二年級《磁鐵》單元解讀

徐春建

磁鐵是生活中常見的物體，許多學(xué)生都見過、玩過磁鐵，對磁現(xiàn)象有了一定的了解，也產(chǎn)生了一些疑惑，這是他們進(jìn)行本單元探究學(xué)習(xí)的良好基礎(chǔ)和有利條件。

本單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，源自課程標(biāo)準(zhǔn)中與1—2年級相關(guān)的下列學(xué)習(xí)內(nèi)容：

5.1 有的力直接施加在物體上，有的力可以通過看不見的物質(zhì)施加在物體上。

6.5 磁鐵有磁性，可對某些物體產(chǎn)生作用。

6.5.1 磁鐵能對某些物體產(chǎn)生作用。

6.5.2 磁鐵總是同時存在著兩個不同的磁極，相同的磁極相斥，不同的磁極相吸。

17.2 技術(shù)包括人們利用和改造自然的方法、程序和產(chǎn)品。

18.3 工程設(shè)計需要考慮可利用的條件和制約因素，并不斷改進(jìn)和完善。

以上學(xué)習(xí)內(nèi)容指向了5個不同的主要概念，包括物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域中的“物體具有一定的特征，材料具有一定的性能”“力作用于物體，可以改變物體的形狀和運(yùn)動狀態(tài)”“機(jī)械能、聲、光、熱、電、磁是能量的不同表現(xiàn)形式”，以及技術(shù)與工程領(lǐng)域的“技術(shù)的核心是發(fā)明，是人們對自然的利用和改造”“工程的關(guān)鍵是設(shè)計，工程是運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計、解決實際問題和制作產(chǎn)品的活動”。

對于二年級學(xué)生而言，這5個主要概念的學(xué)習(xí)，關(guān)鍵在于體驗。他們需要在趣味化的探究中，觀察與交流磁鐵的特性，了解磁力能使兩個不接觸的物體產(chǎn)生相互作用，認(rèn)識指南針的結(jié)構(gòu)、功能和原理，利用磁鐵的性質(zhì)創(chuàng)造性地制作指南針以及磁鐵玩具，從而為建構(gòu)這些主要概念獲得豐富的經(jīng)驗基礎(chǔ)。

《磁鐵》單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生需要理解的內(nèi)容為：

1.推力和拉力是常見的力；

2.生活中有不同外形的磁鐵；

3.磁鐵可以直接或隔著一段距離對某些物體產(chǎn)生吸引作用；

4.指南針中的小磁針是磁鐵，可以用來指示南北；

5.磁鐵總是同時存在著兩個不同的磁極；

6.相同的磁極相斥，不同的磁極相吸。

如果學(xué)生理解了上述內(nèi)容，他們將能夠做到：

1.知道推力或拉力能使靜止的物體運(yùn)動起來；

2.說出不同外形磁鐵的名稱；

3.描述磁鐵能吸引鐵一類的物體；

4.使用磁鐵隔著一段距離吸引鐵一類的物體；

5.使用磁鐵隔著一些物體吸引鐵一類的物體；

6.描述磁鐵有南北兩極，且兩極的磁力最大；

7.說出指南針中的小磁針是磁鐵，并能使用指南針指示南北；

8.自制一個簡易的指南針；

9.描述相同的磁極相斥，不同的磁極相吸；

10.能辨認(rèn)出日常用品中含有的磁鐵。

單元教學(xué)內(nèi)容分析

本單元共7課，以“磁鐵之間及其與周圍物體之間的作用”為主要學(xué)習(xí)線索，循序漸進(jìn)地安排了一系列探究活動，包括磁鐵對周圍的哪些物體會產(chǎn)生作用、磁鐵與鐵質(zhì)物品之間如何產(chǎn)生相互作用、磁鐵與磁鐵之間如何產(chǎn)生相互作用等，引領(lǐng)學(xué)生研究磁鐵的性質(zhì)，了解人們對磁鐵的應(yīng)用。

