高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)

1、高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)課題名稱：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)年 級(jí)：高三第一輪復(fù)習(xí)課教學(xué)時(shí)數(shù)：1設(shè) 計(jì) 者：喬林學(xué) 校：湖北省嘉魚縣第一中學(xué)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思路科學(xué)探究倡導(dǎo)學(xué)習(xí)的建構(gòu)，建構(gòu)主義理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)不是消極被動(dòng)的過程，而是一個(gè)主動(dòng)的積極建構(gòu)的過程，這種建構(gòu)過程是在學(xué)習(xí)主體與環(huán)境相互作用中產(chǎn)生和完成的，教師的作用不是“填壓”而是“點(diǎn)燃”，教師的責(zé)任在于創(chuàng)設(shè)好學(xué)習(xí)環(huán)境和問題情境，讓學(xué)生融入學(xué)習(xí)中，通過自己的分析、思考和交流，從而建構(gòu)出相關(guān)的知識(shí)和規(guī)律，在高三第一輪復(fù)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)存儲(chǔ)了模糊的基本知識(shí)和基本技能，但沒有形成系統(tǒng)，這時(shí)教師可以把知識(shí)以問題的形式，問題以情境的形

2、式呈現(xiàn)出來，即所謂的知識(shí)問題化，問題情境化，把學(xué)生置于問題境況中，讓他們?nèi)ソ?jīng)歷智力的探險(xiǎn)，在合作探究的過程中最終掌握知識(shí)，形成自主學(xué)習(xí)能力.本節(jié)課的教學(xué)中，可以采用“基于問題”的研究性學(xué)習(xí)模式，將活動(dòng)單自制成ppt文件格式呈現(xiàn)，可以利用flash動(dòng)態(tài)互動(dòng)，展示粒子運(yùn)動(dòng)徑跡，豐富教學(xué)，帶來感受.該模式主要以幾個(gè)情境為依托，通過小組活動(dòng)讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)和小組合作來掌握知識(shí)和形成能力.活動(dòng)單內(nèi)容主要有以下特點(diǎn)：1問題引入，完成基本知識(shí)與技能訓(xùn)練.2小組合作提煉思想方法，變式拓展提升能力.3相關(guān)模型觸類旁通，思想方法鞏固提高.二、教材分析“帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)”是物理學(xué)科中最突出的綜合問題，它將力

3、學(xué)、電磁學(xué)重點(diǎn)知識(shí)融為一體，通過對物理情景的設(shè)置，綜合考查學(xué)生對物理模型的建構(gòu)能力;考查學(xué)生分析推理物理問題的思維方法和能力;考查學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題的能力等，是高考命題的熱點(diǎn)，是最能體現(xiàn)區(qū)分度的地方.三、學(xué)情分析高中學(xué)生的認(rèn)知能力的發(fā)展已接近于成熟程度，求知欲與好奇心強(qiáng)烈，能逐步運(yùn)用抽象的適于演繹的或歸納的推理方式解決問題，樂于參加各種自主的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，對學(xué)習(xí)有較強(qiáng)的責(zé)任感.在高三一輪復(fù)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)儲(chǔ)備了前期的基本知識(shí)與技能，但沒有形成系統(tǒng)的規(guī)律和方法，對于問題的解決仍受數(shù)理基礎(chǔ)、元認(rèn)知水平、問題的熟悉程度、問題的情境特征等方面的影響，坡度很大.四、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1進(jìn)一步熟

4、悉洛倫茲力方向的判斷、洛倫茲力大小的計(jì)算.2知道常見的有界磁場，即直線邊界磁場、平行邊界磁場和圓形邊界磁場.3掌握“找圓心”、“定半徑”和“畫軌跡”的基本思路與方法.過程與方法1經(jīng)歷畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的過程，培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)模型的能力.2通過設(shè)問、討論與交流，培養(yǎng)學(xué)生大膽質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度，提高學(xué)生對比分析和交流合作的能力.3通過自主學(xué)習(xí)過程，提高學(xué)生的審題能力，強(qiáng)化“規(guī)范答題”訓(xùn)練.情感、態(tài)度與價(jià)值觀1通過基本知識(shí)的變遷與拓展，讓學(xué)生體驗(yàn)與分享學(xué)習(xí)經(jīng)歷中的樂趣.2通過交流與合作，培養(yǎng)學(xué)生將自己的見解與他人分享的團(tuán)隊(duì)精神.五、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律教學(xué)難點(diǎn)；畫粒子在有界磁

