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基于小学科学教学中自制简易磁力计的研究与应用

发表时间：2020/10/20 来源：《现代中小学教育》2020年第9期作者：李碧云

[导读] 在教科版二年级下册科学教材中，有一个关于“磁铁的两极”的章节，通过这一课时的学习学生能够知道磁铁上磁力最强的地方就是磁极。

福建省泉州市丰泽区第一中心小学李碧云

摘要：在教科版二年级下册科学教材中，有一个关于“磁铁的两极”的章节，通过这一课时的学习学生能够知道磁铁上磁力最强的地方就是磁极。在教材中，安排了一个这样的问题：磁铁的各个部位都有磁力吗？磁力的大小相同吗？并根据这两个问题展开了实验活动，本文对这个实验活动进行了研究，提出了该实验中存在的几个问题，并且通过自制的简易磁力计来完成这一实验，进而使学生能够更好的认识磁极这一概念。
关键词：小学科学教学；磁力计；指南针；研究与应用
        教材中关于磁极的实验步骤是：第一步，借助回形针感受磁铁不同部位的磁力大小，同一个回形针分别接近磁铁的一端和中部感受磁铁的磁力；第二步，在桌子上摆放五个回形针，回形针之间要有一定的距离，然后用磁铁的不同部位来接触回形针；第三步，将磁铁放在铁粉盒子上，并进行晃动，然后观察磁铁的什么部位的铁粉最多。然而这一实验是存在一些问题的，首先仅仅通过检测磁铁上的几个部位就贸然的得出磁铁哪个部位的磁力最强是不严谨的，只有不断的检测磁铁各个部位的磁力才能够真正的知道磁铁哪个部位的磁力最强；其次，当磁铁靠近桌子上摆放的五个回形针时，处在中间位置的回形针容易被磁铁的两极吸引，这样导致实验的准确性降低，增加了实验的难度。所以为了使实验更加的严谨、降低操作的难度，笔者提供了一种自制简易磁力计的方案，用自制的磁力计来检测磁铁的哪个部位的磁力最大，通过简易磁力计的应用能够快捷、全面的对磁铁的各个部位进行检测，提高实验的严谨性，那么自制简易磁力计的工作原理和制作过程是怎样的呢？接下来，笔者进行下简要介绍。
       一、自制简易磁力计的工作原理
        指南针在我们的生活中是很常见的，在我们观察指南针时经常会看到这种现象：无论怎么晃动指南针，当指南针静止下来是，指南针一直都是南北指向，并且不会发生变化。但是当我们拿一块磁铁靠近指南针时，指南针的指针就会发生偏转，并且磁铁靠的越近，指针偏转幅度越大。那么到底是什么原因使指南针指针发生了偏转呢？这是因为指南针受到了外界磁场的干扰。那么又是什么原因使指南针的指针偏转幅度不同呢？是因为指南针受到磁场干扰的程度不同，也就是说，磁铁离得越近指南针受到磁场干扰的强度越大，其指针偏转的程度也就越大。这一现象使笔者受到了启发，指南针的偏转幅度能够很好的反映出磁场的强弱。然后笔者就做了大量的实验，来证明我的猜想。首先我找来了一块儿圆形的强力磁铁，这块儿磁铁相比普通的条形磁铁磁性较强，然后笔者分别把圆形的强力磁铁和普通的条形磁铁分别放在离指南针相同距离的地方，来观察指南针指针的偏转幅度。

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但是实验结果表明，磁性较弱的磁铁反而能够使指南针的偏转幅度较大，这究竟是为什么呢？然后笔者又尝试改变指南针和磁铁之间的距离，把两块磁铁分别放在离指南针很近的地方，通过观察发现结果发生了逆转，强度大磁铁使指南针的偏转幅度更大。那么为什么同样的两块磁铁因为距离的不同而导致实验结果的不同呢？经过笔者的反复研究和思考，发现了其中的端倪，这主要是因为指南针虽然能感受到磁场的存在，但是指南针不能够感受到距离较远的磁场。所以说，想要用指南针的来检测磁铁各个部位的磁力大小，就应该让指南针的指针和磁铁的被检测部位有所接触，很显然这是行不通的。不过笔者从这一现象中受到了启发，可以利用较短的指针，这样能够尽可能的缩短指针和磁铁被检测部位的距离。此外，指南针的指针如果没有受到外界磁场的干扰，它会一直指向南北，并且指南针必须是水平放置，如果利用指南针来制作简易的磁力计，就会影响磁力计的灵敏度，当然，我们通过自己制作的磁力计灵敏度不是很准确，但是相对于教材中的实验来说已经足够了。
        二、自制简易磁力计的设计制作
        我们在制作的过程中可以采用一根长度约为14mm小磁针，然后把小磁针固定在底盘的中央，并且能够转动，在磁针上连接一个塑料的指针，并保持二者互相垂直，还要在小磁针旁边放一块儿磁铁，二者之间的距离大约为1cm，放置磁铁的作用就是固定指针的方向并且使指针始终指向一个位置。并且在磁力计底盘的部位还要做一个红色的标记，作为一个检测点，也就是说，需要把磁铁放在这个部位才能够使磁针发生偏转，磁针偏转的程度表明了磁铁磁性的大小。此外，磁力计的外壳可以利用3d打印机打印出来。
        三、自制简易磁力计的应用
        自制简易磁力机制作完成后，笔者选取了一个班级进行了实验，测试了简易磁力计的效果。笔者把学生分为两组，一组学生运用教材中的实验方法，另一组学生运用简易磁力计，两组学生共同检验磁铁的各个部位，经过笔者的统计，发现利用简易磁力计更加省时，仅需要半分钟就可以完成实验，而利用教材中的方法需要五分钟。在学生进行实验后，笔者发现大多数的同学对简易磁力计更感兴趣。此外，笔者还把简易磁力计推荐给学校的六位科学教师，其中的五位教师很认可这一实验手段。经过多方面的综合调查，表明这个简易磁力计的使用效果是非常不错的，具有一定的利用价值。简易磁力计的制作不是要刻意改变教材的内容，而是对教材内容的一种补充。
        结束语：总而言之，简易磁力计的研究和制作是很有价值的，可以激发学生的学习兴趣和探究欲望，并且能够培养学生发现问题、解决问题的能力，不仅增加了学生的知识储备，还提高了学生的动手能力。
参考文献：
[1]胡方平.小学科学教学中自制简易磁力计的研究与应用[J].小学科学(教师版),2018,(1):17-18.