《指南针》教学设计-2026-2027学年粤教粤科版四年级科学上册

《指南针》教学设计-2026-2027学年粤教粤科版（新教材）小学科

学四年级上册

一、学情分析

四年级学生已经具备基础的科学观察、简单实验操作和合作探究

能力，处于具象思维向初步抽象思维过渡的关键阶段。在知识储备上,

学生在低年级学习中已经初步认识磁铁的基本特性，知道磁铁可以吸

引铁制品，对磁铁两极有浅显认知，为本课指南针原理探究奠定了基

础。在生活经验上，学生大多在户外导航、玩具、历史故事中听过、

见过指南针，知晓指南针可以辨别方向，但不清楚指南针的核心构造、

工作原理，也不了解指南针与磁铁特性的内在关联。

该阶段学生好奇心强，乐于动手实验、观察现象、参与课堂互动，

但存在探究思维不够严谨、容易被表面现象迷惑、难以自主梳理科学

规律的问题。同时,学生具备基本的小组合作能力，但实验操作规范

性、现象记录和总结归纳能力参差不齐，需要教师针对性引导。此外，

学生对我国古代科学发明的认知较为浅显，缺乏民族科技自信的深度

感悟，可通过课堂情境渗透德育教育，落实核心素养育人目标。

二、教材分析

《指南针》是粤教粤科版2026年新教材四年级上册第三单元《磁

铁与电路》的核心课时内容，隶属于物质科学领域，严格贴合2022版

义务教育科学课程标准核心要求。本课时承接单元前置的磁铁两极、

磁铁指向性相关知识，是磁铁特性知识的生活化应用与升华，同时为

后续电磁现象、简单电路应用等内容学习搭建认知桥梁，在单元知识

体系中起到承上启下的关键作用。

教材内容编排遵循“生活感知一原理探究一实践应用一文化拓展”

