教科版三年级科学下册第一单元 辨别方向 教案（2026春）

第一单元辨别方向

L根据太阳辨别方向

【教材分析】

本课是“辨别方向”单元的起始课，以任务驱动的方式引导学生理解方向的本质及其与太阳

运行的关系。学生将通过观察、模拟实验和推理，学习如何利用太阳在天空中的位置及其影子变

化来辨别东西南北方向，为后续学习利用自然物、磁铁辨别方向以及制作指南针奠定基础。

【学情分析】

三年级学生已具备初步的方向概念，知道“东升西落”的基本常识，但对于如何利用太阳位

置准确判断四个方向、如何通过影子变化反推方向等方法尚不系统。部分学生可能在实际操作中

混淆左右与方向的对应关系。教学中需借助直观图片、模拟实验和实践活动，帮助学生建立方向

与太阳运行的逻辑联系。

【教学目标】

［科学观念］

1.知道太阳每天东升西落，中午时位于偏南方向。

2.理解太阳的位置变化会导致地面上物体影子的方向和长度发生变化。

3.学会利用太阳的位置或影子变化来辨别东西南北方向。

［科学思维］

1.通过观察、比较不同时段太阳与影子的关系，归纳出太阳运行规律。

2.能根据模拟实验现象，推理出判断方向的方法。

［探究实践］

1.能通过模拟实验“太阳二直杆影子的变化”判断东西方向。

2.能在实际场景中尝试利用太阳或影子辨别方向。

［态度责任］

1.对利用自然现象辨别方向产生兴趣，愿意动手尝试。

2.认识到人类自古以来就善于观察自然、利用自然规律解决实际问题。

【教学重难点】

［重点］理解去阳位置与影子变化的关系，学会利用太阳或影子辨别方向。

［难点］通过影子变化反推方向，理解“影子方向与太阳方向相反”的规律。

【材料准备】

［教师］课件、方位图、手目筒、直杆、太阳轨道模拟器。

［学生］学生活动手册、方位图、手电筒、直杆、太阳轨道模拟器。

【教学过程】

一、导入

1.提问引导：如果你在野外迷路了，身边没有指南针，你会用什么方法来辨别方向？

2.视频观察：播放太阳东升西落短视频，提问：太阳每天从哪里升起？从哪里落下？

3.引出课题：古人就是通过观察太阳来定方向的，今天我们也来学习《根据太阳辨别方向》。

［设计意图］创设真实情境，以“野外迷路”为切入点，贴近学生生活经验，激发学习动机，

引发认知冲突。通过观看太阳运行视频，唤醒学生对“东升西落”的已有认识，为后续系统学习

做铺垫。引出古人辨向智慧，渗透科学史教育，增强文化认同感，明确本节课的学习价值。

二、探索

活动L讨论古人如何确定方向

1.出示图片，讲解古人如何根据日出日落定“东”“西”，再推出“南”“北”。

2.学生面向教室“东”方，说出前后左右分别对应什么方向。

活动2：观察阳光下影子方向的变化

1.回忆二年级知识：早晨、中午、傍晚的太阳分别在什么方向？影子呢？

2.引导学生总结：影子的方向总是与太阳方向相反。

1

活动3：模拟“太阳下直杆影子的变化”实验

1.介绍材料；方位图、直杆、手电筒（模拟太阳）。

2.小组合作：

①固定直杆在方位图中心。

②用手电筒从东侧照射，标记影子顶端为“1”。

③移动手电筒至西侧照射，标记影子顶端为“2”。

④连接“1”和“2”,判断东西方向。

记录并分享发现。

［设计意图］分层建构认知，从“古人方法”到“影子规律”再到“模拟实验”，层层递进，

帮助学生逐步建立“太阳一影子一方向”的逻辑链条。通过“面向东方说方向”活动，将抽象方

位与身体感知结合，突破“左右与方向对应”的难点。让学生亲历“模拟太阳一观察影子一标记

连线一推断方向”的全过程，培养观察、记录、推理的科学探究能力。小组分工操作，促进思维

碰撞，提升合作与交流能力。

三、研讨

1.现象解释：问模拟实验中的影子变化代表了什么？（太阳位置移动）

2.方法反思：讨论利用“太阳下直杆影子的变化”辨别方向有哪些不足？

（如：依赖天气、需要时间等待、精度有限、受季节影响等）

3.教师小结：太阳辨向是一种古老而有效的方法，但也有其局限性，后续我们将学习更多辨

向方法。

［设计意图］促进思维深化，通过追问影子变化的本质，引导学生从现象上升到规律，理解“太

阳运动一影子变化一方向判断”之间的科学联系。引导学生辩证看待方法的优缺点，认识科学方

法的条件性与局限性，为后续学习“多种辨向方法”埋下伏笔。通过指出该方法的不足，自然衔

接本单元后续内容，帮助学生建立“不断改进工具以更好解决问题”的工程思维。

四、拓展

课后在操场上用直杆影子法实地辨向，尝试不同长度的直杆，哪种更容易观察？

