《電場強度》的探究式教學設計案例

1、電場強度的探究式教學設計案例朱岳 江蘇省泰興中學物理組 江蘇省泰州市泰興市 225400一、設計思想在新課標的大背景下，課堂教學從過分注重知識的傳承轉(zhuǎn)變?yōu)閺闹R與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個方面培養(yǎng)學生，所以本教學設計通過學生對幾個現(xiàn)象的探究，認識電荷相互作用是通過電場發(fā)生的，為研究電場的強弱和方向打下了基礎。為理解電場的強弱和方向，通過創(chuàng)設情景研究點電荷過渡到一般電場，這種由簡單到復雜，由特殊到一般的思維方法，使學生更容易學習和理解，由庫侖定律得出的點電荷場強表達式，較好地突破了電場強度大小這個教學難點，做到既重視過程又重視結(jié)論，為后面電場的疊加做好鋪墊。達到培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度

2、和科學的推理能力。本節(jié)課在多媒體、實驗、板書的運用上，相互補充，克服了單一媒體運用的呆板的課堂教學形式，對整合課堂教學資源，起到了一定的作用?；脽羝故镜母鞣N生動、活潑、有趣的圖片，激發(fā)學生探究知識的欲望和積極性。二、教材分析1課程標準對本節(jié)課的教學內(nèi)容要求是“知道電場、理解電場強度”。學科教學指導意見中對本節(jié)課教學內(nèi)容的要求是：基本要求：1、知道電荷相互作用是通過電場發(fā)生的；2、理解電場強度概念。3、用電場強度概念求點電荷產(chǎn)生電場的電場強度；發(fā)展要求：1) 會用矢量求復合場的場強。2) 加深理解場強的定義式和點電荷場強區(qū)別。3) 體會求場強分析方法。2 “電場強度”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力的性質(zhì)第二節(jié)，本節(jié)課是從電場的定義入手，利用點電荷特例，得出場強的大小和方向。學好這部分的知識，可以為下面電場能的性質(zhì)埋下伏筆，從而方便地從理論角度出發(fā)，根據(jù)動能定理，得出電場的一般性結(jié)論。3本課的內(nèi)容在初中階段并沒有涉及，對學生來說是個嶄新的課題。三、學情分析1高二學生認識事物的特點是：開始從具體的形象思維向抽象邏輯思維過渡，但思維還常常與感性經(jīng)驗直接相聯(lián)系，仍需具體形象的圖片畫面來支持。2學生在初中時沒有接觸過電場強度的概念。3學生已學習過矢量知識，但將其應用到物理中來，理解上會感到一定的困難。四、教學目標知識與技能1.知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，

4、電場是一種客觀存在的物質(zhì)形態(tài)。2.理解電場強度的定義、表達式 、單位、矢量性及物理意義，會運用公式進行相關(guān)的計算。3. 培養(yǎng)學生應用庫侖定律和電場強度的定義推導點電荷場強的計算式，并能用此公式分析問題、解決問題的能力。過程與方法1.通過具體實例，引發(fā)學生思考、分析、歸納，從而培養(yǎng)學生的分析、歸納能力。2.通過與磁場的類比引入電場，采用觀察實驗和小組討論的教學方法，理解比值定義物理量的特點3.讓學生充分體會認識世界的方法：大膽假設、小心求證。情感態(tài)度與價值觀通過電場強度的方向及公式來指導學習，培養(yǎng)學生認識未知世界要有敢于猜想的勇氣和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。五、教學重點難點重點：知道電場強度是描述電場性質(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：場是一種客觀存在的物質(zhì)，及電場強度概念的建立。六、教學策略與手段分組討論法、類比分析法、實驗分析法、比值定義法、探究方法。七、課前準備電腦投影、條形磁鐵、感應起電機、驗電器、鐵架臺、泡沫輕球、塑料球、玻璃球、小鐵球、鋼尺等。八、教學過程一、復習提問：師：上一節(jié)，我們認識了電現(xiàn)象中的電荷，包括點電荷，元電荷及電荷之間存在的相互作用。什么是點電荷？電荷相互作用有什么規(guī)律？哪位同學來幫我們回顧一下？電荷之間有相互作用，我們把這個作用的電力叫庫侖力或靜電力。電荷之間的作用力是怎樣發(fā)生的呢？今天我們就來研究這個問題。二、新課學習：踢足球時，腳要直接接觸

6、球。實驗演示兩個帶異種電荷小球靠近。生立即答：帶電小球受到庫侖力的作用力。師：電荷間的作用有沒有“接觸”？難道電荷作用是“超距作用”？生答：不接觸。 類比重力的產(chǎn)生，初中物理的磁場，可總結(jié)出是場的作用，叫做電場。1、電場：.師：任何帶電體周圍產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)。（板書）電場看不見，又摸不著，怎樣去認識它、研究它？學生動手實驗探究：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，銅絲偏角可達到60度。學生思考、討論、交流：電場能對處在其中的電荷有力的作用，（板書）提示學生：電場分布強弱不一定相同。進一步研究電場分布。創(chuàng)設情境：引入形成電場的場源電荷Q，又引入一個試探電荷

