小学科学粤教粤科版六年级下册《探究技能：控制变量.docx

探究技能:控制变量 【教材分析】 通过前一课《神奇的电磁铁》的初步研究和观察，学生们已经知道通电导线产生磁场，会制作简易的电磁铁。多个因素影响电磁铁磁力，我们如何设计实验研究多因素与电磁铁磁力的关系呢?物理学中对于多因素（多变量）的问题，常采用控制因素(交量)的方法，把多因素的问题变成多个单因素来研究。每一次只改变其中的一个因素（自变量），而控制其余因素（无关变量）相同，从而研究被改变的这个因素（自变量）对事物（因变量）的影响，分别对各个因素加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。学生通过运用控制变量法来设计研究影响电磁铁磁力的实验，教材有两个活动： 1.方法学习：以研究电池数量与电磁铁磁力大小的关系为例，经历完整“确定变量-控制条件--获取数据--得出结论”的实验过程。 2.技能训练：运用控制变量法探究缠绕在铁芯上的导线圈数、铁芯粗细、铁芯长短等与电磁铁磁力的关系。 【学生分析】 知识层面：本节课的教学对象是六年级学生。学生通过前一课对电磁铁有了初步的认识，已经会制作电磁铁，但他们很少在生活中直接观察到电磁铁的内部结构，哪些因素会影响电磁铁磁力还不是很清晰。这一课的重点是设计并运用控制变量法研究影响电磁铁磁力的因素，用实验数据验证自己的假设——电池数量越多，电磁铁磁力越大；电池数量越少，电磁铁磁力越小。控制变量法强调的是对变量的控制，在四、五年级时学生就已经接触过对比实验，对控制变量法有基本的认识。因此，本课指导设计对比实验的重点不是一步一步具体指导，而是在学生自己设计的基础上，引导学生考虑得更周密、更科学、更细致，从而使取得的数据更科学。 能力层面:六年级的学生具有较强的动手能力、设计变量控制实验的能力以及一定的数据分析能力。进入更高阶段的科学学习将在已有的基础上进行更深层次的培训，引导学生经历更为完整的探究过程，比如强调实验前的推测、如何设计实验、实验后的验证，进一步掌握控制变量实验的技能，并学习设计控制变量实验等。 【教学目标】 科学探究目标： 1.经历完整“确定变量——控制条件——获取数据——得出结论”的实验过程。 2.在学生自主设计的基础上，引导学生考虑得更严谨更科学，从而使取得的数据更有说服力。 情感态度与价值观目标： 1.能与小组同学分工合作，并分享交流自己的研究结果。 2.能够以严谨的科学态度作检验假设的实验。 科学知识目标: 1.电磁铁的磁力大小电池数量有关:电池数量越多，电磁铁磁力越大;电池数量越少，电磁铁磁力越小。 2.电磁铁的磁力大小还与线圈粗细、铁芯粗细、铁芯长短等因素有关系。 科学、技术、社会、环境（STSE）目标: 1.能思考生活中更多的电磁现象。 【教学重难点】 教学重点：引导学生注重观察实验中的测量，特别是控制变量、采集数据，验证自己的假设。 教学难点：设计并完善电磁铁磁力大小与电池数量、线圈圈数、铁芯粗细长短的关系的实验。 【教学准备】 学生小组：一本ipad、3节1号电池和电池盒、1根长度2米的绝缘导线、足量大头针、铁芯（9种长短粗细各不同，每种3根）、实验记录表。 【教学亮点】 1.教师提供有结构性的材料让学生自主选择，学生设计研究影响电磁铁磁力大小的因素，自主设计实验方法并实施探究。 2.综合运用现代信息技术（FORCLASS智慧课堂教育服务平台、希沃手机同屏技术、希沃展台）完成本课的实验计划，提高课堂效率。 【教学过程】 一、视频导入 观看电磁铁起重机搬运铁块的视频，让学生说说里面电磁铁的原理。 