2023-2024學(xué)年高二物理競賽教學(xué)設(shè)計(jì)：靜電屏蔽

2023-2024學(xué)年高二物理競賽教學(xué)設(shè)計(jì)：靜電屏蔽主備人備課成員教材分析本節(jié)課為人教版高中物理選修3-10《靜電屏蔽》的內(nèi)容。該部分是高二物理競賽課程的重要組成部分，是對靜電學(xué)內(nèi)容的加深與拓展。本節(jié)內(nèi)容緊接著課本中“靜電場”一章，旨在讓學(xué)生理解靜電屏蔽的概念，掌握其產(chǎn)生的原因和條件，以及屏蔽效應(yīng)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能熟練運(yùn)用靜電屏蔽理論解決簡單的實(shí)際問題。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，主要包括：

1.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)靜電屏蔽現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維方法認(rèn)識事物、分析問題的能力，提高其邏輯推理和信息加工能力。

2.科學(xué)探究：讓學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)、分析等途徑，自主探究靜電屏蔽的原理和條件，培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力。

3.科學(xué)態(tài)度與價值觀：通過學(xué)習(xí)靜電屏蔽在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識到物理知識在生活中的重要性，培養(yǎng)其對科學(xué)的熱愛和敬業(yè)精神。

4.科學(xué)應(yīng)用：培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際問題中，解決實(shí)際問題的能力，使其能夠?qū)⑽锢碇R與其他學(xué)科知識相結(jié)合，提高知識的綜合運(yùn)用能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

（1）靜電屏蔽的概念：教師需要講解靜電屏蔽的定義，讓學(xué)生理解屏蔽效應(yīng)的產(chǎn)生和條件。

（2）靜電屏蔽的原理：教師需要闡述靜電屏蔽的內(nèi)部電場分布和外部電場變化，使學(xué)生能夠熟練運(yùn)用屏蔽效應(yīng)分析問題。

（3）靜電屏蔽的應(yīng)用：教師需要結(jié)合實(shí)際例子，如電信、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，讓學(xué)生了解靜電屏蔽在生活中的重要作用。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

（1）靜電屏蔽的內(nèi)部電場分布：學(xué)生難以理解屏蔽電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的電場如何分布，需要教師通過圖示、動畫等多媒體教學(xué)手段進(jìn)行講解。

（2）靜電屏蔽外部電場變化：學(xué)生難以把握屏蔽后外部電場的變化，教師可以通過實(shí)際操作、模擬實(shí)驗(yàn)等方式，讓學(xué)生直觀地感受屏蔽效應(yīng)。

（3）靜電屏蔽的應(yīng)用：學(xué)生難以將理論知識應(yīng)用到實(shí)際問題中，教師需要提供豐富的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。同時，教師可布置相關(guān)練習(xí)題，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握靜電屏蔽的應(yīng)用。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)器材（如金屬板、導(dǎo)線、電荷發(fā)生器等）、白板、黑板。

2.課程平臺：人教版高中物理選修3-10《靜電屏蔽》教材、教學(xué)課件、練習(xí)題庫。

3.信息化資源：互聯(lián)網(wǎng)上的相關(guān)教學(xué)視頻、動畫、實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件等。

4.教學(xué)手段：講授法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、練習(xí)法、互助合作學(xué)習(xí)法。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

教師通過展示一個現(xiàn)實(shí)生活中的靜電屏蔽現(xiàn)象，如電信設(shè)備的抗干擾能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。提出問題：“為什么電信設(shè)備能抵抗靜電干擾？這與我們學(xué)過的靜電學(xué)有什么關(guān)系？”

2.講授新課（20分鐘）

教師圍繞教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn)，講解靜電屏蔽的概念、原理和條件。在此過程中，教師可通過多媒體演示、圖示等方式，幫助學(xué)生形象地理解靜電屏蔽現(xiàn)象。

3.師生互動環(huán)節(jié)（10分鐘）

教師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考靜電屏蔽在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。學(xué)生分組討論，分享各自的觀點(diǎn)和實(shí)例。教師點(diǎn)評并總結(jié)，強(qiáng)調(diào)靜電屏蔽在各個領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用價值。

4.鞏固練習(xí)（5分鐘）

教師布置幾道有關(guān)靜電屏蔽的練習(xí)題，要求學(xué)生在課堂上完成。教師選取部分學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評，指出其中的錯誤和不足，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識。

