地面受热越多，空气温度也越高。虽然中午的太阳光照射地面最接近直射，地面和空气受热最强，但在中午以后的一、二小时内，地面放出的热量，仍是少于地面从太阳所得到的热量，这样地面温度仍能继续升高，空气温度也随之升高。一直等到地面放出的热量等于太阳所供应的热量时，地面温度停止上升，空气温度和地面温度相同时气温也不再升高了。因此一天中温度最高的时候不是正午，而是午后一、二点钟的时候。太阳下山后，空气和地面都同时失去了太阳光热的供应，开始不断地散失热量，气温也就不断降低。到第二天太阳出来，地面开始接收光热辐射，空气温度也逐渐上升，所以黎明前是一天中温度最低的时刻。太阳高度与气温同样一束太阳光，直射地面时所照射的面积要比斜射地面时小，因此，受太阳光直射的地方，单位面积所得到的热量必定大于受太阳光斜射的地方。太阳直射和斜射的程度可以用太阳高度角h来表示。太阳高度角h就是太阳光入射的方向和地平面之间的夹角。太阳高度角等于90°时是直射，小于90°时是斜射。显然，太阳高度角越大，单位面积所接受到的太阳热量就越多。我们感觉到中午的阳光强，气温高；晨昏的阳光弱，气温低，夏天的阳光强，气温高，冬天的阳光弱，气温低，就是因为中午的太阳高度角比晨昏大，夏天的太阳高度角比冬天大的缘故。日照时间的影响则是：日照时间越长，地表接受到的太阳热量也就越多参考资料亲子共读——四季百科(共4册，春天的问题、夏天的问题、秋天的问题、冬天的问题)作者：王公惠等（可供本单元参考）2昼夜交替昼夜交替形成了地球上生物的不同生活习性。本课指导学生探究昼夜变化对生物行为的影响。教学目标科学探究制定研究动植物是怎样适应昼夜变化的计划设计实验研究昼夜变化对动植物行为的影响。情感、态度与价值观在研究活动中不伤害动物、不损伤植物，学会关爱生命。科学知识知道昼夜变化会影响动植物的行为。教学建议教学准备：常见动、植物的图像资料、小猫（或其他小动物）、手电筒等。课时分配建议：本课建议用1课时。教学导入：人们日出而作、日落而息，这是小学生熟悉的事。本课就是从学生的身边说起，所以教学的导入可以由学生自己来说、自己来议。昼夜变化会影响人们的行为，会不会影响动、植物的行为呢？由此导入活动1。活动1昼夜现象对动、植物的影响教材选择呈现了5种动物和3种植物，以它们为例来引导学生由浅入深，由点到面地了解昼夜的交替对动植物的影响。依从这种编写思路，教学时建议：1．本活动应该分两个阶段来完成。第一阶段是了解教材中例举的动、植物的行为因昼夜变化而受到的影响；第二阶段是了解昼夜变化对其他动、植物的影响。让学生对此有更多地了解。2．教材选择的实例中，5种动物，学生一般都了解它们的行为习惯，所以先可以让学生来说。学生已有知识的特点大多会是零乱的，教师应做的工作是帮助其对已有知识进行疏理。这3种植物因为对昼夜变化有较明显的反应而被教材选用，其中太阳花与昙花是学生不熟悉的，另外光照对动植物繁殖的影响，都需要教师的讲解。3．本活动的教学不能只采取让学生讨论、交流的方式，单一的教学方式会让学生产生疲倦感而对学习失去兴趣。教师应该准备一些动、植物白天与夜晚不同状态的图像资料让学生观察，直观的感知，能给学生更深刻的印象，提供更多的实例。另外，学生课外获取的相关知识，也是本活动中很好的资源，可以让学生进行介绍。活动2选择一种动物，研究它是怎样适应昼夜变化的本活动是前一个活动的延续，进一步研究动植物是怎样适应昼夜变化的。