青海師范大學(xué)2014級(jí)教育碩士

江蘇省贛榆第一中學(xué) (222100) 劉永峰 ●

巧設(shè)“五步”模式 綻放生態(tài)課堂
——“運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力”一節(jié)教學(xué)實(shí)錄

青海師范大學(xué)2014級(jí)教育碩士

江蘇省贛榆第一中學(xué) (222100) 劉永峰 ●

新教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，快樂學(xué)習(xí)，高效學(xué)習(xí)．教學(xué)理念是課堂教學(xué)要以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，實(shí)施“五步”教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生的分析與解決問題的能力．

高中物理;課堂教學(xué);五步生態(tài);電子白板

一、教學(xué)背景

新課程倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，更加關(guān)注學(xué)生獲取知識(shí)的過程，關(guān)注學(xué)科之間的融合，強(qiáng)調(diào)科學(xué)與技術(shù)、社會(huì)的聯(lián)系．在探究知識(shí)的過程中，通過實(shí)驗(yàn)、媒體創(chuàng)設(shè)各種情景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并以適時(shí)的、針對(duì)性的、層層遞進(jìn)的問題搭建學(xué)生自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，讓學(xué)生主動(dòng)探究、思考問題，主動(dòng)獲取問題結(jié)論，再把結(jié)論進(jìn)行動(dòng)態(tài)延伸與拓展．設(shè)置開放性作業(yè)，通過書刊、媒體、網(wǎng)絡(luò)等渠道了解洛倫茲力在生產(chǎn)、生活、科技等方面的應(yīng)用實(shí)例，并提交到BBS與大家交流討論分享，由此進(jìn)一步了解科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果，進(jìn)一步提升信息素養(yǎng)．

本人上這節(jié)課是恰逢我校正在建構(gòu)以“先學(xué)后導(dǎo)”為核心的“自主學(xué)習(xí)、自主發(fā)展”的課堂教學(xué)模式．新的教學(xué)模式是以問題為課堂教學(xué)的起點(diǎn)，以解決問題展開課堂教學(xué)全過程，以問題解決的效度來檢測(cè)課堂教學(xué)的效果．新模式的教學(xué)理念是:課堂教學(xué)“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo);多元評(píng)價(jià)，激發(fā)潛能”．實(shí)施目標(biāo)是:讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，快樂學(xué)習(xí)，高效學(xué)習(xí)．教學(xué)環(huán)節(jié)(分為五步):“預(yù)學(xué)、研學(xué)、展學(xué)、點(diǎn)學(xué)、固學(xué)”．預(yù)學(xué)，即自主預(yù)習(xí)．學(xué)生根據(jù)“導(dǎo)學(xué)案”自學(xué)，初步達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，明確重難點(diǎn)．學(xué)生展示的內(nèi)容要在“導(dǎo)學(xué)案”中標(biāo)明，讓學(xué)生提前準(zhǔn)備，盡量讓學(xué)生體驗(yàn)到成功的快樂，提高學(xué)生參與積極性．研學(xué)，即合作探究．學(xué)生對(duì)預(yù)學(xué)中存在的疑難點(diǎn)進(jìn)行合作探究，把不能解決的問題反饋給教師，教師在“點(diǎn)學(xué)”中重點(diǎn)講解．展學(xué)，即交流展示．展示“預(yù)學(xué)、研學(xué)”的初步成果(導(dǎo)學(xué)案上的習(xí)題、問題)，自主學(xué)習(xí)中生成的其它問題以及教師預(yù)設(shè)的重難點(diǎn)等．小組展示的形式有組內(nèi)展示、組間展示、指定展示、抽簽展示、接龍展示、搶答展示等．教師對(duì)學(xué)生或小組的展示情況予以引導(dǎo)、啟發(fā)，師生共同對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行質(zhì)疑、評(píng)價(jià)，老師對(duì)預(yù)學(xué)、研學(xué)中學(xué)生解決不了的問題進(jìn)行精當(dāng)點(diǎn)撥．點(diǎn)學(xué)，即引導(dǎo)點(diǎn)撥．教師對(duì)“預(yù)學(xué)”、“研學(xué)”中存在的問題，學(xué)生交流展示中生成的問題以及練習(xí)鞏固中存在的不恰當(dāng)或錯(cuò)誤點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)撥、補(bǔ)充、拓展、延伸、總結(jié)提升．固學(xué)，即練習(xí)鞏固．對(duì)預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)目標(biāo)(重、難點(diǎn))進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行反思和總結(jié)．本人就是在這樣的背景和理念的指引下完成這節(jié)課的，教學(xué)活動(dòng)中肯定有許多不當(dāng)之處敬請(qǐng)各位同仁批評(píng)指正!!

二、教學(xué)過程

1．教學(xué)引入

師:請(qǐng)同學(xué)們欣賞美麗的圖片，然后思考圖片反應(yīng)的是什么自然現(xiàn)象呢?(師投影)

生:極光．(生觀察后齊答)

師:同學(xué)們知道在地球的什么地方才能看到呢?