［设计意图］将课堂模拟实验迁移到真实场景，强化知识应用，提升解决实际问题的能力。通

过“不同直杆效果对比”的开放任务，引导学生自主设计小实验，培养变量控制与实证意识。

2.利用自然物辨别方向

【教材分析】

本课是“辨别方向”单元的第2课，在学生已掌握利用太阳辨别方向的基础上，进一步引导

他们观察并理解自然物（如积雪、树木、苔萍等）因受到太阳光照和热量分布不均的影响，在生

长或分布上呈现出的方向性特征。课程通过“观察现象一归纳规律一实地应用”的学习路径，帮

助学生建立“自然物特征与方向相关联”的科学观念，理解生物对环境的适应，并发展观察、比

较、推理的科学思维能力。

【学情分析】

三年级学生对自然界的动植物有一定生活经验，但很少系统观察其与方向之间的关系。他们

能理解“南边更暖和”，但对于“年轮疏密”“苔辞分布”“树叶茂盛程度”等现象背后的方向

性规律缺乏有意识的认知和连贯的解释。教学中需提供丰富的图片、实物或实地观察机会，引导

学生从现象中归纳规律，并理解其科学原理。

【教学目标】

［科学观念］

1.知道太阳光照和热量分布不均会导致自然物在不同方向上表现不同。

2.理解树木年轮、树叶分布、苔碎生长、积雪融化等现象与方向之间的对应关系（北半球）。

3.学会利用多种自然物的特征综合判断方向。

［科学思维］

1.通通匕较不同方向上自然物的特征差异，归纳出“南暖北寒”对生物与非生物的影响规律。

2.能根据观察到的自然物特征，合理推理出南北方向。

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［探究实践］

1.能通过图片或实物观察，识别自然物中蕴含的方向信息。

2.能在校园或熟悉环境中，尝试利用自然物特征辨别方向，并初步学习使用八个方位。

［态度责任］

1.对观察和利用自然物辨向产生兴趣，感受大自然中蕴藏的智慧。

2.认识到人类通过仔细观察和总结自然规律，可以更好地适应和利用环境。

【教学重难点】

［重点］理解并掌握几种常见自然物（树木、苔辞、积雪）与方向之间的对应关系。

［难点］理解自然物特征差异背后的科学原因（太阳光照与热量分布），并能综合运用多种特

征进行方向判断。

【材料准备】

［教师］课件（含积雪融化、年轮、树叶分布、苔辞生长等图片或短视频）、方位卡片、校园平

面图。

［学生］记录单、指南针（用于验证）、观察记录笔。

【教学过程】

一、导入

1.情境设问：如果在没有太阳的阴天，或者在茂密的森林里，我们还能用什么方法辨别方向？

2.引出话题：出示北极星图片，说明夜晚可利用北极星。提问：白天没有太阳时，大自然中

还有哪些“方向标”？

3.揭不课题：今大我们来学习《利用自然物辨别方向》。

［设计意图］从“无太阳时如何辨向”出发，引发认知冲突，激发学生寻找替代方法的兴趣。

通过北极星示例，暗示自然物中存在方向信息，为后续学习多种自然物辨向做好铺垫。

二、探索

活动1：观察积雪融化辨方向

1.出示屋顶积雪融化对比图，提问：哪边融化得快？为什么？

2.引导学生说出“南边阳光多、温度高，雪融化快”。

3.小结：积雪融化程度可帮助判断南北。

活动2：观察生物生长辨方向

1.树木年轮：出示年轮图片，引导学生观察疏密差异，总结“南疏北密”。

2.树叶分布：出示旷野中树木图片，观察哪边树叶更茂盛，总结“南茂北疏”。

3.苔辟生长：出示岩石上苔解分布图，观察哪边苔辞更多，总结“北湿南干”。

4.小组讨论：这些生物的生长特点为什么和方向有关？

活动3：在校园中实地辨方向

L出示校园平面图，明确任务：利用所学方法，判断校园中主要方向的自然物特征。

2.小组携带记录单，在指定区域观察树木、苔辞等，记录特征并推断方向。

3.使用指南针验证判断结果。

［设计意图］从非生物（积雪）到生物（树木、苔碎），从图片观察到实地验证，逐步提升学生

的观察与推理能力。每个活动均引导学生从现象归纳规律，并思考其科学原因，促进深度理解。

校园活动将课堂知识迁移到真实场景，增强学习体验与方向感，同时通过指南针验证，培养学生

实证意识。

三、研讨

1.归纳原理，提问：为什么这些自然物能帮助我们辨别方向？

2.反思局限，提问：利用自然物辨别方向有哪些不足？

3.教师小结：自然物辨向是古人智慧的体现，但使用时要多观察、多比较，结合多种方法综

合判断。

［设计意图］通过追问“为什么”，引导学生将零散的现象上升为“光照一温度一生物适应”