的科学探究逻辑，贴合四年级学生认知规律。教材首先通过生活场景

提问，引发学生思考指南针的用途；接着展示指南针实物结构图，明

确指南针的核心组成部件；通过递进式探究实验，验证磁铁南北指向

特性是指南针的工作原理；最后结合我国古代指南针的发明发展史，

渗透科学文化教育，引导学生体会科技与生活、历史的紧密联系C教

材内容兼顾知识性、实践性与人文性，注重引导学生从生活现象中提

炼科学规律，培养学生学以致用的科学探究能力。

三、核心素养教学目标

（一）科学观念

知道指南针是我国古代四大发明之一，是辨别方向的专用科学仪

器。

明确指南针的基本构造，知晓磁针是指南针的核心部件，掌握磁

铁能够自动指示南北方向的核心特性。

理解指南针的工作原理，能够结合磁铁两极特性解释指南针辨别

方向的科学道理。

（二）科学思维

通过观察指南针结构、分析实验现象，培养观察对比、归纳总结

的逻辑思维能力。

能够结合磁铁旧知推导指南针工作原理，建立“科学特性一工具

应用”的知识关联思维。

（三）探究实践

能够规范操作指南针，独立完成辨别东南西北四个方向的实践操

作。

能在教师引导下完成磁铁指向性探究实验，准确记录实验现象,

梳理实验结论。

初步具备利用简单材料制作简易指南针的实践能力。

（四）态度责任

感受古代劳动人民的科学智慧，增强民族自豪感与文化自信。

养成严谨认真、实事求是的实验探究态度，乐于分享探究成果,

培养合作探究意识。

体会科学工具对生活、航海、探险的重要作用，树立科学服务生

活的认知。

四、教学重难点

（一）教学重点

掌握指南针的基本构造与使用方法，理解磁铁南北指向特性，熟

练运用指南针辨别方向。

（二）教学难点

深度理解指南针的工作原理，建立磁铁两极特性与指南针指向规

律的内在逻辑关联，能运用所学知识解释生活中的指南针应用现象。

五、教学准备

教师准备：标准指南针、条形磁铁、细线、支架、方位示意图、

指南针发展史科普视频、课堂探究记录表。

学生准备：自备小型指南针、草稿本、铅笔。

六、教学过程

（一）情境导入，激趣设问

教师播放短视频：展示古代航海、野外探险、沙漠出行的场景,

画面中人物依靠工具辨别方向，顺利前行C视频结束后，教师结合教

材开篇情境提问，贴合教材原文内容展开导入。

师问：同学们，视频中的人们在没有路标、没有手机导航的情况

下，依靠什么工具辨别方向？大家在生活中见过这个工具吗？它有什

么作用？

生答：依靠指南针辨别方向；在玩具、手表、户外设备上见过；指南

针可以分清东南西北。

教师结合教材内容总结：正如同学们所说，指南针是一种专门用

来辨别方向的科学工具，从古至今一直被广泛应用。教材中提到，指

南针的发明极大解决了人类出行、航海的方向难题，是人类探索自然

的重要工具。今天我们就一起深入学习《指南针》，探究它的构造、

原理和使用方法。

设计意图：依托教材生活情境导入，结合可视化视频素材，贴合

四年级学生具象认知特点，快速吸引学生注意力。通过递进式师生问

答，激活学生生活经验，自然引出本课课题，为后续新知探究做好铺

垫。

（-）探究新知，解读教材，互动探究

1.认识指南针的基本构造（教材核心内容一）

教师展示教材中的指南针结构示意图，同时出示实物指南针，引

导学生对照教材图片观察实物，落实教材知识点。教师引导学生自主

观察、小组讨论，随后开展师生互动问答。

师问：请大家对照教材图片和手中的指南针，仔细观察指南针由

哪几个部分组成？每个部分有什么特点？

生答：指南针有可以转动的指针、有刻度盘、有外壳；指针一端红色、

一端白色，刻度盘上有方向文字。

教师结合教材原文精准讲解：教材明确标注，标准指南针主要由

磁针、刻度盘、支架、外壳四部分组成。其中磁针是核心部件，能够

自由转动；刻度盘标注东南西北四个基本方向和细分方位；支架用于

支撑磁针，保证磁针灵活转动；外壳起到保护作用。大家重点观察,

磁针始终有两个固定磁极，红色一端始终指向北方，白色一端始终指

向南方，这是指南针最关键的特点。

师追问：为什么指南针的磁针可以自动指向固定的方向？这和我

们之前学的什么知识有关？

生思考回答：和磁铁的特性有关，磁铁可以指示南北方向。

设计意图：紧扣教材图文内容，通过看图、观实物、问答互动的

方式，让学生直观认知指南针构造，突破基础知识点。通过追问衔接

旧知，构建知识连贯性，培养学生知识迁移的科学思维。

2.探究指南针的工作原理（教材核心内容二）

教材核心探究环节明确：指南针的工作原理依托磁铁的南北指向

特性。教师结合教材实验要求，组织学生开展分组探究实验，落实教

材实验内容。

教师演示实验：将条形磁铁用细线悬挂固定，保证磁铁可以自由

转动，待磁铁静止后，引导学生观察磁铁两极的指向，记录实验现象。

随后邀请学生上台重复实验，验证现象一致性。

师问：大家观察自由转动的磁铁，静止后两极分别指向哪个方向？

多次转动磁铁，结果是否相同？

生实验总结：磁铁静止后，一端指向北方，一端指向南方；多次实验

结果一致，不会随意改变。

教师结合教材原文深度讲解：教材通过对比实验得出结论，所有

磁铁都具有南北指向性，自由转动的磁铁静止后，N极指向北方,S极

指向南方。指南针的磁针本质就是一枚小型磁铁，因此可以不受人为

控制，自动辨别南北方向，这就是指南针能够辨别方向的根本原理。

地球本身就是一个巨大的磁场，为磁铁指向提供了自然条件，这也是

指南针可以全球通用的原因。

教师出示对比图表，梳理核心逻辑：磁针（小型磁铁）一具备

南北指向性一静止后固定指向南北一实现方向辨别。

师互动提问；如果我们把指南针放在密闭的盒子里，它还能指向

南北吗？为什么？

生交流回答：可以，因为指南针的指向依靠地球磁场，不受外界遮挡

影响。

设计意图：严格落实教材探究实验流程，通过动手实验、现象观

察、问答互动、图表梳理，将抽象的磁场原理具象化。贴合四年级学

生探究能力水平，让学生在实践中验证教材知识点，突破本课教学难

点。

3.学习指南针的正确使用方法（教材核心内容三）

教材明确标注了指南针的规范使用步骤，教师结合教材原文分步

讲解，同步示范操作，组织学生全员实操。

教师依据教材梳理使用步骤并讲解：第一步，将指南针水平放置,

保证机身平稳、无倾斜；第二步，等待磁针静止，观察磁针两极指向；

第三步，根据磁针指向，对照刻度盘确认东南西北四个方向；第四步，

结合实际场景，辨别周边物体的方位。

教师组织课堂实操活动：让学生将指南针放在桌面，按照教材步

骤自主操作，辨别教室前后左右对应的方向，记录自己的观察结果。

教师巡视指导，纠正学生操作误区，重点纠正倾斜放置、未等磁针静

止就读数等错误操作。

师问：使用指南针时，为什么必须水平放置？倾斜放置会出现什

么问题？

生实操感悟回答：倾斜会导致磁针被外壳卡住，无法自由转动，不能

准确指向方向。

教师补充教材拓展知识点：教材提示，使用指南针时，需要远离

铁器、其他磁铁，否则会干扰磁场，导致指向不准确，这是使用指南

针的重要注意事项。

设计意图：严格贴合教材实操要求，通过教师示范、学生实操、

纠错互动，让学生熟练掌握指南针使用方法，落实本课教学重点C通

过实操体验，培养学生规范的实验探究习啧。

4.指南针的发展与文化拓展（教材拓展内容）

教材末尾设置科普拓展板块，介绍指南针的发展历史。教师播放

科普短视频，结合教材文字讲解：指南针是我国古代四大发明之一,

早在战国时期，古人就发现了磁铁的指向特性，发明了最早的指向工

具“司南”；经过历代改良，逐渐发展为现代指南针，广泛应用于航

海、军事、户外勘探、航空航天等领域。

师互动提问：了解了指南针的发展历史，大家有什么感悟？结合

生活说说指南针给我们带来了哪些便利？

生自由发言：古人很有智慧；指南针方便我们户外游玩辨别方向；帮

助航海船只确定航线等。

设计意图：深挖教材人文内涵，落实态度责任素养目标，让学生

感受中华传统文化魅力，增强民族自豪感，实现科学教学与德育的有

机融合。

（三）课堂巩固，案例分析

教师结合教材课后拓展习题，设置生活化案例，组织学生小组分

析解答。

案例：小明在户外游玩时，想要辨别方向，拿出指南针后，发现指南

针靠近铁质长椅，指针不停晃动、指向不准，请同学们结合本节课知

识分析原因，并说出正确的操作方法。

学生小组讨论后发言，教师结合教材知识点总结：铁质物品会干

扰地球磁场，影响磁针转动，导致指向误差。正确做法是将指南针移

动到远离铁器、磁铁的空旷位置，水平放置，待指针静止后再辨别方

向。

设计意图：依托教材知识点设计生活化案例，