5、場中的運(yùn)動(dòng)軌跡，幾何關(guān)系的確定.六、教學(xué)策略制定方法策略：自主探究法、討論法、小組協(xié)作交流法媒體策略：學(xué)生成果實(shí)物投影展示、ppt、flash動(dòng)畫等七、活動(dòng)方案1活動(dòng)1展示情境引入：如圖1所示，已知粒子入射方向與出射方向；如圖2所示，已知粒子入射方向及入射點(diǎn)與出射點(diǎn)的位置，請分別畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，確定粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心和半徑. 圖1+ qvv 圖2+ qvv設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)圖1與圖2物理情境，要求學(xué)生掌握“定圓心”的兩種基本方法.通過學(xué)生畫出粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡過程，讓學(xué)生體會(huì)如何找圓心及如何作圖，最后教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié).問題情境1：如圖3所示為一直線邊界磁場區(qū)域，粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度方向

6、與邊界mn的夾角為30，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度b，粒子質(zhì)量為m，電荷量為+q，速度大小為，不計(jì)重力，則：（1）它從磁場中射出時(shí)距o點(diǎn)多遠(yuǎn)？（2）它從射入到射出需多長時(shí)間？（3）在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)距mn邊界最大距離為多少？ mn圖3設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)，小組內(nèi)學(xué)生相互討論交流，突出個(gè)性互評(píng)，實(shí)施形成性、過程性評(píng)價(jià)，調(diào)動(dòng)每一位學(xué)生的參與熱情，使絕大多數(shù)學(xué)生能夠完成學(xué)習(xí)目標(biāo).小組間用實(shí)物投影方式展示學(xué)習(xí)成果，使學(xué)生進(jìn)一步理解“定圓心，畫軌跡”的重要性，了解帶電粒子在有界直線邊界磁場中運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，知道粒子進(jìn)出磁場有對稱性.拓展1 若是負(fù)電荷呢？所求結(jié)果與正電荷的結(jié)果有何關(guān)聯(lián)？拓展2 若方向不變，大小變化，問

7、粒子到達(dá)mn邊界的時(shí)間為多少？拓展3 粒子進(jìn)入磁場速度與邊界mn的夾角在180范圍內(nèi)取任一值，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，質(zhì)量為m，電荷量為q，速度為，不計(jì)重力，請思考：當(dāng)為多少時(shí)，粒子離開磁場時(shí)離o點(diǎn)最遠(yuǎn)？最遠(yuǎn)距離是多少？當(dāng)為多少時(shí)，粒了在磁場運(yùn)動(dòng)時(shí)離mn距離最遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)距離是多少？設(shè)計(jì)意圖：三個(gè)拓展，難度逐級(jí)遞增，學(xué)生通過探究、合作、親身經(jīng)歷，有利于學(xué)生前期概念的發(fā)展與轉(zhuǎn)變，有助于學(xué)生獲得對知識(shí)的深層理解，激勵(lì)學(xué)生展示成功，幫助學(xué)生建立自信與自尊，發(fā)揮評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的功能，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人.三個(gè)拓展，使學(xué)生知道“定圓心，畫軌跡”是解決問題的基本思想，知道熟練地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題是

8、關(guān)鍵.2活動(dòng)2展示問題情境2：如圖4所示為一平行邊界磁場區(qū)域，粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度方向與邊界貼近且平行，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度b，磁場區(qū)域?qū)挒閐，長為l，粒子質(zhì)量為m，電量為+q，不計(jì)重力，試計(jì)算：粒子能再次射出磁場所滿足的速度大小的范圍. 圖4ld設(shè)計(jì)意圖：該環(huán)節(jié)，學(xué)生一般不能單獨(dú)完整地畫出粒子的軌跡，借助小組討論合作，可以使大多數(shù)學(xué)生了解通過軌跡半徑的縮放，粒子軌跡經(jīng)歷動(dòng)態(tài)變化后一般存在臨界軌跡與多解問題，從而使學(xué)生感受到合作學(xué)習(xí)的愉快.flash動(dòng)畫模擬粒子軌跡的動(dòng)態(tài)變化，為學(xué)生提供了豐富的信息，可增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的直觀性，讓學(xué)生充分感受到交互性學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)的融合美.3活動(dòng)3展示問題情意3：在圓心

