《電場(chǎng)強(qiáng)度》的探究式教學(xué)設(shè)計(jì)案例

1、電場(chǎng)強(qiáng)度的探究式教學(xué)設(shè)計(jì)案例朱岳 江蘇省泰興中學(xué)物理組 江蘇省泰州市泰興市 225400一、設(shè)計(jì)思想在新課標(biāo)的大背景下，課堂教學(xué)從過(guò)分注重知識(shí)的傳承轉(zhuǎn)變?yōu)閺闹R(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生，所以本教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)學(xué)生對(duì)幾個(gè)現(xiàn)象的探究，認(rèn)識(shí)電荷相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，為研究電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向打下了基礎(chǔ)。為理解電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情景研究點(diǎn)電荷過(guò)渡到一般電場(chǎng)，這種由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由特殊到一般的思維方法，使學(xué)生更容易學(xué)習(xí)和理解，由庫(kù)侖定律得出的點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式，較好地突破了電場(chǎng)強(qiáng)度大小這個(gè)教學(xué)難點(diǎn)，做到既重視過(guò)程又重視結(jié)論，為后面電場(chǎng)的疊加做好鋪墊。達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

2、和科學(xué)的推理能力。本節(jié)課在多媒體、實(shí)驗(yàn)、板書(shū)的運(yùn)用上，相互補(bǔ)充，克服了單一媒體運(yùn)用的呆板的課堂教學(xué)形式，對(duì)整合課堂教學(xué)資源，起到了一定的作用?；脽羝故镜母鞣N生動(dòng)、活潑、有趣的圖片，激發(fā)學(xué)生探究知識(shí)的欲望和積極性。二、教材分析1課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容要求是“知道電場(chǎng)、理解電場(chǎng)強(qiáng)度”。學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)中對(duì)本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的要求是：基本要求：1、知道電荷相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的；2、理解電場(chǎng)強(qiáng)度概念。3、用電場(chǎng)強(qiáng)度概念求點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；發(fā)展要求：1) 會(huì)用矢量求復(fù)合場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)。2) 加深理解場(chǎng)強(qiáng)的定義式和點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)區(qū)別。3) 體會(huì)求場(chǎng)強(qiáng)分析方法。2 “電場(chǎng)強(qiáng)度”編排在物理選修3-1第一

3、章第2節(jié)，也是本章第一單元電場(chǎng)力的性質(zhì)第二節(jié)，本節(jié)課是從電場(chǎng)的定義入手，利用點(diǎn)電荷特例，得出場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向。學(xué)好這部分的知識(shí)，可以為下面電場(chǎng)能的性質(zhì)埋下伏筆，從而方便地從理論角度出發(fā)，根據(jù)動(dòng)能定理，得出電場(chǎng)的一般性結(jié)論。3本課的內(nèi)容在初中階段并沒(méi)有涉及，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是個(gè)嶄新的課題。三、學(xué)情分析1高二學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的特點(diǎn)是：開(kāi)始從具體的形象思維向抽象邏輯思維過(guò)渡，但思維還常常與感性經(jīng)驗(yàn)直接相聯(lián)系，仍需具體形象的圖片畫(huà)面來(lái)支持。2學(xué)生在初中時(shí)沒(méi)有接觸過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度的概念。3學(xué)生已學(xué)習(xí)過(guò)矢量知識(shí)，但將其應(yīng)用到物理中來(lái)，理解上會(huì)感到一定的困難。四、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1.知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，

4、電場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)形態(tài)。2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的定義、表達(dá)式 、單位、矢量性及物理意義，會(huì)運(yùn)用公式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。3. 培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式，并能用此公式分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。過(guò)程與方法1.通過(guò)具體實(shí)例，引發(fā)學(xué)生思考、分析、歸納，從而培養(yǎng)學(xué)生的分析、歸納能力。2.通過(guò)與磁場(chǎng)的類(lèi)比引入電場(chǎng)，采用觀察實(shí)驗(yàn)和小組討論的教學(xué)方法，理解比值定義物理量的特點(diǎn)3.讓學(xué)生充分體會(huì)認(rèn)識(shí)世界的方法：大膽假設(shè)、小心求證。情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向及公式來(lái)指導(dǎo)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)未知世界要有敢于猜想的勇氣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。五、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：知道電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)性質(zhì)