第1課《磁鐵能吸引什么》，從問題“磁鐵能吸引什么樣的物體”開始，引導(dǎo)學(xué)生提出不同猜測，在此基礎(chǔ)上對各種材質(zhì)的物品進(jìn)行檢測，概括出能被磁鐵吸引的物品的共同特點(diǎn)，從而初步認(rèn)識到磁鐵具有磁性。尋找教室中的鐵質(zhì)物品、分離木屑和回形針等活動，加深了學(xué)生對“磁鐵具有磁性”這一概念的理解。

實施建議：在研究“磁鐵能吸引什么樣的物體”時，教師應(yīng)準(zhǔn)備盡可能多的物品，讓學(xué)生用磁鐵進(jìn)行測試，積累更多的科學(xué)體驗，幫助他們概括出“磁鐵能吸引鐵一類的物體”這一結(jié)論。“找一找教室里哪些物體是用鐵做的”這個活動，實際上是將磁鐵變成了材料檢測器，將學(xué)生引向更廣闊的探究空間。教師在組織學(xué)生活動時，應(yīng)考慮到人身安全和物品安全的問題。

第2課《磁鐵怎樣吸引物體》，從“使小車運(yùn)動需要力（推力、拉力）”的體驗活動引入，引領(lǐng)學(xué)生觀察磁鐵在不直接接觸小車的情況下如何拉動小車，從而認(rèn)識到“磁鐵能隔著一段距離吸鐵”。在小車與磁鐵之間放置不同材質(zhì)、不同厚度的物體后，觀察磁鐵是否還能吸引小車，此時，學(xué)生能夠認(rèn)識到“磁鐵能隔著一些物體吸引鐵”，甚至還可能體會到“磁力可以穿透一些物體”。

實施建議：“用棉線拉動小車前進(jìn)”“用手指推動小車前進(jìn)”，這兩個看似簡單的活動，其實是讓學(xué)生在活動中體驗推力和拉力，所以要讓他們多感受幾次。當(dāng)然，僅憑這個“推”“拉”小車的活動，學(xué)生還不足以建立起對“推力”和“拉力”的科學(xué)認(rèn)識，教學(xué)中可以增加其他推力和拉力的體驗活動。

在引導(dǎo)學(xué)生做“磁鐵能隔著一些物體吸引鐵”活動時，不要采用鐵一類的物體作遮擋物，因為鐵材料具有導(dǎo)磁性，可以改變磁場的大小和方向。由于鐵材料的厚薄和形狀不同，有時表現(xiàn)為把磁力“傳遞”到原來達(dá)不到的地方，有時表現(xiàn)為把磁力“阻擋”住了（磁屏蔽），這對二年級學(xué)生來說是不容易理解的，所以本活動只對非鐵質(zhì)物體進(jìn)行研究。

第3課《磁鐵的兩極》，主要探索磁鐵不同部位的磁力大小。借助回形針和鐵粉盒，學(xué)生發(fā)現(xiàn)條形磁鐵不同部位的磁力大小是不同的，他們觀察到條形磁鐵兩端吸引回形針和鐵粉的能力更強(qiáng)，從而建立磁極的概念。通過判斷蹄形磁鐵的磁極，學(xué)生能夠進(jìn)一步了解“磁鐵有兩個磁極”。

實施建議：本課的“探索”部分由三個活動構(gòu)成，這三個活動是有內(nèi)在邏輯聯(lián)系的。

活動一是借助一枚回形針來感受條形磁鐵不同位置的磁力大小，教學(xué)的重點(diǎn)要落在學(xué)生的感受上。教師應(yīng)該讓每一個學(xué)生都細(xì)細(xì)地體會條形磁鐵上的磁力變化。當(dāng)然，不同學(xué)生對于磁力大小的主觀感受肯定會有不同意見。由此，就引發(fā)了第二個活動。

