指向學生創新素養培育的《電磁鐵》教學

〔摘" "要〕" 小學科學肩負著學生科學素養與創新能力的使命，本文以教科版六年級上冊《電磁鐵》教學為例，從情境創設、啟發促思、探究實踐、多元評價等方面闡述了創新意識、創新思維、創新能力和創新人格等創新素養培育的教學策略。

〔關鍵詞〕" 小學科學；創新素養；教學策略

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）17" " 0064-03

創造力是一個國家國際競爭力的標志，一個國家整體創造力的大小取決于人才的創新素養。培育中小學生創新素養，發掘并培養拔尖創新后備人才成為回應時代需求和落實政策要求的重要舉措，也是個人應對全球化、數字化挑戰、提升創新能力的關鍵途徑。那么，如何在小學科學教學過程中有效培育學生的創新素養，成為亟待深入探究的關鍵問題。本文以教科版六年級上冊《電磁鐵》教學實踐為具體案例，展開深入的探討與思考，旨在為小學科學教學中創新素養的培育提供思路與方法。

一、情境創設，激發學生創新興趣

創新意識作為創新素養的基石，體現為個體對新事物具備敏銳感知能力，同時懷有強烈的好奇心、求知欲以及積極主動的探索精神，是人們開展創新活動的起始點與內在驅動力，也是創新思維與創新能力得以形成的必要前提。在科學教學實踐中，教師應基于現實生活視角，精心創設貼合學生生活實際且富有趣味性的教學情境，以此激發學生對即將探究事物的強烈好奇心，點燃他們對未知科學領域的探索欲望，培養科學思維與創新能力。

（一）生活情境引入

《電磁鐵》是教科版六年級上冊第四單元“能量”第5課的內容，旨在引導學生完整經歷探究“電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關”的過程，從而發現影響電磁鐵磁性強弱的因素。

在課程起始階段，教師可通過展示堆積如山的廢鐵堆圖片，向學生提問：“同學們，有什么好辦法來搬運這些不規則的廢舊鐵呢？”以此引發學生聯系生活實際展開討論。隨后，播放一段電磁起重機吊運廢鐵的視頻，視頻中電磁起重機輕松吸起和放下大量廢鋼舊鐵，此場景與學生日常認知中的搬運方式形成鮮明對比，迅速吸引學生注意力，激發他們的好奇心。接著，教師提出“電磁起重機為何能輕松自如地吸放廢鐵？它的工作原理是什么？”等問題，引導學生回顧電磁鐵的基本原理，為后續深入探究和喚醒創新意識奠定基礎，同時也使學生對電磁鐵在生產生活中的應用有了直觀認識，進一步激發學生探究電磁鐵的欲望。

（二）問題情境驅動

問題情境驅動是激發學生創新思維的有效手段。在學生對電磁起重機產生濃厚興趣后，教師可趁熱打鐵，追問學生：“在前一課中，同學們用自制電磁鐵搬運了幾個墊圈呢？”這一問題猶如一石激起千層浪，引發學生強烈的認知沖突，學生不禁思考“為什么電磁起重機一次能搬運數噸重的重物，而我們的電磁鐵卻只能搬運數個小墊圈？”“電磁鐵的磁性強弱與什么因素有關？”“怎樣增強電磁鐵的磁性？”等一系列問題，這些問題喚醒學生的學習熱情。強烈的好奇心驅使學生主動思考，積極參與到解決自身發現問題的探索實踐過程中。

二、啟發引導，培養學生創新思維

創新思維作為創新素養的核心，《義務教育科學課程標準（2022年版）》指出，創新思維體現在從不同角度分析、思考問題，提出新穎而有價值的觀點和解決問題的方法。這為小學科學教學指明了方向，在教學實踐中，教師可通過引導學生在科學探究過程中開展假設、推理、分析等活動，培育學生的創新思維能力。

（一）提出假設，拓展發散思維

在探究電磁鐵磁性強弱相關因素時，首要任務是引導學生深度思考：電磁鐵的磁性強弱究竟受哪些因素影響？學生在《電和磁》一課初步認識到線圈及電流大小會對指南針偏轉角度產生影響，他們能夠迅速聯想到線圈匝數和電流大小與電磁鐵磁性強弱之間可能存在關聯。然而，影響電磁鐵磁性強弱的因素顯然不止這兩種，由于學生思維存在一定局限性，在面對實際問題時，難以從多個角度進行全面思考。