5、的物理量，理解定義式和決定式含義、區(qū)別、聯(lián)系。難點(diǎn)：場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，及電場(chǎng)強(qiáng)度概念的建立。六、教學(xué)策略與手段分組討論法、類(lèi)比分析法、實(shí)驗(yàn)分析法、比值定義法、探究方法。七、課前準(zhǔn)備電腦投影、條形磁鐵、感應(yīng)起電機(jī)、驗(yàn)電器、鐵架臺(tái)、泡沫輕球、塑料球、玻璃球、小鐵球、鋼尺等。八、教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)提問(wèn)：師：上一節(jié)，我們認(rèn)識(shí)了電現(xiàn)象中的電荷，包括點(diǎn)電荷，元電荷及電荷之間存在的相互作用。什么是點(diǎn)電荷？電荷相互作用有什么規(guī)律？哪位同學(xué)來(lái)幫我們回顧一下？電荷之間有相互作用，我們把這個(gè)作用的電力叫庫(kù)侖力或靜電力。電荷之間的作用力是怎樣發(fā)生的呢？今天我們就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。二、新課學(xué)習(xí)：踢足球時(shí)，腳要直接接觸

6、球。實(shí)驗(yàn)演示兩個(gè)帶異種電荷小球靠近。生立即答：帶電小球受到庫(kù)侖力的作用力。師：電荷間的作用有沒(méi)有“接觸”？難道電荷作用是“超距作用”？生答：不接觸。 類(lèi)比重力的產(chǎn)生，初中物理的磁場(chǎng)，可總結(jié)出是場(chǎng)的作用，叫做電場(chǎng)。1、電場(chǎng)：.師：任何帶電體周?chē)a(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)。（板書(shū)）電場(chǎng)看不見(jiàn)，又摸不著，怎樣去認(rèn)識(shí)它、研究它？學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究：利用手中的塑料筆使其摩擦帶電，并讓其靠近懸掛的銅絲?，F(xiàn)象：塑料筆吸引銅絲，銅絲偏角可達(dá)到60度。學(xué)生思考、討論、交流：電場(chǎng)能對(duì)處在其中的電荷有力的作用，（板書(shū)）提示學(xué)生：電場(chǎng)分布強(qiáng)弱不一定相同。進(jìn)一步研究電場(chǎng)分布。創(chuàng)設(shè)情境：引入形成電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷Q，又引入一個(gè)試探電荷

7、q，q必須很小，可看成點(diǎn)電荷。而且q電量也少，不影響源電荷Q的電場(chǎng)。學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究：q在源電荷Q附近，不同位置處，靜止時(shí)受力有何特點(diǎn)？趙：電場(chǎng)不同位置，會(huì)有強(qiáng)弱不同。那么是否電場(chǎng)力就可用來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？學(xué)生分組討論：在空間某個(gè)電場(chǎng)中有A,B兩點(diǎn)，分別放入電量為q1和q2的試探電荷（q1電量小于q2)，其中q1所受到的電場(chǎng)力F1大于q2所受到的電場(chǎng)力F2,如何比較兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度？（得出：由庫(kù)侖定律可得距場(chǎng)源不同位置的電場(chǎng)強(qiáng)度等于單位電荷所受電場(chǎng)力的大小，可用F與q的比值來(lái)表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱） 2電場(chǎng)強(qiáng)度：（板書(shū)）（1）試探電荷：在電場(chǎng)中放入電荷才能研究電場(chǎng)的性質(zhì).我們把放入電場(chǎng)中的電荷叫試

8、探電荷(小輕球)（2）定義：物理學(xué)中把放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力與它的電量的比值叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)強(qiáng)。定義式：（適用于任何電場(chǎng)）比值定義法：=m/v v=s/t 提示分析與m，v的關(guān)系，總結(jié)出:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與場(chǎng)源電荷的帶電量有關(guān)， 與場(chǎng)中的位置有關(guān)，而與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)。物理意義：描述某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，單位：牛/庫(kù)（N/C）矢量性：我們規(guī)定電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向相同，那么負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反。(做圖演示)師：知道某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度，有何用途呢？比如F=E·q說(shuō)明了什么？錢(qián)：已知E，馬上可確定點(diǎn)電荷受力了。孫：電場(chǎng)力