的系统理解。引导学生思考方法的局限性，认识到科学方法的条件性与相对性，避免机械套用，

培养辩证思维。渗透科学态度，强调观察要全面、判断要谨慎，体现科学探究的严谨性与开放性。

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四、拓展

如果你在森林里迷路了，周围没有明显的自然物特征，你还可以观察什么来帮助判断方向？

鼓励学生课后在小区、公园中继续寻找并记录更多可辨向的自然物，并尝试解释原因。

［设计意图］将学习方法应用于更复杂的情境，激发学生持续观察与探究的兴趣。自然物辨向

的多样性也为后续学习“多种方法综合辨向”奠定基础。

3.利用磁铁辨别方向

【教材分析】

本课是“辨别方向”单元的第3课，在学生已学习利用太阳和自然物辨别方向的基础上，引

入人工材料一一磁铁作为辨向工具。课程围绕“如何让磁铁准确指示方向”这一核心问题，引导

学生通过悬挂、水浮等实验，探究磁铁自由旋转后稳定指向南北的特性，认识磁铁的两极（N极

与S极），并理解其在不受干扰条件下可作为可靠的定向工具。本课为后续学习“磁极与方

向”“制作指南针”等课程奠定重要的知识与方法基础。

【学情分析】

三年级学生对磁铁有初步的生活经验，知道磁铁能吸铁，部分学生玩过磁铁玩具，但对于“磁

铁能指示南北”这一特性缺乏系统认知。学生可能知道“指南针”，但不清楚其原理与磁铁直接

相关。在操作上，如何让磁铁自由旋转、如何避免干扰、如何读取方向等均需教师引导。教学中

应突出实践性与探究性，让学生在“做中学”，逐步建构科学概念。

【教学目标】

［科学观念］

L知道磁铁能指示南北方向，指向北的一端为N极（常涂红色），指向南的一端为S极（常涂

蓝色）。

2.理解磁铁只有在能自由旋转且不受干扰的情况下才能准确指示方向。

3.认识磁铁在接近铁制品或其他磁铁时，指向会受到干扰。

［科学思维］

1.通过多次实验与小组数据对比，归纳出磁铁指示方向的稳定性与规律性。

2.能根据实验现象，推理出正确使用磁铁辨向的条件与方法。

［探究实践］

1.能使用悬挂法或水浮法使磁铁自由旋转，并观察其指示方向。

2.能在教室及户外环境中尝试使用磁铁辨别方向，并注意避免干扰

［态度责任］

1.对磁铁指示方向的特性产生探究兴趣，感受古人发现磁石指向的智慧。

2.养成严谨、求实的科学态度，在实验中注意观察、记录与验证。

【教学重难点】

［重点］掌握使用磁铁辨别方向的方法，认识磁铁的两极及其指示特性。

［难点］理解磁铁自由旋转的必要性，并能分析影响磁铁准确指向的因素。

【材料准备】

［教师］课件（含古代磁石发现史、实验操作视频）、条形磁铁（包裹白纸）、悬挂架、水盆、

方位标识卡。

［学生］条形磁铁、细线、碗、水槽、记录单、指南针（用于对照验证）。

【教学过程】

一、导入

1.历史情境引入：讲述中国古代人民发现“磁石”能吸引铁的故事，提问：磁石除了吸铁，

还能做什么？

2.联系旧知：回顾前两课用太阳、自然物辨向的方法，提出新问题：磁石能否用来辨别方向？

工揭示课题：今天我们来探究《利用磁铁辨别方向》.