5.課堂小結(jié)（5分鐘）

教師對本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)靜電屏蔽的概念、原理和應(yīng)用。提醒學(xué)生注意靜電屏蔽在生活中的實(shí)際意義，鼓勵他們在日常生活中運(yùn)用所學(xué)知識。

6.作業(yè)布置（5分鐘）

教師布置一道課后作業(yè)，要求學(xué)生結(jié)合靜電屏蔽的知識，分析一個現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)例。

總計(jì)：45分鐘

教學(xué)過程中，教師要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和內(nèi)容，確保學(xué)生理解和掌握新知識。同時，要注重培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，提高他們的科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與價值觀以及科學(xué)應(yīng)用能力。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

（1）靜電屏蔽在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用：介紹靜電屏蔽在電子設(shè)備、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用，讓學(xué)生了解靜電屏蔽技術(shù)的發(fā)展和前景。

（2）靜電屏蔽實(shí)驗(yàn)演示：提供多個靜電屏蔽實(shí)驗(yàn)的視頻或動畫，如靜電屏蔽籠、靜電屏蔽涂層等，讓學(xué)生更直觀地理解靜電屏蔽現(xiàn)象。

（3）靜電屏蔽原理的深入探討：介紹靜電屏蔽的內(nèi)部電場分布、外部電場變化等深層次原理，為學(xué)生提供進(jìn)一步學(xué)習(xí)的資料。

（4）靜電屏蔽相關(guān)論文和專利：推薦一些關(guān)于靜電屏蔽技術(shù)的學(xué)術(shù)論文和專利，讓學(xué)生了解靜電屏蔽技術(shù)的最新研究動態(tài)。

2.拓展建議：

（1）組織學(xué)生進(jìn)行靜電屏蔽實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生親自動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力。

（2）開展小組討論：讓學(xué)生分組討論靜電屏蔽在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，鼓勵他們提出創(chuàng)新性的想法和解決方案。

（3）撰寫科普文章：邀請學(xué)生撰寫關(guān)于靜電屏蔽的科普文章，通過查閱資料、整理思路、撰寫文章的過程，提高學(xué)生的信息加工能力和科學(xué)寫作能力。

（4）舉辦科普講座：邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家或企業(yè)技術(shù)人員為學(xué)生舉辦關(guān)于靜電屏蔽的科普講座，讓學(xué)生了解靜電屏蔽技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展前景。板書設(shè)計(jì)1.靜電屏蔽概念：

-定義：靜電屏蔽是指導(dǎo)體的內(nèi)部電場為零，外部電場受到屏蔽的現(xiàn)象。

-關(guān)鍵詞：導(dǎo)體、內(nèi)部電場、外部電場、屏蔽。

2.靜電屏蔽原理：

-內(nèi)部電場分布：導(dǎo)體內(nèi)部電場處處為零。

-外部電場變化：導(dǎo)體的外部電場受到屏蔽，遠(yuǎn)離導(dǎo)體的地方電場強(qiáng)度減小。

-關(guān)鍵詞：內(nèi)部電場、外部電場、屏蔽效應(yīng)、電場分布。

3.靜電屏蔽應(yīng)用：

-電信：屏蔽電磁干擾，提高通信質(zhì)量。

-醫(yī)學(xué)：靜電屏蔽在X光機(jī)、手術(shù)室等環(huán)境中的應(yīng)用。

-航空航天：靜電屏蔽技術(shù)在飛機(jī)、衛(wèi)星等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-關(guān)鍵詞：電信、醫(yī)學(xué)、航空航天、應(yīng)用。

板書設(shè)計(jì)要求簡潔明了，重點(diǎn)突出，通過關(guān)鍵詞和圖示等方式，幫助學(xué)生理解和記憶靜電屏蔽的相關(guān)知識。同時，注重藝術(shù)性和趣味性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測1.課堂小結(jié)

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了靜電屏蔽的概念、原理和應(yīng)用。靜電屏蔽是指導(dǎo)體的內(nèi)部電場為零，外部電場受到屏蔽的現(xiàn)象。靜電屏蔽的原理包括內(nèi)部電場分布和外部電場變化，導(dǎo)體內(nèi)部電場處處為零，導(dǎo)體的外部電場受到屏蔽，遠(yuǎn)離導(dǎo)體的地方電場強(qiáng)度減小。靜電屏蔽在電信、醫(yī)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如屏蔽電磁干擾、提高通信質(zhì)量、靜電屏蔽在X光機(jī)、手術(shù)室等環(huán)境中的應(yīng)用等。

