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1、磁力小火车教学设计遵义市第四中学 张元玉一、内容分析内容选自我校STEM校本课程，结合STEM教育理念对该课程进行了二次开发，以神奇的磁力小火车为主线，创设吸引学生的教学情景，引导学生设计并制作酷炫的磁力小火车，探索电磁驱动的原理，掌握科学的方法进行学习。二、学情分析高一年级的学生好奇心强，喜欢做中学。已经有一定的观察动手能力，对于电和磁的特点有一定的前概念，但大部分同学都只停留在课本上。需要通过有效地探究实验，借助准确、有力的实验证据，发现规律，从而在前概念的基础上构建科学概念。三、教学目标1.知识与技能：进一步了解电能产生磁，利用磁的相互作用，能使电磁小车运动起来。2.过程与方法：通过利用
2、较为基础的材料制作出简易的电池小车和行驶轨道，理解磁力小火车驱动的原理。运用设计思维，对设计方案进行全方位的考虑，分析可能会在实践过程中发生的问题。在观察、实验、猜想、验证等活动中，培养学生推理能力，能进行有条理的思考，能比较清楚地表达自己的思考过程与结果。3.情感态度与价值观：发展乐于动手、不怕困难的品质，体验获得成功的喜悦，进一步激发科学探究的乐趣。四、学科融合点1.科学：理解磁力小火车运动的原理，探究影响小车运动顺畅与否的主要因素；2.技术：学会使用合适的材料，设计酷炫磁力小火车运动的方案并制作出来；3.工程：确定项目问题，制定解决方案，根据小组积分兑换材料制作磁力小火车，掌握时间成本与
3、材料成本的概念，理解有效的设计可以提高作品的时效性与竞争力；4.数学：运用控制变量法收集数据，找出数字间的联系与规律，建立数学模型，得出规律（下一阶段的课程中完成）。五、教学重难点1.教学重点：制作磁力小火车，并使小车动起来，提升动手能力，理解运动原理，进一步激发科学探究的乐趣。2.教学难点：制作酷炫的磁力小火车，能使磁力小火车顺畅的运动起来。六、教法、学法分析教法：5E教学法即吸引(Engage )、探究( Explore )、解释(Explain )、详解(Elaborate)、评价( Evaluate )。学法：小组合作探究。七、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图课前准备1.指导学
4、生男女搭配分组2.指导学生了解学生须知3.指导学生了解学生小组积分规则学生完成为正式上课做好充足的准备。主题引入 2-31.设问：哪种车是不需要和轨道接触就能行驶的？2.磁悬浮列车原理介绍3.磁力小车动态图片展示呈现课题：磁力小火车学生思考回答问题由教师提问和磁悬浮列车切入，激发学生兴趣，促使学生思考，引出课题。初探原理3-5磁力小火车视频呈现1.设问：“电池小车”运动的 “神秘力量” 如何而来？2.实践是检验真理的唯一标准3.小组探究任务一：让你的磁力小火车动起来思考：1. 磁铁的磁极与电池的正负极如何连接？小车才可以动起来？2. 电池小车如果能动，这股神秘力量从何而来？3. 电池小车如果不
5、动，原因何在？为什么？强调注意事项：1. 磁铁的取用2. 铜线线圈3. 小刀学生代表分享学生思考学生完成通过教师提问和学生分享，让学生探索磁力小火车运动的秘密，再次激起学生求知欲望。学生制作的过程中带着问题去做，培养学生在观察、实验、猜想、验证中能进行有条理的思考。强调实验操作注意事项，注意安全，养成良好的操作习惯。问题聚焦3-5教师点拨1. 磁铁的磁极与电池的正负极如何连接？小车才可以动起来？2. 电池小车如果能动，这股神秘力量从何而来？3.电池小车如果不动，原因何在？为什么？学生思考学生分享学生思考学生分享学生思考学生分享教师引导学生总结，学生学会分享。理解磁铁磁极与电池的连接关系。带领学