对于学生的研究，教材采用的是“教”（研究猫）与“扶”（自己选择动物）的办法，所以提供了研究范例。活动建议：选择猫作为研究对象是因为猫的性情温顺，不会伤害学生；猫眼对光线的反应灵敏，实验效果明显。也就是说对小学生来说这个研究具有可操作性，如果要换用其他动物来进行研究，可操作性是首先应该考虑的。2．本活动为分组活动，可以让不同的小组研究不同的动物。实验结束后再用交流、汇报的方式使学生获取更多的认识。3．活动中要教育学生减少对动物的伤害，以培养学生爱护小动物的情感。拓展研究昼夜对植物的影响本活动对学生的研究采用的是“放”的办法，让学生自己选择植物、设计研究方法，独立完成研究活动。活动建议：观察昼夜对植物的影响需要较长的时间，不宜在课堂完成，所以本拓展活动应该安排在课后。教师应该做好组织安排工作，使活动能顺利完成。对于植物是怎样适应昼夜变化的问题也可以用接受式探究的方法来进行研究，即指导学生用查阅资料的方法来完成研究活动。评价建议本课可以从讨论、交流中的发言情况和研究动物中的表现、对动物的关爱行为等方面去评价学生。本课教学札记本课教学札记课程资源昙花昙花，仙人掌科，多年生直立灌木状草本，高约1米。茎扁平，叶状，边缘波状。花着生于边缘凹处，花筒下垂，花朵翘起，外面带红色，里面纯白色；雄蕊多数成束，花柱突出于外，柱头线状，16～18裂。花晚上开放，有清香，清晨即凋谢。花期夏秋。昙花原产墨西哥和危地马拉，现各地广泛栽培。性喜阴湿，耐旱，忌强光，怕涝，不耐寒，越冬温度为15度左右。繁殖用叶状枝扦插，成活容易。昙花为美丽的盆栽观赏植物，叶及花均可药用。太阳花原产南美巴西。我国各地均有栽培。

1年生肉质草本，高10～15厘米。茎细而圆，平卧或斜生，节上有丛毛。叶散生或略集生，圆柱形，长1～2.5厘米。花顶生，直径2.5～4厘米，基部有叶状苞片，花瓣颜色鲜艳，有白、深、黄、红、紫等色。蒴果成熟时盖裂，种子小巧玲珑，棕黑色。6～7月开花。

园艺品种很多，有单瓣、半重瓣、重瓣之分。喜温暖、阳光充足而干燥的环境，阴暗潮湿之处生长不良。极耐瘠薄，一般土壤都能适应，而以排水良好的沙质土最相宜。能自播繁衍。见阳光花开，早、晚、阴天闭合，故有太阳花、午时花之名。

向日葵又称葵花，因为它总是朝着太阳生长，人们又叫它朝阳花。向日葵是一年生的草本植物，茎直而粗壮，有白色粗硬毛。叶片呈心脏形，边缘有缺刻或锯齿。向日葵的头状花序组成一个大花盘，生于茎顶。花盘中央为管状花，传粉后可形成果实，就是人们常说的葵花子。花盘边缘是舌状花，主要作用是引诱昆虫。舌状花外面是绿色的总苞，起保护作用。向日葵的故乡是美洲。现在世界各地都有栽培。向日葵的种子含脂肪较多，所以向日葵是一种油料植物。昼夜变化对动物的影响蝴蝶是昼出活动的昆虫，每当早春或深秋的清晨，在田野里，常可见到一些蝴蝶张开了翅膀，面向太阳取暖，等到体温上升到各自需要的活动始点时，它们才会开始活动。这种现象若到3000－4000米的高山上去观察，可以看得格外清楚。当太阳从云层里穿出而光热照射到大地上时，就可以看到各式各样的蝴蝶活跃地四处翩飞。假如太阳忽被云层遮蔽起来，那末它们就立刻停止了活动，瞬之间，竟然完全看不到一个蝴蝶的影踪。当太阳重新照射时，它们又活跃如前，象这样有规律地一次又一次地重演着。薄暮来临时，它们就各自选择安静和隐蔽的场所，进行栖息。与蝴蝶相反大多数的蛾则是昼伏夜出活动的昆虫。日照时间的长短对动物的繁殖活动有影响，如鳟鱼的生殖器官要在短日照的刺激下才能成熟，常在12月产卵。