磁铁的两极.docx
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磁铁的两极
《磁铁的两极》
我们设计的教学过程，改变了教材的原有设计，尽管会有其他教师也采用这种思路，但是我们感觉这样的设计，并使用下面的观点进行分析，是对我们自己认识科学课的教学，认识科学概念有帮助的。
研究的观点简介：
1、概念建构的过程---（在某种教学内容下）是人类对一个概念由未知到已知发展的过程。
磁铁的两极在我们的设计中就是首先考虑了人类发展史上，对于磁铁两极相斥与相吸的发现及南北两极的定名的认识过程而设计的。
由于没有史实记载，我们只能假想这个认识的过程，但是我们认为这符合一般逻辑规律。
发现一种物质能够吸引铁质物品定名为“磁铁”------发现磁铁的不同部位磁力不同，出现了“极”-----可能在之前后人们发现“极”之间存在“相斥与相吸”的现象，借此可以提出一块磁铁上面会存在两个不同的磁极------人们开始尝试为磁极定名，可能就会认为“吸在一起的是同样的磁极”------由于技术的进步，磁铁的加工逐渐成熟，特定形状的磁铁出现，一次偶然的机会“磁铁能够指示南北”被发现-----随之促成了两极的新的定名和“同级相斥异极相吸”，修正了“吸在一起的是同样的磁极”的认识。
人们一次次的修正对磁铁认识的过程，就是概念发展的过程，概念的发展正是人类学习的过程。
教学的设计应该是符合人学习的过程。
这其中最重要的是“人的思维”，继续阐述观点。
2、概念的组成------思维活动是概念的重要组成
孟学惠老师找到关于概念的定义:
新华字典352页：
概念是思维的基本形式之一，反映客观事物的一般的、本质的特征。
人们在认识过程中，把所感觉到的事物的共同特点抽出来，加以概括，就成为概念。
兰本达教授在《小学科学教育的“探究－研讨”教学法》（219）页一书中提出：
概念这个词本身意味着一种思维运动的型式，一种属于抽象范畴的创造性的思维。
韦钰院士在《探究式科学教育教学指导》一书中提出：
概念是有组织的、有不同程度覆盖的、用抽象语言表达的知识。
科学家在不断进行对自然界以及对人类自身的探究中,明确了对事物的分类，对事物和事件性质、过程的描述和解释。
这些对归类事物本质性的归类描述，就是我们通常所说的概念。
原本我们认为在教学活动中提升学生的思维活动与概念的建构是不同的两条线索，当我们思考这节课的时候，特别是想到人类认识磁铁的过程之后，突然发现在那个概念的建构的过程中，思维活动的意义。
面对相斥与相吸，人们会想“磁铁的‘极’是不同的”；
面对相斥与相吸，人们会想“吸在一起的应该是同样的磁极”；
面对指示南北，人们会发现“磁铁两极真的不同”
面对前面一系列的发现，人们归纳出“磁铁有两个磁极，南极、北极，同极相斥、异极相吸”
思维没有脱离概念形成的过程中，恰恰它与概念融合的是那么的紧密。
我们不应该想在教学活动中如何调动学生的思维，而是应该想概念到底是怎么建构的，发展的，在遵循人如何建构概念的过程中，学生的思维活动必然会动起来，而且是最有价值的思维活动，因为它紧紧地推进着概念的发展。
2、上位概念（观念）（不知道用得对不对）的具体化表现
上位概念与科学概念的关系我还没有非常的明确，但是在上位概念中有着更为抽象的“观念”存在，而这些观念怎么落实到教学活动中？
我们有什么办法？
真的有可能在实践中发现一些最为原始的“观念”，毕竟观念也像是前面提到的概念发展过程一样，是逐渐伴随人类的认识过程发展起来的，这个过程中总会有最为原始的“观念”出现。
研究中的两件事情，促使我们思考。
实验设计的改变：
教材中设计的相斥与相吸的实验是学生拿着磁铁接近悬挂的磁铁，课堂上教师发现，在这样的实验活动中，学生难以说出“相互吸引、相互排斥”，总是说“我的磁铁推那块磁铁，吸那块磁铁”。
讨论后我们决定让学生双手分持两块磁铁，感知磁铁间相互作用力的存在，实践中效果不错。
概念图的出现：
与此同时，孟老师画出了一个简单的概念图，现在看来不是很严谨，但是其中关于“力的相互作用”与“相互吸引、相互排斥”的联系，让我们又一次陷入了思考。