［设计意图］通过讲述古人发现磁石的故事，激发民族自豪感与探究兴趣。贯通尊元逻辑，从

自然辨向过渡到工具辨向，体现“方法不断进步，工具逐渐发明”的单元脉络。直接提出“磁铁

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能否辨向”的探究问题，引导学生带着疑问进入实验。

二、探索

活动1:用条形磁铁指示方向（悬挂法）

L教师演示：用细线悬挂包裹白纸的条形磁铁，待其静止后与实际方向对照。

2.学生分组实验：

将磁铁悬挂在架子上，使其自由旋转；

观察静止后两端所指方向，多次实验并记录；

比较小组内与小组间的结果是否一致。

引导学生发现规律：磁铁总是一端指北、一端指南，指向稳定。

活动2：认识磁铁的两极与颜色标识

1.揭示磁铁两极的名称：N极（北）、S极（南）。

2.说明常见的颜色标识：红色代表N极，蓝色代表S极。

3.学生对照自己的磁铁进行辨认与标注。

活动3：户外磁铁辨向实践

1.小组携带标好两极的磁铁，到走廊或操场进行方向辨别。

2.尝试在不同位置使用，并用指南针或已知方位进行验证。

6.教师提示注意避开铁栏杆、铁门等可能干扰磁铁指向的物体。

［设计意图］通过悬挂实验让学生亲历“自由旋转一稳定指向一多次验证”的过程，培养科学

实证意识。明确磁极名称与颜色标识，统一科学语言，为后续学习奠定基础。户外实践将实验结

论应用于真实场景，提升学生移应用与问题解决能力。

三、研讨

1.关键条件讨论：提问：磁铁怎样才能准确指示方向？

（引导学生总结：必须能水平自由旋转，且远离铁制品和其他磁铁。）

2.干扰因素分析：提问：如果磁铁靠近铁栏杆或其他磁铁，会怎样？为什么？

（通过生活经验与实验推想，理解磁力干扰会导致指向失准。）

3.教师小结：磁铁是指示方向的好工具，但使用时要确保其能自由转动，并远离干扰物。

［设计意图］通过对“自由旋转”“远离干扰”等关键条件的研讨，引导学生理解科学工具使

用的规范性与条件性。分析干扰因素，让学生意识到工具虽好，但需正确使用，体现科学思维的

严谨性。为后续“如何设计让磁针自由旋转的指南针”埋下伏笔。

四、拓展

创新思维任务：除了悬挂和水浮，还有什么方法能让磁铁自由旋转？

（鼓励学生设计如：用光滑支架支撑、用磁悬浮原理等。）

生活应用延伸：磁铁辨向的原理在哪些工具或场合中被使用？（如指南针、航海、野外探险

等。）

鼓励课后制作：尝试用一根缝衣针、磁铁和小瓶盖，制作一个简易的指南针。［设计意图］通

过开放式问题，鼓励学生发散思维，尝试设计新的磁铁支撑方式。引导学生认识磁铁辨向原理的

实际应用价值，理解科学技术对人类探索的推动作用。布置简易指南针制作任务，为下一课“制

作小磁针”做好兴趣与材料准备。

4.磁极与方向

【教材分析】

本课是“辨别方向”单元的第4课，在学生已经掌握“磁铁能指示方向”的基础上，进一步

深入探究磁铁两极之间的相互作用规律，并理解磁铁之所以能指示方向的根本原因一一地球磁场

的作用。课程通过实验探究“相同磁极相斥、不同磁极相吸”的规律，并引入“地球是一个大磁

体”的科学观念，引导学生从现象到本质，理解磁铁辨向的深层原理，为后续制作指南针和认识

地磁场莫定基础C

【学情分析】

学生通过前一课的学习，已经知道磁铁能指示南北方向，并认识了磁铁的N极和S极。但对

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于“为什么磁铁能指示方向”“磁极之间如何相互作用”以及“地球磁场”等概念尚未形成系统

认识。三年级学生具备初步的实验操作能力和观察记录能力，但抽象思维仍处于发展阶段，教学

中需借助直观实验、类比和多媒体资料，帮助学生建立“磁极一地磁一方向”之间的逻辑关系。

【教学目标】

［科学观念］

1.知道磁铁相同磁极相互排斥、不同磁极相互吸引。

2.理解地球本身是一个巨大的磁体，具有地磁场，能吸引磁铁的两极，使磁铁指示南北。

3.知道磁铁指示方向是受到地磁场吸引的结果。

［科学思维］

1.通过实验归纳磁极相互作用的规律，并能运用规律解释简单现象。

2.能根据“磁极相互作用”和“地磁场”概念，推理磁铁指示方向的原因。

［探究实践］

1.能通过实验探究并记录磁极之间的吸引与排斥现象。

2.能结合实验与资料，理解地球磁场对磁铁指向的影响。

［态度责任］

1.对磁极间的相互作用及地球磁场产生探究兴趣。

2.认识到科学猜想与实证之间的关系，感受科学家探索自然规律的历程。

【教学重难点］

［重点］探究条理解“同极相斥、异极相吸”的规律；认识地球磁场及其作用。［难点］理解地

球磁场是磁铁能指小南北的根本原因；建立“地磁南极吸引磁铁N极”的空间概念。

【材料准备】

［教师］课件（含磁极相互作用动画、地球磁场示意图、科学家猜想史视频）、条形磁铁、蹄形

i学生］条信磁算（标有N、S极）、实验记录单、方位图。

【教学过程】

一、导入

1.复习旧知：回顾上节课内容，提问：磁铁为什么能指示方向？它指示方向时有什么特点？

2.提出问题：出示两根磁铁，提问：如果把两根磁铁靠近，会发生什么？磁铁指示方向是否

与地球有关？

3.揭示课题：今天我们来深入研究《磁极与方向》。

［设计意图］从已知的磁铁指向功能出发，自然过渡到对磁极相互作用和地球磁场的探究。通

过“磁铁靠近会怎样”的提问，激发学生猜想与探究欲望。直接点明本课的两个核心问题一一磁

极间的作用规律和地球磁场的作用

二、探索

活动1：探究磁极间的相互作用

1.教师演示：用两根标有N、S极的条形磁铁，展示不同极靠近和相同极靠近的现象。

2.学生分组实验：

尝试将两根磁铁的N极与N极、S极与S极、N极与S极分别靠近；

记录吸引或排斥的现象；

归纳规律：相同磁极相斥，不同磁极相吸。

3.拓展提问：其他形状的磁铁（如蹄形磁铁）是否也遵循这个规律？

活动2：认识地球磁场

L讲述科学史：介绍科学家猜想“地球是一块大磁铁”的故事，播放相关视频。

2.借助示意图讲解地球磁场：

地球有地磁北极和地磁南极；

地磁南极在地理北极附近，吸引磁铁的N极：

地磁北极在地理南极附近，吸引磁铁的S极。

3.引导学生理解：磁铁能指示方向，是因为受到地球磁场的吸引。

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［设计意图］通过实验让学生亲身感受磁极间的相互作用，从现象中归纳科学规律，培养实证