9、知道，還可求做功。學(xué)生活動(dòng)：利用電場(chǎng)強(qiáng)度定義及庫(kù)侖定律，推導(dǎo)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度。（3）真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度：（設(shè)場(chǎng)源電荷+Q，試探q，在r處，由庫(kù)侖定律F= E= ） 表達(dá)式：E=師：畫(huà)圖，該A處，正試探電荷q受力背離連線向外，（再舉例-q的試探電荷）總結(jié)得出：方向：正點(diǎn)電荷在各點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度方向都是背離場(chǎng)源電荷向外。 大小與Q和r有關(guān)。說(shuō)明：公式E=kQ/r2中的Q是場(chǎng)源電荷的電量，r是場(chǎng)中某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離從而使學(xué)生理解：空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是由產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷和該點(diǎn)距場(chǎng)源電荷的距離決定的，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)提出問(wèn)題：如果空間中有幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，此時(shí)各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是怎樣的呢？帶領(lǐng)學(xué)生

10、由檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力具有的疊加性，分析出電場(chǎng)的疊加原理（4）電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理：某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于該點(diǎn)周?chē)鱾€(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和九、板書(shū)設(shè)計(jì)1、電場(chǎng)：.(1)任何帶電體周?chē)a(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)。電場(chǎng)看不見(jiàn)，又摸不著。（2）基本性質(zhì)：電場(chǎng)能對(duì)處在其中的電荷有力的作用。2電場(chǎng)強(qiáng)度：（1）試探電荷：（2）定義：物理學(xué)中把放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力與它的電量的比值叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)強(qiáng)。定義式：（適用于任何電場(chǎng)）比值定義法：(=m/v v=s/t 提示分析與m，v的關(guān)系，)總結(jié)出:電場(chǎng)中某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與場(chǎng)源電荷的帶電量有關(guān)，與場(chǎng)中的位置有關(guān)，而與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)。物理意義：

11、描述某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，單位：牛/庫(kù)（N/C）矢量性：我們規(guī)定電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向相同，（3）真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度：（設(shè)場(chǎng)源電荷+Q，試探q，在r處，由庫(kù)侖定律F= E= ） 表達(dá)式：E=方向：正點(diǎn)電荷在各點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度方向都是背離場(chǎng)源電荷向外。 大小與Q和r有關(guān)。說(shuō)明：公式E=kQ/r2中的Q是場(chǎng)源電荷的電量，r是場(chǎng)中某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離從而使學(xué)生理解：空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是由產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷和該點(diǎn)距場(chǎng)源電荷的距離決定的，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)（4）電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理：某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于該點(diǎn)周?chē)鱾€(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和十、作業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)堂練：當(dāng)堂練習(xí)：1下列說(shuō)法

12、中正確的是：ABC A只要有電荷存在，電荷周?chē)鸵欢ù嬖谥妶?chǎng)B電場(chǎng)是一種物質(zhì)，它與其他物質(zhì)一樣，是不依賴(lài)我們的感覺(jué)而客觀存在的東西C電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)而產(chǎn)生的，電場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)處在它里面的電荷有力的作用2下列說(shuō)法中正確的是：BC A電場(chǎng)強(qiáng)度反映了電場(chǎng)的力的性質(zhì)，因此場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力成正比B電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于F/q，但與檢驗(yàn)電荷的受力大小及帶電量無(wú)關(guān)C電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向即檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)的受力方向D公式E=F/q和E=kQ/r2對(duì)于任何靜電場(chǎng)都是適用的3下列說(shuō)法中正確的是：ACD A場(chǎng)強(qiáng)的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是放入電場(chǎng)中的電荷的電量B場(chǎng)強(qiáng)的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電量C在庫(kù)侖定律的表達(dá)式F=kq1q2/r2中kq2/r2是電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，此場(chǎng)對(duì)q1作用的電場(chǎng)力F=q1×kq2/r2，同樣kq1/r2是電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q2處的場(chǎng)強(qiáng)的大小，此場(chǎng)對(duì)q2作用的電場(chǎng)力F=q2×kq1/r2D無(wú)論定義式E=F/q中的q值(不為零)如何變化，在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，F(xiàn)與q的比值始終不變十一、教學(xué)反思以問(wèn)題探究為核心的探究學(xué)習(xí)是轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式的靈魂。教學(xué)中，教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變教師角色，教師不應(yīng)一包到底，只是一個(gè)組織者、引導(dǎo)者、