生:南極或北極．

師:為什么這種現(xiàn)象只發(fā)生在地球的南北極，從古至今它一直總給我們某種神秘感，同學(xué)們想揭開極光的神秘面紗嗎?

生:想．

師:那就讓我們一起來學(xué)習(xí)這節(jié)課的內(nèi)容吧!

2．教學(xué)活動(dòng)一

(1)洛倫茲力的方向

圖1

師:如圖1所示，通電導(dǎo)線所受安培力的方向如何?導(dǎo)線的各個(gè)部分是否都受到安培力的作用呢?構(gòu)成導(dǎo)線的最小單元是什么?(師投影并提問后要求生研學(xué)和展學(xué))

生研學(xué)和展學(xué):由左手定則可知，安培力方向向上;各個(gè)部分都受到了安培力的作用;最小單元是原子．(生搶答展學(xué))

師:處在磁場(chǎng)中的導(dǎo)線，是帶正電荷的原子核還是帶負(fù)電荷自由電子提供力這個(gè)最小的分力呢?為什么?

(給學(xué)生1分鐘的研學(xué)時(shí)間，若有難度，可以出示過渡問題:通電和斷電時(shí)，正負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有何不同呢?此時(shí)導(dǎo)線中的電流如何形成的?)

生研學(xué):金屬中的正電荷只在平衡位置振動(dòng)，只有自由電子定向移動(dòng)才能形成電流，所以是帶負(fù)電荷的自由電子提供了這個(gè)最小的分力．(師指定展學(xué)后組內(nèi)展學(xué))

師:安培力和洛倫茲力之間是一種什么關(guān)系?自由電子受洛倫茲力的方向與安培力的方向間是什么關(guān)系?

生研學(xué):微觀與宏觀的關(guān)系;合力與分力的關(guān)系;因與果關(guān)系．(生搶答展學(xué))

師:下面我們來完成鞏固練習(xí)1，如圖2請(qǐng)每組推選一人來展示本組的研學(xué)情況，其余同學(xué)自己獨(dú)立完成．

圖2

(請(qǐng)學(xué)生利用電子白板的書寫功能展學(xué)，其他同學(xué)在學(xué)案上完成并組內(nèi)展學(xué)．板演的同學(xué)組間展學(xué)、點(diǎn)評(píng)，教師總結(jié)．)

3．教學(xué)活動(dòng)二

圖3

(2)洛倫茲力大小

師:請(qǐng)同學(xué)們思考:當(dāng)v∥B時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷受到的洛倫茲力大小是多少呢?當(dāng)v⊥B時(shí)，又如何表示呢?當(dāng)v與 B間的夾角為 θ時(shí)，情況又如何呢?(投影圖3并提問)

生研學(xué)后:當(dāng)v∥B時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷受到的洛倫茲力為零;

當(dāng)v⊥B時(shí)，F(xiàn)=BIL;當(dāng)v與B間的夾角為θ時(shí)，F(xiàn)= qvBsinθ(組內(nèi)研學(xué)、展學(xué))

師:同學(xué)們預(yù)習(xí)和研學(xué)的很好，但是有些地方肯定還是比較模糊吧!

生:是的．比如說當(dāng)v∥B時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷受到的洛倫茲力為零，當(dāng)v⊥B時(shí)，所受的洛倫茲力最大，真的是這樣嗎?

師:同學(xué)們想驗(yàn)證一下嗎?生:想!!

圖4

圖5

師:我們就用陰極射線管來驗(yàn)證一下這個(gè)結(jié)論吧!請(qǐng)看從陰極發(fā)出的電子撞擊到熒光物質(zhì)上發(fā)出熒光，我們可以清晰的觀察到電子的徑跡是一條直線，當(dāng)我們將水平放置的條形磁鐵沿軸線方向靠近射線時(shí)，射線有反應(yīng)嗎?(邊講解邊實(shí)驗(yàn)，亦可視情況請(qǐng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)演示，激發(fā)興趣，調(diào)動(dòng)積極性)如圖4．

生:幾乎沒有!

師:當(dāng)我們用馬蹄形磁鐵施加一個(gè)垂直于射線運(yùn)動(dòng)方向的磁場(chǎng)時(shí)，同學(xué)們看射線有反應(yīng)嗎?(可以提示兩磁極間磁場(chǎng)方向)

生:有!變彎曲了，彎曲的很厲害!應(yīng)該受的力是最大的!這真是太神奇了，淡綠色的曲線太美了!!不可思議，居然可以用磁鐵控制它!!自然界的東西太奇妙了!

師:進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)v⊥B時(shí)，所受的洛倫茲力是最大的，大小可以用公式F=BIL來計(jì)算，想知道如何得出的嗎?

生:想啊!