阳光还能影响动物的生长发育。有人做过试验：蚜虫培养在连续光照或连续无光照的条件下，产生的个体大多没有翅；培养在光暗交替的条件下，产生的个体大多都有翅。参考资料探索大自然的昼夜(精)/探索丛书作者：（法）勒内·梅特勒（法）加里玛·朱丽斯译者：薛冰3昼夜怎样形成的本课在学生了解了地球上昼夜交替出现的现象后，教材设计了“模拟昼夜的形成”、“傅科摆”和“谁先看到日出”共2个活动和1个阅读，指导学生研究昼夜交替形成的原因。通过2个模拟实验（教材第25页）对昼夜交替现象的成因提出了2种假设，然后引导学生在通过阅读资料（教材第24页指南车信箱）对这2种假设进行分析，从而建立正确的认识。教学目标科学探究能用查阅资料与模拟实验的方法来探究昼夜交替的成因。培养学生的空间想像力。情感、态度与价值观能尊重不同的意见的存在，并能进行去伪存真的分析与选择。科学知识了解古人对昼夜成因的猜想。知道地球在不停地自转，自转一周为一天，需24小时。知道昼夜交替是因为地球的自转形成的。教学建议教学准备：小地球仪、手电筒。课时分配建议：本课建议用1课时。教学导入：可直接提出问题引入教学：“昼夜交替的现象是怎样形成的？”。活动1模拟昼夜的形成活动通过辩论、模拟实验、阅读的方式，充分调动学生的思维，积极探究昼夜的形成原因，用发现式探究和接受式探究相结合的方式，认识昼夜交替是由于地球的自转形成的。活动建议：1．模拟昼夜形成实验的器材宜选择小地球仪来代表地球，选择手电筒（或其他光源）来代表太阳。若没有地球仪，可以找一个大小适当的任何球体来制作一个地球仪。方法是先在球面画上赤道和经纬线，再把球体穿在铁丝做的轴上，然后装在支座上。安装时须注意：地轴和支座的铅直线之间应有约23.5度的夹角。2．在实验中要让学生明白，光源代表太阳光，地球仪代表地球。实验时要指导学生认真观察，认识地球被照亮的部分是白天，照不到光的部分是黑夜。地球上总是有一半的地方处在白昼，一半的地方处在黑夜。还可以在地球仪上任何确定一个点，要学生说一说这一地区什么时候是黎明、什么时候是中午、什么时候是傍晚。若光源的光强度不够，实验时就应该将教室的门窗遮起来，在黑暗的环境里地球仪上的“昼夜变化”才会比较明显。3．实验前应提出，在什么情况可出现实验中地球仪上白天黑夜交替出现的现象？学生可提出2种假设：⑴地球自转⑵太阳绕地球转。在提出对昼夜形成的原因的这2种不同猜想后，应该放手让学生在模拟实验过程中找到验证自己猜想的两种不同的实验方法。组织学生阅读教材第24页的资料，了解人类对地球自转运动的认识过程。最后，帮助学生初步建立地球自转使地球上形成昼夜交替的认识。阅读傅科摆傅科摆是直接证明地球自转的一种装置。其原理较复杂，所以教材只提供了此事实，指导学生进一步用前人已有的科学研究事实来验证学生自己的假设。这是一个阅读活动，让学生通过阅读了解傅科对地球运动的研究，确认昼夜是由地球的自转形成的。也就是说这个活动实际是给上一个活动中产生的争论做一个仲裁、给学生的探究做一个结论。活动建议：指导学生阅读时，教师要注意：在认识地球运动的科学探究史里，“傅科摆”是一个验证性的实验。在这之前哥白尼等科学家已经发现了地球的自转运动。教材告诉学生：地球是自西向东自转的。这个自转方向是怎样确定的？我们应该让学生弄明白。学生在四下已认识了运动与静止的相对性，那么在这可以借助上个实验中的器材来演示，让学生理解我们是从太阳东升西落的现象来判断出地球自转方向的。