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本科论文磁铁磁性教学实验的设计

在小学四年级的《科学》(下册)中有“神奇的电磁铁”一章的教学内容,教材上所出示的实验常常达不到“震憾”的效果,笔者根据多年的教学实践,对实验进行了一定的改进,设计出了有较为“震憾”效果的演示实验,有效激发了小学生的科学兴趣,体现了情感、态度、价值观三维教学目标的求。 
关键词电磁铁;磁性教学;实验设计
中图分类号G6236
文献标识码B
文章编号1671-8437(217)18-79-2
小学科学就知识与技能而言不是最重的,重的是激发小学生对大自然的好奇心,并保持对科学的兴趣和求知欲才是最重的。引领他们学习与周围世界有关的科学知识,帮助他们体验科学活动的过程和方法,使他们了解科学、技术与社会的关系,乐于与人合作,与环境和谐相处,为后继其他学科的学习,为终身学习打下良性基础。在小学四年级《科学》(下册)中有“神奇的电磁铁”一章的教学内容,教材上所出示的实验常常达不到“震憾”的效果,笔者根据多年的教学实践,对实验进行了一定的改进,设计出了有较为“震憾”效果的演示实验,现简介如下,以期抛砖引玉。
1电磁铁与永磁体的磁性的比较
11磁性有无的控制
首先是照图1所示,制作一个密封有25g铁屑的长方体,其几何尺寸为22cm×2cm×3cm,制作材料为亚克力玻璃板和玻璃胶,其特点透明,直观性强。
接下来照图2演示图2说明了电磁铁和永磁铁一样,都是两端即两极的磁性最强,中間部分的磁性最弱。然后照图3演示,断开电磁铁的控制开关,电磁铁上的铁屑就掉下来了,说明电磁铁是名副其实的,有电才有磁性,无电就无磁性,这是它区别于永磁体的根本所在。
12磁性强弱的控制
如图4所示,自制一个几何尺寸为底座42cm×3cm×2cm、高8cm的不锈钢支架,一个U形电磁铁接上一个学生电源,电源为1V,2V,3V……12V,依次挂上规格为2N的钩码,当电源电压为1V时,最多可挂2个共4N的钩码,当电源电压为3V时,可挂6个共4N的钩码,学生可直观地看出电流越大、电磁铁的磁性越强,而永磁体却无此特性。由于小学对电磁铁只是“浏览”,所以不需介绍电磁铁磁性与线圈匝数的关系。
2电磁铁磁性强弱控制的趣味实验
如图5所示,此装置是集电学、力学和电磁学于一体的实验。实验原理如图6所示通过电磁力来控制铁制小球的漂浮、悬浮、沉底,电磁力是通过电流的大小来实现,从灯泡的亮度可直观地看到,电流又是通过控制滑动变阻器连入的电阻来实现的,尤其是难以控制的悬浮都能实现。
当滑动变阻器的滑片置于最大阻值处时,电流最小,灯泡最暗,小铁球处于漂浮状态;随着滑片向着连入阻值小的方向移动时,灯泡越来越亮,小球逐渐小沉;当滑板移到某一位置时,小球刚好处于悬浮状态;继续移动滑片能够让小球处于沉底状态,灯泡很亮。
需指出的是本实验的物理知识较多,对于小学生不必过多解释,只需让小孩在“好玩”中悄悄爱上科学。