如何打破學生思維局限性，成為教學過程中的關鍵問題。此時，教師可巧妙引導：“同學們，我們知道結構與功能是相互一致的，那么我們能否從電磁鐵的結構入手，思考一下還有哪些因素可能影響其磁性強弱呢？”通過這樣的啟發，學生能夠將鐵芯納入影響因素的考量范圍。

隨后，教師進一步順勢引導學生深入探究：從線圈層面來看，電磁鐵的磁性強弱除了線圈匝數和電流大小外，還與哪些因素相關，這些因素又呈現出怎樣的關系？根據學生的思考與討論，教師運用發散性思維導圖，系統地列出線圈層面可能影響電磁鐵磁性強弱的因素，如線圈匝數、纏繞方式、線圈導線粗細、導線材料等。緊接著，教師繼續啟發：“從鐵芯和電流角度分析，又分別與哪些因素有關，它們之間的關系是怎樣的呢？”

通過這樣層層遞進、循循善誘的引導，學生的思路豁然開朗，實現了從單一思維模式向線圈、鐵芯、電流這三個關鍵維度的多角度思考的轉變。這一過程極大地激發了學生的想象力與創造力，充分發展了學生的發散思維，為提升小學生的創新思維筑牢了根基。

（二）制定方案，發展批判性思維

當學生完成假設的構建后，設計對比實驗就成了驗證假設的核心環節。在探究電磁鐵磁性強弱影響因素的實驗設計階段，首要任務是明確判斷電磁鐵磁性強弱的標準，多數學生可能會依據課本內容，首先想到使用大頭針作為實驗材料。然而，有學生從安全角度出發提出疑問：“我覺得大頭針存在安全隱患，容易扎破手指，用回形針或小墊圈等材料來衡量磁性強弱會更安全。”這種對課本實驗器材的質疑與批判，進而提出創新性解決方案的行為，恰恰體現了學生獨立思考的能力，也提醒教師在今后的實驗教學中，要更加關注學生的多元視角。

在設計“電磁鐵磁性強弱與線圈匝數關系”的實驗時，如何合理改變線圈匝數這一關鍵變量成為討論焦點。同學們提出了各種不同的方案，有的計劃分別采用3圈，5圈，7圈；有的打算用10圈，50圈，100圈；還有的準備用20圈，40圈，60圈。那么，究竟哪個方案更為合理呢？這不僅要確保實驗效果顯著，能夠在實驗中清晰觀察到因匝數改變而引發的磁性變化，還需充分考慮實驗器材的適配性，比如導線所能承受的最大匝數。在這樣的交流探討活動中，學生獲得了更多自主思考的空間，從被動接受轉為主動探索，深度挖掘自身的創造潛能，有效發展邏輯推理與批判性思維能力。

（三）拓展延伸，實現思維進階

進入拓展教學環節，教師巧妙運用多媒體展示電磁起重機搬運廢鐵的震撼場景：“電磁起重機為什么能吸起數噸重的廢鐵？說說你的猜測和理由。”問題拋出后，課堂氣氛立刻活躍起來。學生紛紛結合之前所學的電磁鐵知識，從電流大小、線圈匝數、鐵芯材質等多個角度展開熱烈討論。有的學生認為電磁起重機必定配備了匝數極多的線圈，以此增強磁性；還有的學生推測其內部電流強大，進而產生強大的磁力……在這個過程中，學生的思維不斷碰撞，發散思維得到充分鍛煉，他們開始嘗試將課堂所學知識遷移到真實場景中，思考如何運用科學原理去解釋和解決實際問題，這極大地提高了他們基于真實情境解決真實問題的能力。隨后教師展示電磁起重機的內部結構示意圖。通過清晰的圖示，學生直觀地看到了電磁起重機內部密密麻麻的線圈、粗壯的導線以及特殊材質的鐵芯。看到自己的猜測在現實中得到印證，同時也深刻感受到知識才是創新的基石。只有扎實掌握科學知識，才能在面對實際問題時，運用所學去探索、去創新。