活動二是用五枚回形針來檢驗條形磁鐵各部分磁力的大小。教師要提醒學(xué)生將這五枚回形針放在與條形磁鐵相同的距離，然后輕輕地平行推動條形磁鐵，慢慢靠近五枚回形針。完成這個實驗后，學(xué)生更加明確了條形磁鐵兩端磁力大、中間磁力小的認(rèn)識。那么，中間部分是否一點(diǎn)磁力也沒有呢？這就引發(fā)了第三個活動。

活動三是用鐵粉盒來檢驗條形磁鐵各部分磁力的大小。做這個實驗，關(guān)鍵在于鐵粉的量不能太多，晃動鐵粉盒子的力度要輕一些。這個活動重在觀察鐵粉在條形磁鐵上的分布狀態(tài)，其背后的意圖是指向以后對磁場的認(rèn)識。

第4課《磁極與方向》，主要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識磁鐵的指向性和磁鐵具有南北兩極。通過水平放置并能自由轉(zhuǎn)動的一塊條形磁鐵和懸掛的蹄形磁鐵、環(huán)形磁鐵，學(xué)生在重復(fù)測試中發(fā)現(xiàn)磁鐵具有指示南北的特性，以及磁極與方向之間的關(guān)系。通過對指南針的觀察與使用，學(xué)生認(rèn)識到“磁鐵能指示南北方向”這一特性在生活中的應(yīng)用。

實施建議：以往測定磁鐵指向性的實驗一般用“懸掛法”，考慮到二年級學(xué)生的操作水平有限，教材設(shè)計用“支撐法”來測試條形磁鐵的指向性，讓學(xué)生操作變得簡單易行。在準(zhǔn)備器材階段，教師應(yīng)該檢測每一個旋轉(zhuǎn)支架是否都能靈活轉(zhuǎn)動，還要檢測每一塊條形磁鐵是否具有良好的指向性，以提高學(xué)生測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

第5課《做一個指南針》，引導(dǎo)學(xué)生制作一個水浮式指南針。制作水浮式指南針活動，涉及材料準(zhǔn)備、磁針制作、元件裝配、裝置調(diào)試、應(yīng)用完善等過程。學(xué)生通過這個簡單的工程活動，初步體驗包括設(shè)計、實施、改進(jìn)等簡單的技術(shù)與工程過程，同時體會我國古代在指南針的研究與應(yīng)用上所做的貢獻(xiàn)。

實施建議：教師在指導(dǎo)學(xué)生制作指南針時，一定要關(guān)注對細(xì)節(jié)的指導(dǎo)。如制作磁針過程中，應(yīng)該用條形磁鐵的某個磁極按一定方向在鋼針的針尖或針尾處摩擦多次。在這個過程中，用磁極來回往復(fù)地摩擦鋼針、摩擦的力量太輕或次數(shù)太少、用磁鐵中段摩擦鋼針等錯誤操作，都會影響磁針的制作效果。

第6課《磁極間的相互作用》，從觀察兩塊條形磁鐵的磁極相互靠近時產(chǎn)生的不同現(xiàn)象開始，引導(dǎo)學(xué)生對磁極與磁極之間的相互作用進(jìn)行重復(fù)測試，幫助他們認(rèn)識到磁鐵的相同磁極相互排斥、不同磁極相互吸引的規(guī)律。通過“干擾下的磁鐵無法正確指示南北方向”的活動，學(xué)生將進(jìn)一步理解磁極間的相互作用。

實施建議：與過去的教材相比，本課活動中的條形磁鐵沒有外包白紙，而是直接讓學(xué)生觀察兩塊條形磁鐵的磁極相互靠近時產(chǎn)生的不同現(xiàn)象。這個活動的關(guān)鍵在于引導(dǎo)學(xué)生將觀察到的現(xiàn)象記錄于學(xué)生活動手冊的相應(yīng)表格之中，并根據(jù)實驗記錄進(jìn)行研討歸納，從而得出“相同磁極相斥、不同磁極相吸”的科學(xué)結(jié)論。此外，拓展活動指向指南針的科學(xué)原理——地球本身就是一個巨大的磁體，地磁北極位于地理南極，而地磁南極位于地理北極（并不完全重合）。因此，指南針能夠指示南北方向可以用“相同磁極相互排斥，不同磁極相互吸引”來解釋。