6、生进一步来思考这股神秘力量来自于哪里，验证电磁感应现象，理解安培力的作用。问题3的设计让学生来分析模拟的小火车要运动和哪些因素有关系。三个思考问题的设置环环相扣、层层深入，让学生理解磁力小火车运动的原理及影响运动的因素，突破教学重点。本环节的目标是为后续的设计制作酷炫磁力小火车环节做知识准备和技能准备。继而引出挑战任务。小组探究10-12小组探究任务二：设计并制作酷炫的磁力小火车要求：1.为作品取名称2.至少一个设计亮点3.完成设计图每一个小组学生根据每组的积分情况自由选择兑换材料，完成酷炫小火车的设计与制作小组讨论交流、合作探究完成挑战任务。以小组为单位，学生可用积分兑换领取材料，并根据已有
7、材料设计，绘制设计示意图，并思考应该选择哪些材料，它们分别起到什么作用。组织学生设计、制作与众不同的酷炫小车，激发学生的创造兴趣。展示评价8-10小组分享每组成员代表必须展示和表述清楚以下内容，小组成员可以补充：作品名称；设计亮点；展示酷炫小车运行的情况；学生分享集体观摩踊跃发言让学生们有机会相互切磋、共同提高，不同设计作品的交锋可以更好地引发学生的思维冲突和自我反思，达到了本节课的高潮。总结拓展2-3总结：1. 磁力小火车的制作；2. 磁力小火车的驱动原理；探究：1.电池的数量、磁铁的数量对小火车运行的影响？2.铜线圈对小火车的运行的影响？如何影响？拓展：导电线圈能否运动起来？学生根据自身情
8、况归纳总结。学生总结本节课的内容。再次引导让学生思考、探究影响小车运动的因素、规律，本课时的结束并没有终止，而是下个更精彩的活动的开端，是课后或下节课深入研究的开始。同学们可以一步深入探究设计不同的实验组来测试导轨长度、线圈疏密、磁铁数量等与小火车运动的速度之间的关系。头脑风暴，培养学生创新精神。下课提醒学生收拾好器材学生完成小组收拾好桌面，整理好实验器材，帮助学生养成良好的习惯。八、 教学反思如何导入课题，才能一下子抓住学生的注意力？设计一个什么样的任务？怎么总结？怎么落实科学教育？整堂课通过课前准备、主题引入、初探原理、问题聚焦、小组探究、展示评价、总结拓展、课后交待环节，引导学生亲手设计
9、并制作了磁力小火车作品。任务设计由浅入深，环环相扣；探究活动引导得当，步步为营。引导学生成为知识的建构者、难点问题的突破者，从而真正实现新课程倡导的教学目标，全方位提高学生技术素养与动手能力。通过四个班的教学，反思总结如下：亮点：1 导入很好，学生很感兴趣，尤其是磁力小火车运动的视频，学生觉得原来这么神奇；2 采用了组内自主探究及小组合作的学习方法，让学生们自己在做中学的探究体验和做中教的概括总结，充分体现了学生的主体地位，尤其是学生代表分享的课堂效果好；3 借助希沃授课助手将小组展示直播到电脑大屏上，方便学生们观看其他小组的作品，很好地突破教学难点；4 本课设计由磁力磁悬浮列车和磁力小火车运动视频导入，学生初步探究磁力小火车驱动的原理及思考可能出现的问题，再亲自设计制作酷炫的磁力小火车，最后小组汇报展示交流，课堂总结评价，拓展思考，整堂课结构清晰、逻辑严密、环环相扣、层层深入；不足：1. 由于班级原因，早上第一节课学生的状态不是很好，学生出现比较困倦的状态；2. 提供给学生的实验材料不够丰富，导致学生有些想法没能够很好的发挥出来；3. 教师对课堂的把控能力有待加强；