两件事情先后出现。
“相互作用”是不是一种人类认识事物的观念？
我们认为是。
因为在不同的概念中，事物之间相互作用的关系是时常出现的，它构成了众多的理论的根基（自身知识不足，这只是感觉，我还需要证据说明）。
如果“相互作用”是学生需要的“观念”，那么“同级相互排斥，异极相互吸引”的概念掌握中，“相互”的认识就显得非常重要了，这不只是一个要学会掌握的知识了，而是要在教学活动中紧紧抓住的概念的核心（因为科学概念中包含“观念”），这将会是学生在实践中得到的最为原始的“观念”。
在这个认识基础上，联系我们实验方法的改变，就会找到有说服力的根基，让学生体验“相互”。
这样在以建构概念为目标的教学活动中，上位概念（观念）的应用就有了一个实实在在的抓手，教学方式的改变不再只是经验上的解读，而是上升到一个更高的层面上的分析与应用。
在教学活动中，教师不再使用“相斥、相吸”而是说“相互排斥、相互吸引”，也是为了突出“相互”而为的。
磁铁的两极课堂实录
教学目标：
科学概念：
磁铁有南北两极，能指南北。
两块磁铁的两极相互接近时，同极相互排斥，异极相互吸引。
过程与方法：
学生通过探究没有标识的两块磁铁磁极间的相互作用，发现两块磁铁的两极有时相互吸引，有时相互排斥，推测出每块磁铁有两个不同的极；
通过悬挂磁铁，观察磁铁停下的方向，发现磁铁能指南北，一端是南极，另一端是北极；
学生通过两个活动进行逻辑分析和推理得出：
磁铁有南北两极，同极相互排斥，异极相互吸引的科学概念。
情感态度与价值观：
通过活动培养学生注重反复实验，注意观察实验现象。
学会分析实验现象，找到之间的联系，提高逻辑思维能力。
教材说明：
《磁铁的两极》是四年级上册第四单元的第二课，学生通过上一节课对磁铁的初步认识，知道了磁铁能够吸铁，磁铁两端磁性最强，叫做磁极，这是一块磁铁的共同点，本节课继续研究磁铁的两极通过一系列的活动，推理出磁铁两极之间相互作用规律。
知道每块磁铁都有两极，一端指南叫南极，一端指北叫北极，发现两块磁铁的磁极相互接近时，同极相互排斥，异极相互吸引。
课堂上通过几个活动展现学生思维的过程，培养学生逻辑推理能力，展示学生头脑中形成科学概念的全过程并且初步感知有关磁铁的上位概念——力。
设计思路：
教学过程：
师：
上节课，我们研究了磁铁，知道了磁铁能吸铁，磁铁磁性最强的地方是哪儿？
（两端），我们把这两端叫做磁极，这是磁铁的相同点。
这节课，我们继续研究磁铁的两极，看看还有什么特点？
（出示课题磁铁的两极）
师：
今天，老师为每组准备了两块这样的磁铁，如果，我们把两块磁铁（没有标明磁极）的磁极相互接近时，会怎么样？
你们可以先试一试，看看有什么发现？
（出示板贴）
生：
学生分组活动
学生汇报：
生1：
两块磁铁相互接近时，有东西在两块磁铁中间挡着一样，不让它们结合。
生2：
把它们接近时，好像有一种力量让它们马上接近。
把一块磁铁换了一个方向以后再接近怎么也到不了一块儿，使劲儿接近就会上下错着。
师：
两块磁铁的磁极相互接近时，有时会往一块吸，我们就把它叫相互吸引，我们用相互吸引的符号表示（）像你们说的两个磁极接近时感觉有股力量在挡着，怎么也吸不上，硬放在一起时，手有什么感觉呢？
生1：
使劲往一块放时，手会抖。
生2：
手会感觉中间有一股力量往两边推。
师：
我们就把它叫做相互排斥，用这个符号表示（）。
学生通过用两只手握住磁铁两级去相互接近，让两只手去感觉两块磁铁接近时产生的力，学生在这个环节中提到中间有一股力量挡着，往两边推，学生还提到手会抖，或者中间有一股力量使它们一下就吸上了，学生充分体验了力是相互的。
“力是相互的”是我们在这次教学设计中寻找到的“上位概念”，我们认为学生学习“磁铁同极相互排斥、异极相互吸引”的概念并不是学习的全部，而建立“力的相互作用”的意识才是更加关键的，它涉及了科学概念中“观念”层面的问题，是学生掌握一系列概念的终极目标之一，理解自然万物的“相互作用”。