緊接著，教師進一步引導：“瞧，一個不起眼的電磁鐵，人們運用科學知識，竟然讓其產生如此神奇的力量，你有什么感想呢？”“讓我們再來看看電磁鐵還創造了哪些奇跡？”隨后，教師依次展示風扇、電梯、磁懸浮列車等應用電磁鐵原理的生活實例。看到這些熟悉又陌生的事物背后竟然都隱藏著電磁鐵的奧秘，學生不禁發出陣陣驚嘆。在熱烈的交流討論中，學生深刻感受到科學知識的強大力量，領略到創新思維在將科學原理轉化為實際應用過程中的關鍵作用。這種震撼與感悟激發了學生內心深處的創新意識，讓創新的種子在他們心中生根發芽，為今后的學習和探索注入源源不斷的動力。

三、探究實踐，提升學生創新能力

創新能力是將創新思維轉化為實際成果的能力，涵蓋了敏銳洞察問題的問題解決能力、熟練運用工具與方法的實踐操作能力、在團隊中有效溝通協作的團隊協作能力等多個關鍵維度。大量的教育實踐和研究均已充分表明，讓學生親歷實踐操作，是提升其創新能力最為有效的途徑。

臨近本課尾聲，為了進一步鞏固學生所學知識，切實提升他們的創新能力，教師精心策劃了“電磁鐵大力士挑戰賽”課后實踐活動。比賽規則設定為，僅允許使用3個電池作為電源，其他材料則不限，學生需利用這些材料制作電磁鐵，最終以電磁鐵一次性吸附物體重量的多少來評判勝負。活動一經宣布，學生的熱情瞬間被點燃。在整個活動過程中，學生親自動手制作電磁鐵、進行一系列嚴謹的實驗探究，不僅極大地鍛煉了實踐操作能力，激發了創新思維，催生了許多新奇靈感，提升了面對復雜問題時的解決能力，還學會了與他人毫無保留地分享自己的想法，虛心傾聽他人的意見和建議，在相互學習、相互幫助的過程中，團隊協作能力得到了顯著提高。通過這樣的實踐活動，學生將課堂上學到的理論知識真正轉化為實際操作技能，創新能力得到全方位的提升。

四、多元評價，培養學生創新人格

創新人格是創新的保障，包括自信心、毅力、責任感和創新精神等。在教學活動從設計構思到具體實施的全過程中，教師關注評價方式的多元化與評價過程的全面性。通過構建多元評價體系，更為立體、客觀、公正地衡量學生在學習進程與成果中所展現出的創新素養，特別是對學生創新人格的關注與評估。將尊崇“創新”的理念融入日常教學評價的點滴之中，營造敢于質疑、勇于創新的創新文化氛圍，使創新理念在學生心中生根發芽，進而激發學生內心深處參與創新活動的熱情，循序漸進地培育和發展學生的創新自信心。

在科學實驗的過程中，學生遭遇失敗是常有的事。當學生在實驗中面臨失敗的結果時，教師應以溫和且充滿鼓勵的態度介入。例如，在電磁鐵實驗里，若學生未能得出預期的實驗結果，教師引導學生按照實驗步驟逐步排查。首先檢查電路連接部分，查看導線是否存在松動情況，電池正負極是否正確連接；接著回顧實驗操作流程，思考每次測量電磁鐵磁性強弱時，放置測試物品與電磁鐵的距離是否保持一致等細節問題。通過這種細致入微的引導，幫助學生全面梳理實驗的每一個環節，使學生清晰認識到導致實驗失敗的潛在因素。在分析原因的過程中，教師要持續給予學生鼓勵，“實驗失敗是科學探索的常態，許多偉大的科學家都是歷經無數次失敗才取得最終成功。每一次失敗都是寶貴的成長契機，只要我們能找準問題根源，就離成功又近了一步。”在教師的引導與鼓勵下，學生不僅能夠掌握解決問題的有效方法，重新燃起斗志，鼓起勇氣再次嘗試，更能在這一過程中逐步培養堅定的自信心和頑強的毅力，為日后面對更多挑戰奠定堅實的心理基礎。

參考文獻

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