二、探究影响电磁铁磁力大小的因素 （一）讨论研究方法 对比上节课制作的电磁铁和电磁铁起重机，引导同学们猜测影响电磁铁磁力大小的因素。 学生猜测：电池数量、导线圈数、铁芯粗细、铁芯长短等因素与电磁铁磁力大小有关。 师：这些因素怎样研究？ 学生讨论方法：要研究那个因素，就只改变那个因素，其余因素保持不变，观察电磁铁磁力大小的变化。 （二）制定实验计划 小组商量制定研究电池数量、导线圈数、铁芯粗细、铁芯长短其中因素与电磁铁磁力大小的关系，作计划于FORCLASS智慧课堂教育服务平台。 教师通过FORCLASS收集学生小组实验计划。实验前讨论实验中的注意事项： 1.吸大头针针时一次吸完，不来回多次吸取。 2.安全，每次实验后要马上断开电源；数大头针个数时，应断开电源再数。 3.只用铁芯的一端去吸取大头针； 4.每次实验的操作方法也要保持一致； 5.相同实验至少做3次，取平均值。如果遇到差异比较明显的数据，需要重新实验。 （三）小组实验，获取数据 各小组按照制定好的实验方法进行实验。教师巡视，及时询问和指导。 （四）分析数据，得出结论 学生通过分析大家实验获取的数据，得出： ①电池数量越多，电磁铁磁力越大；电池数量越少，电磁铁磁力越小； ②导线圈数越多，电磁铁磁力越大；导线圈数越少，电磁铁磁力越小； ③铁芯越粗，电磁铁磁力越大；铁芯越细，电磁铁磁力越小； ④在导线排列紧密的情况下，铁芯越长，电磁铁磁力越大；铁芯越短，电磁铁磁力越小； ⑤在导线排列疏松的情况下，铁芯越长，电磁铁磁力越大；铁芯越短，电磁铁磁力越小； ⑥电池数量和导线圈数对电磁铁磁力的影响更明显。 课堂生成：导线排列的紧密程度与电磁铁磁力大小有关，引导学生继续设计实验。 学生思考得出：只改变导线排列的紧密程度有关，其余条件不变，观察电磁铁磁力大小的变化。 （五）总结实验方法，引出“控制变量”的概念 请学生思考总结本节课研究所用的实验方法有什么共性。 学生总结：研究什么因素就只改变那个因素，其余条件不变，再看电磁铁磁力大小的变化。 教师结合本课内容介绍： ①变量：没有确定数值的量；如：电池数量、导线圈数、铁芯粗细、铁芯长短、电磁铁磁力大小。 ②自变量：实验者主动操纵改变的量。 ③因变量：随自变量改变而改变的量；如：电磁铁磁力大小。 ④无关变量：影响因变量，但不是实验要研究的量。 引导学生再次总结实验方法： 1.确定一个自变量改变； 2.保持其余无关变量不变； 3.观察因变量的改变。 师再总结：我们把这样的实验方法称为控制变量法，今天探究中所使用的技能叫做：控制变量。（点明主题） 三、课后探究 出示学生实验过程中的现象：电磁铁在断电后还有三四根大头针没有马上掉落，让学生课后继续探究。 四、教师寄语 师：同学们，你们知道在这里最珍贵的变量是什么？学生思考并说出自己的想法。 教师寄语：爱因斯坦说过“知识是有限的”，但老师想告诉同学们：可是我们的思维是无限的。头脑与思维才是我们最珍贵的变量。善于思考才能将思维这个变量无限放大。 【板书设计】 探究技能：控制变量 影响电磁铁磁力大小的因素（变量）：
【实验记录表】 第（ ）小组 电磁铁磁力大小与______________关系的实验记录单
【教学反思】 本节课选自粤教粵科版六年级下册第三单元《能量及其转换》，与我们现任教的教科版科学教材中的《电磁铁的磁力》一课的实验内容相同，但本课重点更着重的是探究技能的学习及训练，故课题区别于其他课题，直指重点，对内容只字不提。 细读教材，教材以比较电磁铁磁力大小作为背景，学生探究影响电磁铁磁力大小的因素。并介绍了研究多因素问题的方法，教材如是写：如果想知道电磁铁磁力大小与什么因素有关，我们就必须一次只检验其中的一个因