自然与生活科技教材教法电动机.docx
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自然与生活科技教材教法电动机
自然與生活科技教材教法~迷你電動機
區社三甲9213016賴韻如指導教授：
施惠
教學對象：
國小四年級學生
教材分析
教學單元：
四上第二單元：
磁力玩具
磁鐵的認識：
自然界存在著天然磁石，會吸引鐵製的東西，這種礦石為磁鐵礦。
中國遠在南
北朝就利用繩索綁住天然磁鐵礦，架立起來，決定南北方向。
早期航行於大海中的船隻也利
用天然磁鐵做成簡易的羅盤，幫助辨認方向。
其實地球是一個大的天然磁體，它影響著地球
表面的磁鐵，指向南北。
（一）什麼是永久磁鐵
把鐵片在天然磁體上以相同的方向碰撞摩擦，鐵片會受到磁化，變成有磁性的鐵片，稱
為人工磁鐵。
也可以把鐵片放入充磁機充磁，變成人工磁鐵。
這種用鐵片摩擦、充磁的人工
磁鐵，磁性短暫，磁力弱；如果把含有鎳、鈷的合金做成磁體，其磁力超強且耐久。
所以，
利用軟鐵磁化而成的磁鐵，其磁化容易，但也容易喪生磁性，稱之為暫時磁鐵；以鎳鈷做成
的合金鋼，充磁後，磁力強較耐久，稱之為永久磁鐵。
4
（二）磁鐵的磁極
一塊磁鐵的磁力都集中在兩端，叫磁極。
一端為北極，另一端為南極，把磁鐵棒用線綁
住懸掛空中，磁棒的北極當擺動停止時，會指向北方，而南極指的方向正好相反。
一般市售
的磁鐵有不同的形狀，例如馬蹄型磁鐵、棒型磁鐵、圓型磁鐵、方塊型磁鐵、圓環型磁鐵⋯。
其大小也因需要而異，而磁力強度也會因材質的不同而異，例如軟鐵製成的暫時磁鐵磁力強
度弱；以鎳、鈷的合金鋼製成的永久磁鐵，磁力強度強。
（三）磁鐵的性質
在自然界存在的金屬中，只有鐵、鈷、鎳三種元素及其合金具有磁性，把一條棒型磁鐵
分割成一小塊一小塊的，則每一小塊的磁塊仍然具有磁性，可是磁性變得很弱。
奇怪，這些
磁化的小鐵塊為什麼含有磁性呢？
一塊鐵片未經磁化，材料裡面的各個小磁區會呈現紊亂的
指向，就整體看起來沒有淨磁場；一塊經過磁化的鐵片，材料內的各個小磁區會依一定方向
排列著，此時整塊鐵片的磁力會因為小磁區的相互加成作用，而磁力增強。
所以，我們知道
一塊暫時磁鐵，會因為材料內的小磁區受到磁力干擾或其他原因，使小磁區紊亂，而失去磁
力。
而永久磁鐵，其材料內的各個小磁區會永久保持整齊的排列，而使磁力永久保持。
（四）磁場的認識
在磁鐵的上面放置塑膠板，撒上細鐵粉，便容易看見磁鐵周圍的磁場。
這些細小的鐵屑
在磁場內受到磁化，而自動的依磁力線方向排列，這些磁力線是一條一條的，互不交疊，以