師:請(qǐng)看圖5，設(shè)導(dǎo)體中的定向移動(dòng)的粒子帶正電荷+q，電流I方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向垂直時(shí)，長(zhǎng)為L(zhǎng)、電流為I的導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到的安培力F安的大小為多少?(師指投影，提問并引導(dǎo)學(xué)生回答)

生:F=BIL

師:長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S、單位體積內(nèi)的自由電荷個(gè)數(shù)為n的導(dǎo)體，其中自由電荷的總數(shù)N為多少?

生:N=n SL

師:每個(gè)定向移動(dòng)的電荷受到的洛倫茲力 F洛為多少?

生:F=F/N=(BI)/ns

師:電流I的微觀表達(dá)式是什么?想一想，我們是在哪里學(xué)過的呢?如圖6．

圖6

生可以研學(xué):I=nqsv

師:每個(gè)定向移動(dòng)的電荷受到的洛倫茲力F洛又為多少?

生:F=qvB

師:當(dāng)v與B間的夾角為θ時(shí)，洛倫茲力F洛為多少? (若發(fā)現(xiàn)同學(xué)有困難，可出示提示問題:B、V是矢量還是標(biāo)量呢?能否等效轉(zhuǎn)化成B⊥V時(shí)的情況進(jìn)行分析呢?)

生研學(xué)后展學(xué):F=qvBsinθ

師:請(qǐng)同學(xué)們完成鞏固2

電子的速率為v=3．0×106m/s，沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入B=0．10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它受到的洛倫茲力多大?

生展學(xué):F=qvB=1．6×10－19×3．0×106×0．10N= 4．8×10－14N(組內(nèi)展學(xué))

三、教學(xué)反思

本節(jié)課我的設(shè)計(jì)思路是:以組極光的圖片激發(fā)學(xué)生的求知欲，從安培力入手引導(dǎo)生分析得出運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到力的作用，然后加以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;從安培力與洛倫茲力間的關(guān)系得出安培力方向與洛倫茲力方向相同，緊接著讓學(xué)生完成鞏固練習(xí)，從練習(xí)中v∥B這題引入洛倫茲力的大小計(jì)算，當(dāng)v⊥B時(shí)，用問題引導(dǎo)出表達(dá)式;對(duì)于有夾角情況通過和安培力中的有夾角的情況進(jìn)行類比，得出表達(dá)式;通過顯像管工作原理的分析讓學(xué)生了解該力在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，讓物理知識(shí)走進(jìn)生活;在演示動(dòng)畫時(shí)播放一個(gè)射箭的視頻，成果過渡到地球的兩極，解決極光的成因，形成首尾呼應(yīng)!

本節(jié)課我覺得還有許多的不足之處，比如:在整個(gè)課堂中語言不夠簡(jiǎn)練、準(zhǔn)確，應(yīng)加以錘煉;學(xué)生操作白板不熟練，使得教學(xué)過程前松后緊，最后有點(diǎn)匆忙!顯像管的工作原理是本節(jié)課的難點(diǎn)，問題設(shè)置上可以再加優(yōu)化;演示實(shí)驗(yàn)可否讓學(xué)生參與，感受理論引領(lǐng)實(shí)踐的魅力;教態(tài)可以再大方些，注意肢體語言的應(yīng)用!!電子白板的書寫功能直接應(yīng)用PPT中的氈尖筆和觸屏的配合效果更好!在交流展示環(huán)節(jié)，并不一定都讓學(xué)生在白板上完成，可以使用實(shí)物投影配合一下，節(jié)約時(shí)間!

點(diǎn)評(píng) 本節(jié)課充分體現(xiàn)了新課改的精神，初步探索了“五步生態(tài)”高效課堂的實(shí)施過程、方法及手段．我們可以看出這節(jié)課的兩條主線:一是以問題引領(lǐng)學(xué)生不斷驅(qū)動(dòng)學(xué)生深入思考;二是用實(shí)驗(yàn)和有趣的現(xiàn)象輔以激發(fā)學(xué)生的興趣．課的結(jié)構(gòu)完整，過渡自然，教學(xué)重點(diǎn)突出，難點(diǎn)突破成功!學(xué)生的學(xué)習(xí)和思考的積極性得到了最大的調(diào)動(dòng)，在學(xué)習(xí)完本節(jié)內(nèi)容后學(xué)生獲得了探索自然界奧秘的成功感，為以后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)做好了鋪墊．另外課堂上還借助電子白板這一先進(jìn)的教學(xué)媒體，將物理學(xué)科本身知識(shí)與信息技術(shù)很好的融合在一起，使得本節(jié)課趣味性、觀賞性、知識(shí)性都得到了很好的呈現(xiàn)!當(dāng)然一些細(xì)節(jié)的處理仍有改進(jìn)之處，如:學(xué)生的活動(dòng)設(shè)計(jì)能否更為具體一些，展學(xué)環(huán)節(jié)可否有更多的方式．

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