7、q，q必須很小，可看成點電荷。而且q電量也少，不影響源電荷Q的電場。學生動手實驗探究：q在源電荷Q附近，不同位置處，靜止時受力有何特點？趙：電場不同位置，會有強弱不同。那么是否電場力就可用來表示電場的強弱呢？學生分組討論：在空間某個電場中有A,B兩點，分別放入電量為q1和q2的試探電荷（q1電量小于q2)，其中q1所受到的電場力F1大于q2所受到的電場力F2,如何比較兩點的電場強度？（得出：由庫侖定律可得距場源不同位置的電場強度等于單位電荷所受電場力的大小，可用F與q的比值來表示該點的電場強弱） 2電場強度：（板書）（1）試探電荷：在電場中放入電荷才能研究電場的性質(zhì).我們把放入電場中的電荷叫試

8、探電荷(小輕球)（2）定義：物理學中把放入電場中某一點的檢驗電荷受到的電場力與它的電量的比值叫做這一點的電場強度。簡稱場強。定義式：（適用于任何電場）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:電場中某一點的場強與場源電荷的帶電量有關(guān)， 與場中的位置有關(guān)，而與檢驗電荷無關(guān)。物理意義：描述某點電場的強弱和方向，單位：牛/庫（N/C）矢量性：我們規(guī)定電場中某點的場強方向與正電荷在該點所受電場力的方向相同，那么負電荷所受電場力的方向與電場強度方向相反。(做圖演示)師：知道某點電場強度，有何用途呢？比如F=E·q說明了什么？錢：已知E，馬上可確定點電荷受力了。孫：電場力

9、知道，還可求做功。學生活動：利用電場強度定義及庫侖定律，推導點電荷產(chǎn)生的電場中某點電場強度。（3）真空中點電荷的電場強度：（設場源電荷+Q，試探q，在r處，由庫侖定律F= E= ） 表達式：E=師：畫圖，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：正點電荷在各點處電場強度方向都是背離場源電荷向外。 大小與Q和r有關(guān)。說明：公式E=kQ/r2中的Q是場源電荷的電量，r是場中某點到場源電荷的距離從而使學生理解：空間某點的場強是由產(chǎn)生電場的場源電荷和該點距場源電荷的距離決定的，與檢驗電荷無關(guān)提出問題：如果空間中有幾個點電荷同時存在，此時各點的場強是怎樣的呢？帶領學生

10、由檢驗電荷所受電場力具有的疊加性，分析出電場的疊加原理（4）電場強度的疊加原理：某點的場強等于該點周圍各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和九、板書設計1、電場：.(1)任何帶電體周圍產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)。電場看不見，又摸不著。（2）基本性質(zhì)：電場能對處在其中的電荷有力的作用。2電場強度：（1）試探電荷：（2）定義：物理學中把放入電場中某一點的檢驗電荷受到的電場力與它的電量的比值叫做這一點的電場強度。簡稱場強。定義式：（適用于任何電場）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:電場中某一點的場強與場源電荷的帶電量有關(guān)，與場中的位置有關(guān)，而與檢驗電荷無關(guān)。物理意義：

11、描述某點電場的強弱和方向，單位：牛/庫（N/C）矢量性：我們規(guī)定電場中某點的場強方向與正電荷在該點所受電場力的方向相同，（3）真空中點電荷的電場強度：（設場源電荷+Q，試探q，在r處，由庫侖定律F= E= ） 表達式：E=方向：正點電荷在各點處電場強度方向都是背離場源電荷向外。 大小與Q和r有關(guān)。說明：公式E=kQ/r2中的Q是場源電荷的電量，r是場中某點到場源電荷的距離從而使學生理解：空間某點的場強是由產(chǎn)生電場的場源電荷和該點距場源電荷的距離決定的，與檢驗電荷無關(guān)（4）電場強度的疊加原理：某點的場強等于該點周圍各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和十、作業(yè)設計當堂練：當堂練習：1下列說法

12、中正確的是：ABC A只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場B電場是一種物質(zhì)，它與其他物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西C電荷間的相互作用是通過電場而產(chǎn)生的，電場最基本的性質(zhì)是對處在它里面的電荷有力的作用2下列說法中正確的是：BC A電場強度反映了電場的力的性質(zhì)，因此場中某點的場強與檢驗電荷在該點所受的電場力成正比B電場中某點的場強等于F/q，但與檢驗電荷的受力大小及帶電量無關(guān)C電場中某點的場強方向即檢驗電荷在該點的受力方向D公式E=F/q和E=kQ/r2對于任何靜電場都是適用的3下列說法中正確的是：ACD A場強的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是放入電場中的電荷的電量B場強的定義式E=F/q中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電量C在庫侖定律的表達式F=kq1q2/r2中kq2/r2是電荷q2產(chǎn)生的電場在點電荷q1處的場強大小，此場對q1作用的電場力F=q1×kq2/r2，同樣kq1/r2是電荷q1產(chǎn)生的電場在點電荷q2處的場強的大小，此場對q2作用的電場力F=q2×kq1/r2D無論定義式E=F/q中的q值(不為零)如何變化，在電場中的同一點，F(xiàn)與q的比值始終不變十一、教學反思以問題探究為核心的探究學習是轉(zhuǎn)變學生學習方式的靈魂。教學中，教師應該轉(zhuǎn)變教師角色，教師不應一包到底，只是一個組織者、引導者、