2.當(dāng)堂檢測

（1）選擇題：

1.靜電屏蔽現(xiàn)象是指導(dǎo)體_____。

A.內(nèi)部電場為零，外部電場受到屏蔽

B.內(nèi)部電場受到屏蔽，外部電場為零

C.內(nèi)部電場等于外部電場

D.內(nèi)部電場和外部電場都受到屏蔽

2.下列哪個領(lǐng)域沒有應(yīng)用靜電屏蔽技術(shù)？

A.電信

B.醫(yī)學(xué)

C.航空航天

D.食品加工

（2）簡答題：

請簡述靜電屏蔽的原理及其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

（3）計(jì)算題：

一個等值點(diǎn)電荷位于導(dǎo)體內(nèi)部，距離導(dǎo)體表面為r，求導(dǎo)體表面的電場強(qiáng)度。課后拓展1.拓展內(nèi)容：

（1）靜電屏蔽技術(shù)在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用：介紹靜電屏蔽技術(shù)在電子設(shè)備、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的具體應(yīng)用案例，如靜電屏蔽涂層、靜電屏蔽籠等。

（2）靜電屏蔽原理的深入研究：提供關(guān)于靜電屏蔽內(nèi)部電場分布、外部電場變化等深層次原理的閱讀材料，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究。

（3）靜電屏蔽相關(guān)論文和專利：推薦一些關(guān)于靜電屏蔽技術(shù)的學(xué)術(shù)論文和專利，讓學(xué)生了解靜電屏蔽技術(shù)的最新研究動態(tài)。

2.拓展要求：

（1）閱讀拓展材料：鼓勵學(xué)生利用課后時間閱讀拓展材料，了解靜電屏蔽技術(shù)的應(yīng)用和研究動態(tài)。

（2）開展小組討論：組織學(xué)生分組討論靜電屏蔽技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，鼓勵他們提出創(chuàng)新性的想法和解決方案。

（3）撰寫科普文章：邀請學(xué)生撰寫關(guān)于靜電屏蔽的科普文章，通過查閱資料、整理思路、撰寫文章的過程，提高學(xué)生的信息加工能力和科學(xué)寫作能力。

（4）舉辦科普講座：邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家或企業(yè)技術(shù)人員為學(xué)生舉辦關(guān)于靜電屏蔽的科普講座，讓學(xué)生了解靜電屏蔽技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展前景。

（5）進(jìn)行靜電屏蔽實(shí)驗(yàn)：鼓勵學(xué)生利用課后時間進(jìn)行靜電屏蔽實(shí)驗(yàn)，觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力。

教師在課后拓展環(huán)節(jié)要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方式，確保學(xué)生能夠充分利用課后時間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和拓展。同時，要注重培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，提高他們的科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與價值觀以及科學(xué)應(yīng)用能力。教學(xué)反思本節(jié)課的內(nèi)容是靜電屏蔽，這是高二物理競賽課程的一部分。回顧整個教學(xué)過程，我意識到以下幾個方面需要改進(jìn)和加強(qiáng)。

首先，我認(rèn)識到導(dǎo)入環(huán)節(jié)的重要性。在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，我通過展示現(xiàn)實(shí)生活中的靜電屏蔽現(xiàn)象，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然而，我覺得導(dǎo)入環(huán)節(jié)還可以更加生動有趣。在下一節(jié)課中，我計(jì)劃使用一個有趣的靜電實(shí)驗(yàn)來吸引學(xué)生的注意力，從而更好地導(dǎo)入新課。

其次，在講授新課時，我注重了學(xué)生對靜電屏蔽概念、原理和條件的學(xué)習(xí)。我通過多媒體演示、圖示等方式，幫助學(xué)生形象地理解靜電屏蔽現(xiàn)象。然而，在講解內(nèi)部電場分布時，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生仍然難以理解。在今后的教學(xué)中，我將嘗試使用更多的實(shí)際例子和動畫來解釋內(nèi)部電場分布，以便學(xué)生更好地理解。

此外，在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，我布置了一些有關(guān)靜電屏蔽的練習(xí)題。通過練習(xí)，學(xué)生能夠鞏固所學(xué)知識。然而，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在解決實(shí)際問題時，仍然難以將理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中。因此，我計(jì)劃在課后加強(qiáng)練習(xí)環(huán)節(jié)，提供更多的實(shí)際問題供學(xué)生練習(xí)，以提高他們將理論知識應(yīng)用于實(shí)際問題的能力。

在課堂小結(jié)環(huán)節(jié)，我簡要