《带电粒子在电场中的运动》教学设计
一、 学情分析
学生通过必修课程的学习，已经熟练掌握了力与运动的关系，通过对平抛运动的分析理解了合成与分解思想在曲线运动中的应用，也通过实例深刻体会到了动能定理在解决问题时的优越性。学生在本章前几节中学习了静电场的性质，了解了电场力做功的特点，初步具备了分析有关电场问题的能力。
我校学生基础比较好，理解接受能力比较强，可以充分调动学生的积极性，在共同的探讨中掌握分析问题的方法。而且，我校教学始终坚持“以生为本”，提倡自主学习、合作探究教学模式。物理教学中更是注重对学生的思维方式的培养，培养学生的模型分析能力。而且，学生们有利用已有知识进行新规律的探究以及将所学理论用于解决具体问题的强烈欲望。
但是，由于本节内容中力学知识与电学知识综合程度较高，而且电荷在电场中的运动比较抽象不易观察，另一方面，学生的空间想象能力有限，会造成对示波管的学习困难。
二、 学习内容分析
1.学习内容分析
电场是电学的基本知识，是学好电磁学的关键。本节是本章知识的重要应用之一，学习处理带电粒子在电场中的加速（一维运动）、偏转（二维运动），以及示波管（三维运动）的工作原理。涉及到带电粒子在电场中的受力分析，能量转化，运动合成与分解等诸多知识点，是力学知识和电学知识的综合，这就要求学生具有运用电学知识和力学知识处理力电综合问题的分析、推理能力。《课程标准》也要求学生在这部分的学习在观察静电偏转的基础上了解阴极射线管的构造，讨论它的工作原理。
2．教材编写意图
电场对电荷的加速和偏转是是理解示波管的基础。在带电粒子在电场中的加速问题上，教材是从能量角度入手研究的，这样处理不仅能避免与偏转问题的分析思路重复，开拓学生思路，也是基于电场中应用动能定理有特别的优越性。然后，又从分析粒子受力和速度的方向关系入手，类比重力场中的平抛运动，以例题形式研究了带电粒子在匀强电场中的偏转问题。 学生在对例题的分析过程中尝试把电场知识和牛顿定律、动能定理、运动的合成与分解等力学知识有机地结合起来，加深对力、电知识的理解，进一步掌握运动和力的关系，有利于培养学生用物理规律解决实际问题的能力，同时也为以后学习带电粒子在磁场中的运动打下基础。
示波管不仅能显示恒定电压、扫描电压，还能显示正弦式电压，也能把光、声等信号转变为可直接观测的信号，它在工农业生产中有着广泛的应用。但是空间想象能力不足会导致学生对示波管的学习的困难，教材先以图片形式介绍了示波管的基本结构，又在“思考与讨论”栏目设置了逐层递进的台阶式问题驱动学生思维发展、想象电子在空间的运动，引导学生进行严谨的理论探究。学生在这种基于问题的探究过程中逐渐将屏幕图像与所加电压联系在一起，体现“学以致用”的教学原则，促进学生发展。
三、 教学目标
1. 通过对带电粒子在电场中的加速和偏转的分析，提高综合分析问题的能力。
2. 在具体实例的分析中体会物理学研究方法——理想化法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。
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3．通过认识示波管的主要构造和工作原理，体会静电场对科学技术的影响，形成科学世界观，树立“学科学，用科学”的信念。
四、重难点分析
教学重点: 带电粒子在电场中的加速和偏转规律。 教学难点: 示波管的工作原理。
教学中，以教师为主导，学生为主体，思维训练为主线，以问题为线索，开展任务式学习，通过恰当的问题设置和类比方法的应用，点拨学生分析问题的方法思路；使学生经历“提出问题——形成猜想——观察现象——理论探究——合作释疑——验证理论——形成结论”的过程，进行使学生在分析、讨论、归纳、总结的学习过程中，动口、动脑、动手，亲身参与获取知识，提高综合素质。寻找到解决带电粒子在电场中的加速和偏转问题的最佳方法，增强体验，理清带电粒子在电场中的加速和偏转规律。