意识。通过科学家猜想地球磁场的故事，让学生感受科学探索的过程与精神。利用地球磁场示意

图和类比，将抽象的“磁场”可视化，帮助学生理解磁铁指向的本质原因

三、研讨

1.解释现象：提问：悬挂的磁铁为什么能稳定指向南北？是什么在吸引它？

（引导学生结合实验与地球磁场知识回答：地球磁场吸引磁铁两极。）

2.辨析概念：提问：地理南北极和地磁南北极是同一个位置吗？

（借助图示说明二者位置接近但不完全重合，初步建立科学概念的准确性意识。）

3.联系生活：提问：生活中哪些地方利用了磁极的相互作用？

（如：磁扣、磁悬浮玩具、指南针、电动机等。）

［设计意图］通过问题链引导学生将磁极相互作用、地球磁场与磁铁指向联系起来，形成系统

理解。区分“地理极”与“地磁极”，培养学生严谨的科学表述习惯。引导学生发现磁极规律在

生活中的广泛应用，体会科学技术的价值。

四、拓展

实验延伸：提供蹄形磁铁，让学生尝试使其自由旋转，观察是否能指示方向。

思维拓展：问，如果没有地球磁场，磁铁还能指示方向吗？为什么？

鼓励探究：建议学生课后查阅资料，了解更多关于地球磁场与动物迁徙（如鸽子、海龟）之

间的关联。

［设计意图］通过测试不同形状磁铁的指向性，巩固“磁铁指示方向”的普遍性认知。通过假

设性问题，引导学生思考地球磁场的必要性，强化概念理解。引入地磁场与生物行为的关系，激

发学生持续探究的兴趣，体现跨学科联系。

5.制作小磁针

【教材分析】

本课是“辨别方向”单元的第5课，属于“利用磁铁辨别方向”学习阶段的关键性实践环节。

在学生已掌握磁铁能指示方向、磁极相互作用规律及地球磁场原理的基础上，本课引导学生亲自

动手，通过磁化方法将普通钢针制成具有磁性的小磁针。课程围绕“如何获得一根有磁性的针”

展开，融合科学史（《梦溪笔谈》记载）、实验探究（磁化方法比较）与工程实践（制作与测试）,

帮助学生理解磁化原理，掌握制作磁针的基本技能，并为后续“设计指南针”和“制作指南针”

奠定材料与技术基础。

【学情分析】

学生通过前4课的学习，已经知道磁铁能吸引铁制品，了解磁铁有南北极并能指示方向，也

初步理解了磁化的现象（如回形针被磁铁吸引后能吸起其他回形针）。但对于“如何主动磁化一根

针”“哪些因素影响磁化效果”等问题缺乏系统性探究。三年级学生动手意愿强，但操作精细度

和变量控制意识较弱，教学中需提供清晰的操作指导和安全提示，引导学生在“做中学、思中悟”。

【教学目标】

［科学观念］

1.知道磷十可以通过磁铁摩擦等方法被磁化，获得磁性。

2.理解磁铁不同部位磁性强弱不同，磁极部位磁化效果更好。

3.认识摩擦次数、摩擦方向会影响磁针的磁性强弱和磁极分布。

［科学思维］

1.通过对比实验，归纳出磁铁不同部位、不同摩擦方式对磁化效果的影响。

2.能运用“同极相斥、异极相吸”规律判断自制磁针的磁极。

［探究实践］

1.能使用磁铁摩擦钢针的方法制作小磁针。

2.能通过吸引大头针数量等简单方法比较磁针的磁性强弱.

3.能尝试判断自制磁针的南北极。

［态度责任］

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1.对动手制作磁针产生浓厚兴趣，感受古人发明磁化技术的智慧。