9、為o，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，方向垂直紙面向里，一個(gè)帶電粒子從a點(diǎn)以速度正對圓心o射來，不計(jì)重力，帶電粒子穿過磁場區(qū)域后速度方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度圖5為60，如圖5所示，請思考：1確定該帶電粒子的電性；2求粒子的比荷；3求該帶電粒子在磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.設(shè)計(jì)意圖 絕大多數(shù)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)能夠順利完成，個(gè)別學(xué)生在其他同學(xué)或教師的提醒下也能夠完成，這道題的意圖是告訴學(xué)生這樣一個(gè)結(jié)論：在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入粒子，必從徑向射出.拓展1 現(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)?3，其它條件不變，仍從a點(diǎn)射入磁場，則粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為多少？拓展2 將圓形區(qū)域變成一個(gè)絕緣圓筒，已知

10、帶電粒子從a點(diǎn)沿直徑方向射入后，與筒內(nèi)壁碰撞兩次后，又從a孔飛出（不計(jì)碰撞能量損失及碰撞時(shí)間），則帶電粒子在筒中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為（ ）abcd拓展3 若粒子與筒碰撞3次后再從a孔飛出呢？設(shè)計(jì)意圖 拓展1考查的是幾何關(guān)系與半徑公式、周期公式的聯(lián)系與應(yīng)用；拓展2考查的是時(shí)間的兩種表述方式；拓展3是拓展2基礎(chǔ)上的引申.通過這幾個(gè)拓展，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)解決這類問題的關(guān)鍵是作好圖分析粒子的運(yùn)動(dòng)過程，找圓心、畫軌跡、求半徑是解決這類問題的核心.拓展難度層層遞進(jìn)，很好地考查了學(xué)生的邏輯思維能力、作圖能力和歸納能力.這幾個(gè)拓展旨在體現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)的層次性和靈活性.圖64活動(dòng)4展示例題：如圖6所示，有一圓形磁場區(qū)域，其圓半徑

11、為r，i、ii區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，ab為磁場的邊界，一帶負(fù)電、電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子從a點(diǎn)以速度進(jìn)入磁場，速度與ab的夾角為45，粒子重力忽略不計(jì).求：（1）要使粒子能夠達(dá)到b點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b為多少？（2）粒子從a到b的時(shí)間為多少？設(shè)計(jì)意圖：該題綜合性較強(qiáng)，題中磁感應(yīng)強(qiáng)度b具有多解性，該題旨在考查學(xué)生對本節(jié)課的掌握程度.教學(xué)中采用先讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，然后讓學(xué)生展開討論交流，展示個(gè)別學(xué)生的成果.同時(shí)將該題作為課后作業(yè)，留給學(xué)生課外去品味、去思考.八、課堂小結(jié)1三種常見的有界磁場：直線邊界平行邊界圓形邊界2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的解題方法歸納：畫軌跡找聯(lián)系用規(guī)律.九、課后反思這節(jié)課主要以問題情境為主線，以“定圓心，畫軌跡”為核心開展的.問題情境1是“發(fā)散式”的問題情境，主要是從不同方面、不同角度設(shè)置疑問，引導(dǎo)學(xué)生積極思考和主動(dòng)探究，實(shí)現(xiàn)對知識(shí)的深刻理解，從而發(fā)展學(xué)生的思維能力.問題情境2與問題情意3主要是把難度大，較為復(fù)雜的問題分解成一個(gè)個(gè)相互聯(lián)系的問題.本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)突破傳統(tǒng)的高三物理教學(xué)方式，通過自主學(xué)習(xí)和合作探究