第7課《磁鐵和我們的生活》，通過尋找生活中的磁鐵、了解磁懸浮列車的基本原理、觀察磁記錄設(shè)備等活動，引導(dǎo)學(xué)生交流、整理在本單元中所獲得的關(guān)于磁鐵及其性質(zhì)的知識，提出更多的相關(guān)問題，以進(jìn)一步激發(fā)他們探究磁鐵的興趣。本課中的班級記錄表，可以在單元的第一課就張貼在教室中，每節(jié)課結(jié)束后，由師生共同梳理學(xué)習(xí)成果并加以記錄，最后在本課利用此表幫助學(xué)生整理單元學(xué)習(xí)中的科學(xué)概念。

實施建議：本課實質(zhì)上是一節(jié)組織學(xué)生交流和分享磁鐵相關(guān)信息的課，所以班級記錄表就顯得非常重要。建議教師在班級記錄表中采用氣泡圖的方式，將有關(guān)磁鐵的科學(xué)概念及其生活應(yīng)用有序地整合在一起，以幫助學(xué)生認(rèn)識到“磁鐵的用途和它的性質(zhì)是有聯(lián)系的”。采用氣泡圖整理信息的另一個好處是，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)磁鐵的哪些性質(zhì)被人們利用得更多一些，或者發(fā)現(xiàn)某些磁鐵制品不容易與相應(yīng)的磁鐵性質(zhì)聯(lián)系起來，這些發(fā)現(xiàn)有助于激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究的欲望。

單元教學(xué)建議

1.立足學(xué)生前概念，體現(xiàn)“用教材教”，而不是“教教材”

教學(xué)的目的是促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。具體到學(xué)科教學(xué)，只有基于學(xué)生原有認(rèn)知基礎(chǔ)的教學(xué)，才能促進(jìn)他們進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)。“教什么、學(xué)什么”是由學(xué)生的原有認(rèn)知基礎(chǔ)和課程標(biāo)準(zhǔn)決定的，教材呈現(xiàn)的只是一種范例。所以，調(diào)查并把握學(xué)生的前概念，是科學(xué)教學(xué)的起始環(huán)節(jié)，也是非常重要的一環(huán)。但在日常教學(xué)中，很多科學(xué)教師缺乏相關(guān)的認(rèn)識和調(diào)查方法，容易忽視學(xué)生的前概念，他們習(xí)慣于完全按照教材的內(nèi)容來施教。

如在第1課《磁鐵能吸引什么》中的“磁鐵能吸引什么樣的物體”的杭州試教活動中，第一位執(zhí)教教師完全按照教材的要求，提供了18種物體供學(xué)生用磁鐵檢測。教材中的這18種物體，7種是金屬，11種是非金屬（木材、玻璃、紙、塑料、橡皮、水、沙、磚、石等）。第二位執(zhí)教教師也同樣提供了18種物體，但其中金屬物品達(dá)12種，只有6種是非金屬（去掉了木材、紙、橡皮、石頭、水）。課后分析時，第二位執(zhí)教教師說明了如此處理教材的依據(jù)——對所教學(xué)生的前概念調(diào)查發(fā)現(xiàn)：該班100%的學(xué)生知道磁鐵不能吸引木材、紙、橡皮、石頭、水，96.3%的學(xué)生知道磁鐵不能吸引塑料，92.5%的學(xué)生知道磁鐵不能吸引玻璃。也就是說，該班的絕大多數(shù)學(xué)生對于磁鐵不能吸引非金屬物品是很明確的。但是，該班66.3%的學(xué)生認(rèn)為磁鐵能吸引黃金，61.3%的學(xué)生認(rèn)為磁鐵能吸引銅，36.3%的學(xué)生認(rèn)為磁鐵能吸引鋁，說明大部分學(xué)生的前概念中認(rèn)為“磁鐵能吸引很多金屬”。從該班學(xué)生的前概念分析來看，教師的確應(yīng)該多提供一些金屬類物品供學(xué)生檢測，以求修正學(xué)生錯誤的前概念，而非金屬的物品可以少一些。