2.养成认真操作、细致观察、如实记录的科学态度，增强实践安全意识。

【教学重难点】

［重点］掌握用磁铁摩擦钢针制作小磁针的方法，并理解磁化效果的影响因素。［难点］理解摩

擦方向对磁极分布的影响，并能运用磁极规律判断自制磁针的极性。

【材料准备】

［教师］课件（含《梦溪笔谈》记载、磁化方法视频）、条形磁铁、己磁化演示针、大头针、水

浮法展示装置。

［学生］钢针（或缝衣针）、条形磁铁（标有N、S极）、大头针若干、泡沫块）、记录单、安全

操作垫。

【教学过程】

一、导入

1.现象回顾：出示被磁铁吸引过的回形针，提问：为什么它能再吸引其他回形针？

2.引出任务：如果我们需要一根能指示方向的小磁针，但没有现成的，该怎么办？

3.呈现课题：今天我们就来学习《制作小磁针》，亲手做一根能指方向的磁针。

［设计意图］从“磁化回形针”这一熟悉现象入手，唤醒学生对“物体可被磁化”的已有认知,

为新课学习做铺垫。提出“需要磁针但没有”的问题情境，激发学生制作磁针的内在动机，明确

本课实践价值。直接揭示课题，使学生聚焦于“制作”与“磁化”这一核心任务。

二、探索

活动L探讨磁化方法一一古人智慧与现代尝试

1.讲述《梦溪笔谈》记载：“方家以石磨针锋，则能指南”，引导学生理解古人用磁石摩擦

针的磁化方法。

2.提问：我们用什么来摩擦针？可以用磁铁的哪些部位？

3.学生初步尝试：用磁铁的不同部位（磁极、中间）摩擦钢针，感受差异。

活动2：实验探究一一磁铁不同部位磁化效果比较

1.分组实验：

用磁铁的磁极部位单向摩擦钢针20次，测试其吸引大头针的数量并记录；

用磁铁的中间部位单向摩擦钢针20次，测试吸引大头针数量并记录；

对比数据，得出结论：磁极部位磁化效果更好。

2.安全提示：针尖锋利，操作时需小心；摩擦时针应固定于垫子上。

活动3：探究摩擦次数与方向对磁化效果的影响

1.引导学生设计小实验：

比较摩擦3次、15次后磁针的磁性强弱；

比较单向摩擦与来回摩擦的磁化效果。

2.小组选择一项进行探究，记录发现并初步归纳规律。

［设计意图］通过《梦溪笔谈》记载，将传统文化与现代科学探究相结合，增强文化认同感与

探究延续性。从“部位比较”到“次数与方向探究”，逐步引导学生关注影响磁化效果的多重因

素，培养变量控制意识。让学生亲历“摩擦一测试一记录一比较”的全过程，在制作中理解原理,

在数据中归纳规律。

三、研讨

1.规律总结：磁铁的磁性强弱、摩擦部位、摩擦次数和方向分别怎样影响磁针的磁性？

（引导学生结合实验数据回答：磁铁磁性越强、用磁极摩擦、单向多次摩擦，磁针磁性越强。）

2.磁极判断：提问：怎样判断自制磁针的针头和针尾分别是哪一极？

（引导学生提出：用己知磁极靠近测试；让磁针自由旋转后观察指向。）

3.教师小结：磁化是有方法的，掌握好方法才能做出磁性强、极性清晰的小磁针。

［设计意图］促进知识结构化：通过系统提问，帮助学生将零散的实验发现整合为有条理的磁

化知识体系。引导学生运用“磁极相互作用”和“磁铁指示方向”等旧知解决新问题，实现知识

融会贯通。总结“好磁针”的标准（磁性强、极性清），为后续设计指南针埋下评价依据。

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四、拓展

历史方法拓展：播放视频或出示资料，介绍古人其他磁化方法（如地磁场磁化、闪电磁化等）。

创意制作鼓励：提问：你还能用哪些材料或方法制作小磁针？

课后实践任务：用自制的小磁针，尝试让它自由旋转并指示方向（可借助水浮法或悬挂法）。

［设计意图］通过测试不同形状磁铁的指向性，巩固“磁铁指示方向”的普遍性认知。通过假

设性问题，引导学生思考地球磁场的必要性，强化概念理解。引入地磁场与生物行为的关系，激

发学生持续探究的兴趣，体现跨学科联系。

6.设计指南针

【教材分析】

本课是“辨别方向,’单元的第6课，属于工程实践环节，承接前一课《制作小磁针》中磁针

制作的基础，引导学生进一步开展“设计指南针”的项目式学习。课程以“郑和下西洋”等历史

航海活动为背景，明确设计任务一一利用身边材料设计并制作一个指向准确、结构合理的指南针。

学生将在本课中经历“明确任务一制定标准一设计方案一评估改进”的工程设计流程，初步建立

工程思维，为下一课《制作指南针》提供蓝图与依据。

【学情分析】

学生通过前一课的学习已掌握制作小磁针的方法，并了解磁针磁性及磁极判断等基础知识。

但对于如何将磁针设计成一个完整的、实用的指南针工具，还缺乏系统认知与实践经验。三年级

学生具备初步的绘图与表达能力，但在设计方案的系统性、可行性以及评价标准的理解上仍需要

教师引导。教学中应注重小组合作与思维激发，帮助学生将创意转化为可操作的设计方案。

【教学目标】

［科学观念］

1.知道指南针是一种利用磁针指示方向的工具，由磁针、支撑装置和方向刻度等部分组成。

2.理解指南针设计需考虑灵敏度、准确性、便携性、成本、美观等多方面因素。

3.了解工程设计的一般流程：明确任务一制定标准一设计方案一评估改进。［科学思维］

1.能根据任务要求，提出合理的设计评价标准。

2.能运用图示与文字结合的方式表达设计方案，并说明设计意图。

［探究实践］

1.能与小组成员共同讨论并制定指南针的设计方案。

2.能根据评价标准，对他人的设计方案提出改进建议。

［态度责任］

1.对设计和制作指南针产生兴趣，感受工程设计的创造性与实用性。

2.在小组合作中积极参与讨论，乐于分享想法，并能倾听并接纳他人意见。

【教学重难点】

［重点］掌握鲁南针设计的基本要素与方法，能绘制简单设计图并说明设计思路。

［难点］理解并运用多维度评价标准（如灵敏度、准确性、成本等）来指导和改进设计方案。

【材料准备】

［教师］课件（含郑和航海、指南针发展史、不同类型指南针实物或图片）、工程设计流程图、

评价标准示例表。

［学生］A4纸、彩笔、设计记录单、已制作的小磁针、常见材料图片卡（泡沫、瓶盖、细线、

支架等）。

【教学过程】

一、导入

1.历史情境引入：出示郑和下西洋图片或短视频，提问：在大海上航行，船队依靠什么工具

辨别方向？

2.联系已有经验：问顾磁针的制作，提问：如果我们想用自制的磁针做一个像指南针一样的

工具，应该怎么做？

3.揭示课题：今天，我们就来做一回“小小工程师”，学习《设计指南针》。

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［设计意图］以郑和航海为情境，既体现指南针的重要历史作用，又增强民族自豪感与学习使