为强化这一点，在后面的教学活动中，教师使用的语言没有简化“相互排斥相互吸引”，而是使用“相互排斥、相互吸引”，强化“相互”。
师：
你现在能准确地说得清楚两块磁铁相互接近时，哪个磁极与哪个磁极相互吸引，哪个磁极与哪个磁极相互排斥呢？
生：
不能，因为我们还不知道这个磁极的名称。
师：
怎么办呢？
生：
做标记，可以用字母表示。
师：
好，现在我们把两块磁铁的四个磁极分别做上记号，用字母ABCD标出。
师标：
生：
分组标出ABCD记号。
师：
我们已经把两块磁铁四个磁极分别做上了标记，你现在能准确地告诉大家了吗？
生：
不能。
师：
为什么？
怎么办？
生：
需要再试一试。
教师在活动中反复再问“能准确地告诉大家。
。
。
。
。
”，这里要求“准确”就是为了强调磁极标识的标注方法，让学生在这个问题上深入的思考，后面的许习活动中，学生会针对磁极的标注有多次的思考。
师：
这回在试的时候，注意随时把每次现象记录下来。
试之后，要能准确地告诉大家谁与谁相互吸引，谁与谁相互排斥。
生领取记录单
学生分组活动
师：
请你准确地告诉大家，在你们的实验中，相互吸引的是哪两个磁极？
相互排斥的是哪两个磁极？
学生汇报：
相互吸引
相互排斥
师：
有没有不同结果呢？
哪几个组？
为什么会有不同的结果呢？
你们讨论讨论。
生：
分组讨论
学生对出现的不一样的结果感到意外，因为对学生已知的知识造成了困惑，学生拿着磁铁反复试，发现磁铁的同一极与另一块磁铁两极相接近时，一端会相互吸引，另一端会相互排斥，学生通过讨论分析出每块磁铁都有两极，而这两极不同。
因为两块磁铁都被包上，学生虽然原认知中有对磁铁的知识，知道南北极，同极相互排斥，异极相互吸引，但是学生面对这两块磁铁，找不到南北极，不知道怎么解释自己已有的知识。
师：
通过你们的讨论，刚才出现两种不同的结果，原因是什么呢？
生：
老师并没提出统一的要求，两块磁铁放的方向不一样，我们组是在相互吸引的情况下标的。
生：
我们组是在相互排斥的情况下标的。
师：
我们在标记号的时候有两种情况，有的组是在相互吸引的情况下标的，有的组是在相互排斥的情况下标的，出现这两种情况，有什么办法统一呢？
在教学进行到这个环节时，学生一个令我们惊喜地回答表现出来。
生：
我认为可以把吸在一起的两极标为同样的磁极。
这个与现有知识完全背道而驰的解释，恰恰表现出人类在了解认识磁铁两极的知识概念过程中的真实表现，当没有发现磁铁可以指示南北的知识背景下，人们就会认为，吸在一起的磁极是“同极”。
学生此时的认识是符合对一个概念的认知过程的，而后续的发展是在学生在新的现象的启发下，联系刚刚建立的解释，通过思维活动形成的新的概念。
同时那些保留有书本学习的磁铁概念的学生面对事实，也在怀疑自己的“符号化的概念”。
师：
老师这里有一个方法，看看能不能进一步帮助你们。
（出示材料，教师演示）把粘扣粘在磁铁中间位置，把磁铁粘紧后，磁铁悬挂起来，手轻轻地离开，静置一会，另外两名同要仔细地观察磁铁的两极停留的方向，并记录下来。
师：
出示悬挂磁铁的要求
生：
分组悬挂磁铁进行观察
学生正感到不知如何解决心中的矛盾，悬挂磁铁材料的出现，为学生解决了心中疑惑。
材料帮助学生们观察，并对所发现的事物之间形成相互关联。
师：
通过悬挂磁铁，你们发现了什么？
生：
两块磁铁，每块磁铁都有一个磁极指南，另一个磁极指北。
师：
你觉得我们做的标识需要修改吗？
怎么改？
生：
需要，可以使用“南、北”做标记。
师：
我们可以用字母S表示南，用字母N表示北。
请各组在刚才标有ABCD的两块磁铁上添加上新标记。
学生添加S、N标记
师：
我们的第一个实验（两极分别靠近）需要再做一次吗？
就在刚才的实验单（ABCD）上面进行记录，并在下面进行总结，这次做完实验后，看看能不能准确地告诉大家相互吸引的是哪两个磁极，相互排斥的是哪两个磁极？
生：
各组实验
学生通过悬挂的方法，对实验现象进行记录，发现了磁铁能指南北的特点，意识到了标记需要修改，重复刚才的实验再次进行记录。
这正是学生对探究的一种需求，一种要寻求答案的欲望。