活动2谁先看到日出这个活动是一个指导学生应用所学知识解决问题的评价性活动。活动中要理清层次，引导学生的思维从利用前面所学先做出判断，然后用模拟实验来验证自己的判断是否正确。活动建议：1．问题提出来后先要指导学生仔细地观察地球仪，然后在地球仪上找到北京与乌鲁木齐，让学生知道北京与乌鲁木齐的相对位置关系是一个在东、另一个在西，再引导学生进行讨论，说一说哪个城市的人会先看到日出，并要说出自己的判断根据是什么。2．实验验证，做这个实验难度不大。对有困难的小组教师可以提示学生注意地球自转的方向是什么？让学生自己在地球仪上找出更多的地点，判断不同地点看到日出前后情况的比较。阅读与讲解：极昼和极夜现象。指南车提供的资料，学生会很感兴趣，需要提示的是在这只要学生了解这种现象，而不要研究其成因。评价建议本课教学札记本课可以从在活动中是不是敢大胆发表自己的看法与是不是能认真听取不同意见等情感态度方面来评价学生。本课教学札记课程资源傅科（1819～1868）法国实验物理学家，1819年9月18日生于巴黎。幼年时即喜欢精巧手工的创制活动。为此，他早年学习外科和显微医学，后转向照相术和物理学方面的实验研究。1853年由于光速的测定获物理学博士学位，并被拿破仑三世委任为巴黎天文台物理学教授。因为他博学多才，有多项发明创造，因此受各国科学界垂青，1864年当选为英国皇家学会会员，以及柏林科学院、圣彼得堡科学院院士。1868年被选为巴黎科学院院士。1868年2月11日逝世于巴黎，终年49岁。傅科的一生对物理学有多方面的重要贡献，尤其在力学、光学、电学方面更为突出。他的研究工作偏重于仪器的制备、新实验方法的设计、以及对物理量的精确测量。他的最出色的工作是光速的测定、“傅科摆”实验以及提出涡电流理论。1851年，傅科进行了著名的傅科摆实验。他根据地球自转的理论，提出除地球赤道以外的其他地方，单摆的振动面会发生旋转的现象，并付诸实验。他选用直径为30厘米、重28千克的摆锤，摆长为67米，将它悬挂在巴黎万神殿圆屋顶的中央，使它可以在任何方向自由摆动。下面放有直径6米的沙盘和启动栓。如果地球没有自转，则摆的振动面将保持不变；如果地球在不停地自转，则摆的振动面在地球上的人看来将发生转动。当人们亲眼看到摆每振动一次（周期为16.5秒），摆尖在沙盘边沿画出的路线移动约3毫米，每小时偏转11°20'（即31小时47分回到原处）时，许多教徒目瞪口呆，有人甚至在久久凝视以后说：“确实觉得自己脚底下的地球在转动！”这一实验又曾移到巴黎天文台重做，结论相同。后又在不同地点进行实验，发现摆的振动面的旋转周期随地点而异，其周期正比于单摆所处地点的纬度的正弦，在两极的旋转周期为24小时。振动面旋转方向，北半球为顺时针，南半球为逆时针。以上实验就是著名的傅科摆实验，它是地球自转的最好证明。地球自转的证明1543年，哥白尼在《天体运行论》一书中首先完整地提出了地球自转和公转的概念。此后，大量的观测和实验都证明了地球自西向东自转，同时围绕太阳公转。1851年，法国物理学家傅科在巴黎成功地进行了一次著名的实验——傅科摆实验，证明地球的自转。北京天文馆大厅中也有一个巨大的傅科摆，时时刻刻告诉人们地球在自西向东自转着。地球的自转地球绕其自转轴的旋转运动，叫做地球的自转。一般可以从地轴的空间位置，地球的自转方向、周期和速度等方面来说明地球自转的规律。地球自转轴简称地轴