磁鐵的兩極為磁力線的端點，從磁力線上鐵屑的密度可以分辨出各點的磁場強度。
把一塊磁
棒用線懸吊，再以另一塊磁棒的一端靠近，你會感受到相排斥或相吸引。
也就是以磁棒的北
極靠近另一塊磁棒的北極會相互排斥；以磁棒的南極靠近另一塊磁棒的南極也同樣的產生排
斥。
如果以磁棒的北極靠近另一塊磁棒的南極，則會相互吸引。
兩塊磁鐵間的相互排斥和相
互吸引的力，與兩塊磁鐵的磁極強度成正比，和兩塊磁鐵的距離平方成反比。
（五）磁鐵可以透過大部分的材料吸住鐵製的東西
磁力線可以通過許多材料，可是不能通過磁性的材料，大部分在磁場裡是不會發生作用。
例如除了鐵、鈷、鎳，其他的金屬類都不會影響磁場。
有些材料放在磁場中，磁力線容易貫
穿，也有些材料的磁力線不容易通過，並且會阻止磁力線的通過，我們對這些磁力線不容易
通過的材料稱為高磁阻的材料。
磁力線容易通過的材料，稱為低磁阻的材料。
課本單元設計：
玩磁鐵
教學主旨：
讓小朋友在學習完本課後，能對磁鐵有所認識，也讓小朋友知道如
何使比較磁力的大小？
及磁鐵能吸引哪些東西？
教學內容：
一、首先讓小朋友說說看什麼是「磁鐵」？
生活週遭有哪些東西是
磁鐵做成的？
磁鐵乃是帶有磁性的鐵，能夠吸引鐵製品，生活中常見的磁鐵製品
如：
電話中有磁鐵、馬達中也有磁鐵等等。
磁鐵的應用範圍很廣泛
，通常利用磁鐵的同性相斥，異性相吸的原理來設計，像起重機，
前端的大鐵塊在通電後能具有磁鐵的功用，可利用來吸附龐然大物
的鐵製品，而在斷電之後回復成一般鐵塊的狀態。
二、磁鐵能吸附哪些東西？
前面說過了，磁鐵能吸附一般的鐵製品，在磁鐵的磁力範圍內，磁
鐵都能輕易地將其吸附起來，而且當磁鐵吸附一件鐵製品時，能使
那件鐵製品暫時具有磁鐵的特性，在去吸附其他的鐵製品。
三、磁鐵如何比較磁力的大小？
而磁鐵的哪個部分磁力最大呢？
要比較磁鐵磁力的大小，可以利用
（1）看磁鐵能吸附多少相同的東西
（2）看磁鐵對多遠的東西產生吸引力等方式來測試，而要知道磁鐵哪
一部份的磁力較強就可利用
（1）的方法來試試看，通常長條形狀的磁
鐵吸力最強的地方在兩端，而馬蹄型磁鐵則在開口部分的兩端。
教學實驗：
（1）分磁鐵和塑膠品（Ex：
原子筆、塑膠袋）玻璃品（Ex：
彈珠、水杯）木材品（Ex：
迴紋針、鐵棒）給小朋友看看。
（2）問小朋友什麼叫「磁鐵」？
（3）向小朋友解釋：
「磁鐵可以吸附東西，要用力才能把它拔開，不然會吸附在一起」。
（4）要小朋友舉例生活中有什麼例子，（教師可先舉例，Ex：
吸在黑板上的磁條，小朋友有的鉛筆盒蓋也有磁鐵）是磁鐵的應用。
＜活動A：
磁鐵可以吸什麼東西＞
二.