命感。从“制作磁针”过渡到“设计指南针”，建立“材料一部件一工具”的工程升级意识，使

学生明确本课的学习方向。将学生定位为“工程师”，增强其设计活动的身份认同与责任感。

二、探索

活动1:明确任务与限制条件

1.教师提出设计任务：利用身边易得材料，设计一个“小巧且指向准确的指南针”。

2.引导学生讨论“限制条件”：时间、成本、材料获取、使用环境等。

3.明确工程设计一般步骤，并说明本节课重点在“设计”环节。

活动2：制定指南针评价标准

1.小组讨论：一个好的指南针应该具备哪些特点？

2.教师引导归纳常见标准：

灵敏度（转动是否灵活）

准确性（能否准确指示8个方向）

材料与成本（是否易得、低廉）

便携性（是否轻巧方便）

美观性（外观是否整洁）

3.各小组选定或补充2-3条本组最关注的标准。

活动3：小组合作设计方案

L提供三种常见指南针类型供参考：水浮式、支撑式、悬挂式，简要说明其特点。

2.小组围绕选定标准进行设计：

选择指南针类型；

绘制设计图（图文结合）；

列出所需材料清单；

说明如何保证磁针灵活转动与准确指向。

3.教师巡视指导，提示关注磁针磁化、减少摩擦、标注方向刻度等细节。

［设计意图］通过明确任务、讨论限制、制定标准，帮助学生理解工程设计不是随意制作，而

是有目标、有条件、有标准的系统过程。制定评价标准的过程实则是引导学生思考“好产品”的

多元维度，培养其综合评价与决策能力。提供类型参考与绘图指导，降低表达难度，使学生的创

意能够通过设计图可视化，为制作环节提供明确指引。

三、研讨

1.方案展示交流：邀请2-3个小组展示设计图，并讲解设计思路与特点。

2.互动评价与改进：引导其他小组根据评价标准提出欣赏之处与改进建议（如：“你们的支

撑方式如何减少摩擦？”“方向刻度怎么画更准确？”）o

3.教师小结：肯定各组的创意与思考，强调“设计是在不断优化中完善的“，鼓励学生根据

建议调整方案。

［设计意图］通过展示讲解，锻炼学生有条理地表达设计思想的能力。在互评中学习如何基于

标准提出具体、可行的改进建设，体验工程迭代的过程，培养批判性与建设性思维；通过聚焦可

操作性细节的讨论，使学生理解设计图是制作的蓝图，需细致周全，强化“设计为制作服务”的

意识。

四、拓展

布置材料准备任务：请学生根据最终设计方案，在课后搜集、准备制作指南针所需的材料。

提问：如果你的指南针要在雨天或大风天使用，你的设计需要做哪些调整？启发持续思考；下节

课我们将根据设计图，动手《制作指南针》，请带好你们的材料和设计图！

［设计意图］将材料准备作为课后任务，切实推进项目进程，保障下节课的制作活动能顺利开

展。通过极端天气使用场景的问题，启发学生思考产品的环境适应性与可靠性，拓展工程思维。

明确预告下节课内容，维系学生的项目热情与探究期待，形成单元学习合力.