充分利用教材“思考与讨论”，结合课件和同步演示，将抽象的问题形象化，提高空间想象力，增强应用理论解决实际问题的能力。
五、信息技术及其他学习资源的应用
鸿合电子白板(即时方便灵活地引入编辑实物投影，Flash课件等数字化媒体)、电子束演示器和电场中带电粒子运动模拟演示器（定性演示电子在电场中的运动）、视频（示波器的作用）及FLASH课件（模拟带电粒子在电场中的运动，使微观粒子运动的过程宏观化，抽象问题形象化）。
六、教学流程图
观察现象引出课题 本节课的重点内容之三，也是本节课的难点。采取问题式教学法，学生先根据学案的问题明确本节课的学习目标，结合课1.复习旧知，交流体会 提示独立思考，合作研究，再目标引领， 前思考题和演示实验体会粒子重借助实物投影组织学生对课前自主预习部分进行交流。 共同讨论，得出结论。 提出问题 力的处理方法 设疑激趣， 引出课题 合作探究， 七、教学过程 体会应用 （白板显示：1.电场力做功的特点：W?qU，与路径无关。重力可以忽略的条件，课前印在学案上，在此学生修改学案。） 这是本课的重点内容之一。（设计意图：根据本节课学习内容设置课前预习学案，不仅引领学生从知识、心理等各方面做好新知反馈练习，学以致用 课堂练习 在学生利用已学知识与方法探究电荷在电学习的准备，逐渐树立预习、复习的意识，养成良好的学习习惯。） 独立完成基础上利用对比教场中分析方法 学法找到最佳解题方法。采2.演示实验，激发兴趣 （实物投影显示图片，介绍电子束演示仪的结构） 用先学后教的方法。 小结 知识与方法的总结，谈收获 在课前预习基础上简单回顾已学相关知识，明确本节课学习目标。 引导学生利用运动和力的关 引导猜想， 介绍阴极射线管，通过视频了解其结构和基本工作原理，明确阴极射线管显示电子运动径迹的方法。 系猜想电荷在偏转电场中的 分析验证 演示阴极射线在电场力作用下的直线运动和偏转。 运动，讨论分析方法。实验验引导学生分析影响电子运动的主要因素，归纳出带电粒子的重力的处理方法，渗透理想化方法. 结束 证使学生获得真实的体验。 接通电子束演示仪电源，演示带电粒子在电场中运动撞击气体而发出蓝色辉光，调节加速和偏转电压，轨 迹发生改变，引发学生强烈兴趣。指出蓝色辉光不是电子，但可以显示电子运动轨迹，如图所示。 师：设疑——是什么原因决定了电子的轨迹？ 这是本节课的重点内容之合作探究，分二。学生要利用运动的合成析电荷偏转 生：思考，讨论，交流，明确“是电场力对电子的作用”。 与分解的思想解决电荷在电 师：今天我们就以电子的运动为例来共同分析一下电荷在电场中的运动。 场中的类平抛运动。采用先（设计意图：借助直观形象的实验引入，在学生和知识之间创设理想的诱发情境，有效地激发学生的好教后学的方式。 奇心和求知欲。） 第2页/共5页
3.分析加速，寻求佳解
生：独立分析学案加速问题。
师：巡视，关注学生的学习情况。找两位学生板书1、2两个题的解题步骤。
师生共同活动：讨论电荷在电场中的加速运动的分析的思路与方法，体会动能定理解决问题的优势与不足。
（设计意图：本题创设的匀变速直线运动情境相对简单，学生基本都能独立完成。学生可以根据自己的实际学习情况选择牛顿定律结合匀变速直线运动规律解决，又可以应用动能定理完成，并在不同做法的对比中找到最佳解决方法，体会动能定理解题的优势，树立应用能量观点解决问题的意识。）
4.引导猜想，演示验证
师：设疑——让电子以一定初速度垂直于电场方向进入匀强电场，电子会做什么运动呢？ 生：思考猜想提出自己的见解，共同讨论。