（1）要小朋友把物品用磁鐵分成：
1.可被磁鐵吸附的。
2.不可被磁鐵吸附的。
（2）讓小朋友說說能被磁鐵，吸附的東西有那些？
用什麼做成的？
那些不能被磁鐵，吸附的東西有那些？
用什麼做成的？
＜活動B：
鐵製品的暫時磁性。
＞
（1）拿磁鐵和磁棒給小朋友，教小朋友用磁鐵吸住鐵棒，把移開磁鐵的鐵棒很快的吸迴紋針，小朋友將會很驚奇發現「鐵棒竟可吸住迴紋針耶！
」但吸一下子迴紋針就會從鐵棒上掉落。
（2）教師向小朋友解釋「被磁鐵吸過的鐵棒具有【暫時磁性】，可以吸起其它的鐵製品，但鐵棒仍然無法，因此變成一個磁鐵，可以吸起其他的鐵製品，但鐵棒仍然無法變成一個磁鐵，因這種暫時磁性是會很快消失的。
三.＜磁鐵的南、北極＞
※各棒的南極塗成紅色，北極塗成綠色。
（1）老師示範：
把兩根磁鐵棒其中一棒用線懸掛在空中。
（2）進行以下活動：
把二根磁棒的紅色和紅色，紅色和綠色，綠色和綠色相靠近，問小朋友這二根磁鐵，發生了什麼事？
◎我們把紅色部分稱為南極，綠色的部分稱為北極。
向小朋友解釋：
紅色和紅色（綠色和綠色）相互靠近時磁鐵棒會被彈開，此即【同性相吸】，但紅色和綠色相靠近時磁鐵棒會被吸引，此即【異性同吸】。
四.＜活動A：
同一塊磁鐵，哪一部分的磁力最強＞分磁鐵（棒形磁鐵和馬蹄形磁鐵）和鐵粉給小朋友。
（1）讓小朋友把鐵粉放在塑膠板上，再把磁鐵放上墊板下面，輕輕敲動墊板，看看有什麼反應呢？
（2）根據鐵粉的分布告訴小朋友：
鐵粉愈密集的地方，就是磁鐵磁力最強的地方；磁力最強的地方，我們把它稱做磁極，鐵粉被磁鐵吸到的地方我們稱為【磁場】。
＜活動B：
大小不同的磁鐵，但形狀相同磁力有不同嗎？
＞
（1）拿大小不同的棒狀磁鐵給小朋友，要小朋友分別吸迴紋針。
（2）大小不同的磁鐵各能吸起多少迴紋針呢?
（3）向小朋友解釋：
【大的磁鐵具有較大的磁性】。
＜活動C：
不同形狀的磁鐵，磁力有不一樣嗎？
＞
（1）拿形狀不同的磁鐵給小朋友，要他們分別吸迴紋針。
（2）形狀不同的磁鐵各能吸多少個迴紋針呢？
（3）讓小朋友說說看各組的實驗結果。
五.玩玩磁鐵的遊戲
＜GameA＞
（1）在魚型紙片後貼一迴紋針，釣桿線上綁個磁鐵。
（2）小朋友比賽誰能釣到最多魚。
＜GameB＞15
（1）摺紙船，在船頭貼上迴紋針。
（2）要小朋友用磁鐵去吸引紙船，看誰的船跑得最快。
第二主題磁鐵的性質與磁鐵遊戲
●磁鐵的性質和磁鐵遊戲（配合教師手冊第163、164頁）
一、磁鐵的作用是怎麼產生的？
通常磁鐵是由鋼或鐵作成。
鋼是非常純的鐵。
磁鐵的形狀，常作成像「U」
的馬蹄形或棒狀。
它能夠吸起金屬別針和鐵釘，但是對玻璃、木片、紙沒
有作用。
磁鐵是由許多微小的磁域所構成。
每一個磁域像是一個迷你的磁鐵，整齊
地排列，互相緊拉著，因而產生磁力。
磁鐵的吸力可以穿透紙片、墊板、
玻璃或水等物質吸引小鐵釘，但磁鐵吸不住的東西，磁力則幾乎無法對它
產生作用。
任何可以被磁鐵吸住的金屬也是由磁域所構成，不過它們卻是
不規則的排列。
磁鐵可以使它們排列整齊，這時金屬也變成了磁鐵。
磁鐵四周能夠對鐵器產生吸引力的範圍，就叫做「磁場」。
一塊強力磁鐵
比磁性較弱的磁鐵從更遠的地方就吸到物體：
也就是說它具有比較強的磁
場。
二、磁鐵的哪一部份磁力最強？