7.制作指南针

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【教材分析】

本课是“辨别方向”单元的第7课，属于工程实践的物化环节，也是本单元任务驱动学习的

高潮部分。学生在前一课已完成指南针的设计方案，本节课将基于设计图开展动手制作与测试评

估。课程以“古代水浮式指南针”的历史应用为情境，引导学生亲历“明确任务一分工制作一测

试调试一展示评估f交流改进”的完整工程过程，将设计方案转化为实物作品。通过制作实践，

学生将进一步理解指南针的结构与原理，体验工程制作的严谨性与创造性，培养动手能力、合作

能力与问题解决能力。

【学情分析】

学生已具备制作小磁针的经验，并完成了指南针的设计方案，对指南针的结构、材料与评价

标准有了初步规划。但将设计转化为实物仍面临挑战，如精细操作（如钻孔、磁化、组装）、工序

协调、测试调试等可能遇到困难。三年级学生合作意识初步形成，但分工执行与协同调试仍需教

师引导。教学中需提供清晰的流程支架、安全提示与合作指导，帮助学生在“做中思”“做中悟”。

【教学目标】

［科学观念］

1.知道寸藁针一般由磁针、支撑系统、方向刻度盘等部分组成。

2.理解制作指南针需要按照设计图进行，并在测试中调试优化。

3.认识不同类型指南针（如水浮式、支撑式、悬挂式）各有优缺点。

［科学思维］

1.能根据设计方案有序开展制作，并在遇到问题时尝试分析与解决。

2.能通过测试数据评估作品，并与他人交流比较，形成改进思路。

［探究实践］

1.能小组合作，按照分工完成指南针的制作与组装。

2.能对制作的指南针进行旋转测试，并与已知方向对比，记录偏差情况。

3.能参与作品展示与相互测试，并基于评价表进行客观评估。

［态度责任］

1.在制作过程中保持耐心、细致与合作的态度，增强工程实践的兴趣与信心。

2.养成根据测试结果反思改进的习惯，乐于分享经验并吸纳建议。

【教学重难点】

［重点］按照薪计方案小组合作完成指南针的制作，并进行测试与调试。

［难点］在制作过程中解决实际问题（如磁针磁性不足、转动不灵活、方向偏差等），并能基于

测试结果提出改进措施。

【材料准备】

［教师］课件（含水浮式指南针历史图片、制作流程视频）、各类指南针实物范例、评价表示例、

调试记录单。

［学生］设计图、缝衣针、条形磁铁、小泡沫块（或瓶盖）、水盆、彩色笔、卡纸、牙签、细线、

胶带、剪刀、安全垫。

【教学过程】

一、导入

1.历史回望：出示古代水浮式指南针在航海中应用的图片，提问：你知道指南针是怎样帮助

古人辨别方向的吗？

2.承接设计：回顾上节课各组的设计方案，展示几份有代表性的设计图。

3.激发制作热情：宣布本节课任务一一将设计图变为真实的指南针，看哪个小组做得又准又

好！

［设计意图］通过古代指南针的应用，让学生感受科技传承与工程价值，增强文化认同感与制

作使命感。展示设计图，唤起学生的前期思考，明确本节课是“将想法变成现实”的关键一步，

建立设计到制作的连续性：以“比一比”的方式激发学生的制作热情与团队合作动力c

二、探索

活动1：明确任务与分工

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1.教师再次明确任务：按照设计方案，制作一个能正确指示方向的指南针。

2.小组分工建议：材料准备员、磁针制作员、刻度绘制员、组装测试员。

3.强调安全与环保：针尖、剪刀使用注意安全；废料及时整理。

活动2：分步制作与过程调试

1.播放制作流程微视频，梳理关键步骤：

①磁化缝衣针（沿同一方向单向摩擦20次以上）；

②绘制方向刻度盘（8个方位，与设计图一致）；

③组装支撑系统（水浮式注意泡沫钻孔平缓；支撑式注意尖端光滑；悬挂式注意线绳垂直）;

④整体组装与初步调试。

2.小组合作制作，教师巡视指导，重点关注：

磁针磁性是否足够（可吸引大头针检验）；

转动是否灵活（轻触后能否自由回转）；

方向刻度与实际方位是否对齐（可先用已知方向粗调）。

3.鼓励学生记录制作中遇到的问题及临时解决方法。

活动3：旋转测试与偏差记录

1.制作基本完成后，将指南针置于水平位置，轻轻旋转后观察静止指向。

2.与教室已知方向（如黑板朝北）对比，记录偏差角度或方向。

3.多次测试，确认指向稳定性，并思考可能的原因（如磁性弱、摩擦大、周围干扰等）。

［设计意图］通过分工与流程视频，将复杂的制作任务分解为可操作的步骤，降低学生执行难

度，提高制作效率。引导学生在制作中实时检验磁性、灵活性等关键指标，培养“做一步、验一

步”的工程习惯，嵌入过程性调试思维；通过记录偏差、多次测试，让学生理解产品需经反复验

证，指向“准确”是需要数据支持的，注重培养学生的数据意识与实证精神。

三、研讨

1.问题解决交流：邀请2-3个小组分享制作中遇到的问题及解决方法（如：“磁针吸不起大

头针，我们增加了摩擦次数”“泡沫块总是倾斜，我们调整了钻孔位置”

2.不同类型指南针优缺点比较：展示水浮式、支撑式、悬挂式作品，引导学生从灵敏度、便

携性、环境适应性等方面讨论其优劣。

3.教师小结：肯定学生的智慧与努力，强调“遇到问题一分析原因一尝试解决”是工程制作

中的重要能力，每种设计都有其适用场景。

［设计意图］通过分享实际问题与解决策略，将个体经验转化为集体智慧，培养学生的问题分

析与解决能力。引导学生客观分析不同类型指南针的优缺点，理解“没有绝对最优，只有更合适”

的工程选择逻辑，发展比较与辩证思维；让学生意识到第一次制作可能不完美，但通过调试与优

化可以不断改进，为后续“用指南针寻宝”的应用活动铺垫。

四、拓展

优化挑战任务：提问：如果你希望指南针更耐用（如防水、防震），可以在哪些方面改进设计？

应用情境设想：如果要在校园“寻宝”活动中使用你的指南针，你觉得它还需要具备什么特

点？

"预告下节课：下节课我们将《用指南针“寻宝”》，请带好你们制作的指南针，我们将进行一

场方向挑战赛！

［设计意图］从“能用”到“好用”“耐用”，引导学生跳出课堂任务，思考产品的长期使用

价值与环境适应性，激发深度优化思考；：通过设想“寻宝”活动需求，让学生从用户角度反思产

品设计，体现“以用促学”的教学理念。明确预告趣味应用活动，让学生对作品的实际效能产生

期待，增强单元学习的整体性与趣味性。

8.用指南针〃寻宝〃

【教材分析】

本课是“辨别方向”单元的最后一课，属于综合应用与实践评估环节。课程在学生已完成指

南针设计与制作的基础上，创设“校园寻宝”的真实任务情境，引导学生将自制的指南针投入实

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际使用。通过对比自制指南针与标准指南针的异同，观察标准指南针的结构与使用规范，并最终

在寻宝任务中综合运用方向判断、距离估算、地图识读、团队协作等多维能力。本课旨在巩固单

元核心概念，提升学生解决实际问题的综合素养，体