师：
请第一次汇报实验记录的小组上来进行实验汇报。
生：
实验的结果与上一次是相同的，但是标记变化了，相互吸引的有S与N，N与S，相互排斥的有S与S，N与N。
师：
其他小组的实验结果呢？
生：
和他们一样。
师：
现在回想一下，你们怎么解释第一次实验中出现的不一样的现象？
（不同组的ABCD的相吸与相斥出现差异）
生：
因为标记不一样。
我们有可能把A贴在N极上，也有可能把A贴在S极上,所以结果就不一样了。
当我们发现磁铁有一端总是指南，一端总是指北后，修改了标记，大家的结果就一样了。
师：
现在你们能准确告诉大家相互吸引的有谁，相互排斥的有谁了吗？
生：
相互吸引的有S与N，N与S，相互排斥的有S与S，N与N。
师：
能不能把语言简化一些？
生：
两个极一样的吸不上，两个极不一样的能吸上。
师：
我们把两个一样的极叫做同极，同极会
生：
相互排斥。
师：
不一样的极叫做异极，可以说异极
生：
相互吸引。
师：
通过今天我们知道了同极相互排斥，异极相互吸引。
如果老师再给你一块没有标识的磁铁，你用什么方法找到这块磁铁的南北极？
生：
用悬挂法，看哪端指南，哪端指北。
生：
用有标识的磁铁的磁极去接近它的两极，如果相互吸引就是不同极，如果相互排斥就是同极。
学生经历了一个个的活动，和几次的讨论，概念一步步形成，学生先是发现每块磁铁的两极不同，通过悬挂磁铁的方法，发现磁铁可以指南北，通过再次实验观察记录形成了完整的科学概念。
育才孟学惠老师的分析：
基于概念教学的课程设计，教师首先要搞清楚所讲的内容在概念体系中处在一个什么位置，在组织学生探究活动中，通过观察现象、研讨，逐步形成概念，引导学生向着更高概念层次发展。
“如果教师没有一个概念的框架，他班上的孩子就很少有机会发现科学概念体系的头绪去指引自己建立起概念。
孩子们就会在各种信息中徘徊，找不到概念箭头。
”
《磁铁的两极》一课，磁性从属→电磁→电磁波谱→质量和能量，磁性上位概念是电磁力，为了让学生体会到磁铁两级的相互作用本质是力的作用，教师在选择研究材料上动了脑筋。
教师给每组学生准备了两块没有颜色、没有标明磁极的磁铁。
教师不是让学生悬挂一块磁铁，手拿另一块磁铁，相互接近，观察磁极间的相互作用；而是让学生用手拿两块磁铁相互接近，感知磁铁间相互作用力的存在，这有利于学生的思维向高一层次概念发展。
基于概念教学的课程设计就是:
我们选定一个概念，选择可能有的从属概念的脉络，寻找、设计足以引起出现象间的联系的有结构的材料，引领学生前进。
学生会全神贯注、目标明确、自发选路，在不断的探究、研讨找到适合自己的前进路线。
这样的教学方法有利于培养学生的创造性思维。
学
学生探究材料的选择上使用了未标明磁极的磁铁，目的是让学生经历形成概念的探究过程。
学生只有在探究出每块磁铁有两个不同的磁极，每块磁铁都有南极和北极，这些从属概念的基础上，才能得出两块磁铁相互接近时:
同极相互排斥，异极相互吸引的科学概念。
开始，老师给学生准备的材料是没有标明南北磁极，但有红白颜色的磁铁。
学生认为磁铁的两极相互吸引是因为它们的颜色不同。
颜色与磁铁两级的相互作用并没有本质上的联系，反而会干扰学生对磁铁南北磁极的认识。
后来，老师用纸把磁铁包起来，让学生用没有标识的两块磁铁研究磁极间的相互作用。
老师要指导学生为没有标识的两块磁铁四个磁极分别做上记号，用字母ABCD标出。
观察各个磁极间的相互作用。
推理出每块磁铁都有两个不同的磁极。
两块磁铁有四个磁极，为什么会出现相互吸引、相互排除两种现象呢？
会不会两块磁铁有相同的磁极呢？
学生带着这样的问题观察悬挂的两块磁铁，发现每块磁铁都能指南北，指南的一端是南极，指北的一端是北极，认识到每块磁铁都有南极和北极，学生的认识逐渐深入。
通过观察磁铁南北两极的相互作用，分析得出：
两块磁铁相互接近时同极相互排斥，异极相互吸引。
学生在经历科学探究的过程中，逐步形成科学概念。
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