那么，教材錯了嗎？非也。因為從全國二年級學(xué)生的前概念調(diào)查來看，大部分學(xué)生對于磁鐵是否能吸引非金屬物品缺乏足夠的體驗，所以教材圖片上列出的18種物品中非金屬占大多數(shù)，這是基于全國學(xué)生普遍水平的。但是，杭州地處經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，學(xué)生見多識廣，他們的認(rèn)知誤區(qū)不在于非金屬物品，而在于金屬物品。第二位教師這樣處理，完全是基于所教學(xué)生認(rèn)知水平的合理設(shè)計，是在理解教材編寫意圖基礎(chǔ)上的超越。

教材是面向全國的，是基于全國學(xué)生普遍水平來編寫的。但各地教師的施教班級存在著巨大的水平差異，假如我們漠視這種差異，仍然依照教材“一絲不茍”地實施教學(xué)，是無法實現(xiàn)有效教學(xué)的，也是對教材的一種誤讀。

2.教師課前應(yīng)做“下水實驗”，在教學(xué)中落實實驗細(xì)節(jié)

本單元實驗所用的材料都是一些常見的物品（如回形針、磁鐵、小車、細(xì)線等），其操作步驟也比較簡單。但是，這些看似簡單的實驗卻包含了很多需要注意的操作細(xì)節(jié)。如果教師課前沒有“下水”操作，忽視了實驗細(xì)節(jié)的指導(dǎo)，二年級學(xué)生將無法順利完成這些看似簡單的實驗。

如第3課《磁鐵的兩極》的“用五枚回形針來檢驗條形磁鐵各部分磁力的大小”實驗，材料只有一根條形磁鐵和五枚回形針，學(xué)生需要做的是將這五枚回形針放在與條形磁鐵相同的距離，然后輕輕地平行推動條形磁鐵，慢慢靠近五枚回形針，觀察到五枚回形針有順序地先后被磁鐵吸引。很多教師覺得這個實驗非常簡單，直接把實驗材料下發(fā)，將實驗步驟告知學(xué)生，實驗就能成功。但在實際教學(xué)時，情況卻出乎意料：很多實驗小組出現(xiàn)了磁鐵兩端的回形針吸引不同步的現(xiàn)象，甚至有的小組出現(xiàn)了中間部分的回形針比兩端的回形針先被吸引的現(xiàn)象。究其原因，是因為二年級學(xué)生在推動條形磁鐵時，很難做到平行而緩慢推動。

杭州的尹偉老師（見本期第40頁）在多次做“下水實驗”后，發(fā)現(xiàn)二年級學(xué)生難以平行推動條形磁鐵，就設(shè)計了一張“平推磁鐵輔助紙”。他在紙上印有回形針擺放的位置以及間隔0.5 cm平行線，學(xué)生操作時，可以根據(jù)平行線來緩慢地平推磁鐵。這張輔助紙的應(yīng)用，還減少了回形針被吸引時需要克服的靜摩擦力（與回形針放在桌面上相比），實驗效果很好。

本單元類似的實驗還有不少，看似材料簡單、操作簡便，但考慮到二年級學(xué)生的認(rèn)知能力和操作水平，教師必須加強(qiáng)實驗細(xì)節(jié)的指導(dǎo)。畢竟教材有其編寫的體例和印張限制，不可能將所有實驗細(xì)節(jié)在教材中加以呈現(xiàn)。所以，教師應(yīng)該多做“下水實驗”，了解和推敲實驗的諸多細(xì)節(jié)，并據(jù)此在教學(xué)中加強(qiáng)對學(xué)生的實驗指導(dǎo)。

浙江省杭州市基礎(chǔ)教育研究室

（310003）