磁鐵的兩端磁力最強，稱為磁極。
當我們把磁鐵懸掛起來旋轉，等到靜止
之後，指向南方的那一端叫南極，也就是S極；另一端叫北極，又稱N極。
磁鐵越靠近中央的部位磁力越小，中央不為幾乎沒有磁力，所以吸不住迴
紋針。
三、破壞磁鐵
把一根已經磁化的針反覆丟到桌上，會使得磁域被震動而成為不規則的狀
態，而破壞了原有的磁力。
四、磁鐵遊戲（資料來源：
磁鐵，艾勒著，上誼出版；磁鐵，亞當著，神燈
創意）
1.游泳的鴨子
材料：
兩根針、磁鐵、兩個塑膠瓶蓋、油土、紙、剪刀。
作法：
（1）先用磁鐵從針眼向針尖的方向反覆摩擦，把兩根針磁化。
兩根針會在同
一端產生同一極。
（2）用油土把兩根針分別黏在塑膠瓶蓋上。
用紙剪出鴨子形狀，然後嵌入
油土中。
（3）兩隻鴨子的頭各自著向相反的方向：
一隻朝向針眼，一隻朝針尖。
（4）把這兩個瓶蓋浮在水中，兩隻鴨子會互相吸引，好像面對面游向對方。
2.飛舞的蝴蝶
材料：
衛生紙、剪刀、迴紋針、線、色筆、膠帶、磁鐵。
作法：
（1）用衛生紙剪出一隻蝴蝶的形狀，在蝴蝶上夾一支迴紋針。
（2）將一條線的一端綁在迴紋針上，另一端用膠帶貼在桌上。
（3）試著用磁鐵來吸引蝴蝶飛舞，但磁鐵不要碰到迴紋針。
3.襪子配對遊戲
材料：
兩塊磁鐵、線、紙、水彩或蠟筆、膠帶、剪刀、迴紋針、大盒子。
作法：
（1）把紙剪成襪子的形狀並塗上顏色。
每兩隻塗相同的顏色，使紙襪成雙成
對。
（2）每隻襪子上別一支迴紋針。
（3）所有的襪子都放入大盒子中。
在磁鐵上面貼上一條線，和朋友輪流拿起
線頭，將磁鐵放入盒中把襪子吸起來。
看誰吸到成對的襪子最多。
4.賽船
材料：
兩片平板（直尺亦可）、兩片切成船型的軟木、兩根大頭針、膠帶、
兩個圖釘、兩本厚書、一罐水、兩個磁鐵、色紙、一個塑膠或玻璃淺盤。
作法：
（1）在每個船型軟木上各壓進一個圖釘
（2）剪兩片紙帆，用大頭針別在船型軟木上。
（3）把盤子架在兩本書上面，到水進去。
（4）在兩把尺的一端，各黏上一個磁鐵，把船浮在盤子一邊的水面上。
（5）兩人各握住一把尺，在盤下移動黏在尺上的磁鐵，即可進行賽船。
5.賽車遊戲
材料：
養樂多瓶、厚紙板、吸管、磁鐵、牙刷盒、軟木塞、竹條。
作法：
將喝完的養樂多瓶，洗淨後切半，並從切口處黏上一厚紙板。
利用吸管、圓紙板及竹條組成車輪軸，再以泡綿膠帶固定。
吸管的長度需比養樂多瓶寬度長一點，多餘的剪去。
從厚紙板上剪下4塊等大的圓片，當作輪子。
將車輪軸以保麗龍膠黏於養樂多瓶的紙板上。
最後在車子的尾端黏上顆磁鐵即可。
玩法︰把車子放在起跑線上，再另外用一塊磁棒對準車後的磁鐵，去推動
車子，看誰可以先到達終點。
註︰中途讓兩塊磁鐵吸在一起，就算出局了。
單元目標：
1.能觀察指北針與磁鐵的交互作用，並根據磁鐵的基本性質，推論指北針的指針是個小磁鐵。
2.了解指北針的偏轉是磁針與地磁、載流導線交互作用的結果。
3.藉由討論知道影響電磁鐵磁性強弱的因素，並設計實驗探究這些因素如何影響電磁鐵的磁性強弱。
4.設計與製作磁性較強的電磁鐵，並了解一般的磁鐵與電磁鐵之異同。
5.舉例說明電與磁在日常生活中的應用，並了解這些科技的產品對於
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