师生共同活动：教师引导学生对自己的见解做出简要分析，归纳出此时电荷的运动性质——类平抛。 师：设疑——电子从偏转电场中射出后打在荧光屏上之前做什么运动？ 生：思考，回答。（匀速直线运动）
（设计意图：猜想作为科学探究的一个重要组成部分，对促进学生创造性思维的形成有其独特的作用。教学中鼓励学生运用类比和联想进行猜想，可以促使学生深入思考、激发灵感，放射出智慧的火花。） 师：演示（借助带电粒子在电场中的运动演示器验证学生的猜想）并对学生的观点加以点评。 （设计意图：利用实验及时验证学生的猜想，让学生在“猜想——验证”中提升思维能力）。
5.分析偏转，体会方法
师：设疑——我们可以用什么方法分析电荷在电场中的类平抛运动呢？
生：思考，提出自己的见解——利用“化曲为直”的思想，分解为初速度方向的匀速运动和合力方向的匀加速运动。
师：对学生的建议给予恰当评价，及时鼓励。
生：在独立思考的基础上和同学合作学习解决带电粒子在电场中的类平抛运动。
师：巡视，了解学生的学习情况，对有困难的学生给予帮助。根据学生解题情况确定1位学生板书偏移量，利用实物投影展示1位学生的书写过程（应展示书写规范、整洁的解题过程）。
师生共同活动：交流分析思路，总结方法，归纳结论。强调培养良好的书写习惯的重要性。
(设计意图：学生运用所学知识解决实际问题，培养迁移能力。及时的习题练习不但有助于学生加深对物理知识的理解与深化，提高学生解题技巧及分析问题和解决问题的能力，同时也能够培养学生创新思维的深刻性、发散性、灵活性、全面性、敏捷性等思维品质。)
6.联系实际，体会应用
师：提示学生——学习任何一门科学的目的是为了应用它的基本规律解决实际问题。引导学生寻找电荷打在荧光屏上的具体位置的影响因素。 生：在教师引导下分析得出规律。
师：设疑——这样的一个规律能帮我们解决什么问题呢？ 生：思考，猜想。
师生共同活动：交流讨论。
生：合作完成学案相关问题，对猜想进行逐步检验。
师生共同活动：借助课件，通过学生讲解、分析，逐步体会到带电粒子在电场中的加速与偏转在实际中的应用。在学生讲解过程中利用电子白板，边画图、边分析，最终找到分析方法，得出结论。 师：引导学生认识示波管。
生：同座同学合作，用双手代替金属极板体会示波管中两组电极的方向关系及它们的作用。另找一组同学组装模拟的仪器，之后对模拟仪器进行讲解分析。 师：简介示波管的应用，播放示波器的作用的视频。
（设计意图：示波器是带电粒子在电场中的运动的实际应用，其中涉及到的电荷的加速、偏转问题前面已经分析全面，学生可以在独立思考与合作学习中理清分析思路、将所学知识逐渐内化。借助多媒体
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课件将示波器的工作原理直观化，培养学生的思维能力，让学生体会到物理源于生活，也服务于生活。）
7.回顾总结，梳理提升
生：小组合作对本节课学到的方法和知识进行归纳小结。 师生共同活动：交流学习体会。
（设计意图：合作学习可以达到取长补短的作用，利于学生对自己和同伴的学习做出客观评价。课堂小结由学生对自己的学习情况作出个性化的评价。）
师：布置课后探究作业，激发学生继续探究的欲望。
八、教学反思
在本节课的教学过程中，紧紧围绕教材的重点和难点，以生为本、以疑为线、以启发为主、以拓展为目标，通过多媒体辅助教学、使全体学生独立思考、合作学习的过程中达到激发学习兴趣、学习基本知识、提高综合能力的目的。
1.重点突出、目标明确
本课教学中重点突出，目标明确，能抓住电荷在电场中的加速和偏转问题的分析思路培养学生综合运用所学规律解决问题的能力，以示波管的学习培养学生理论联系实际的良好学风，激发学生学习情趣这一主线开展课堂教学。让每个学生参与体验、探究知识。
2.教学设计的评价
教学设计理念依据新一轮基础课程改革中：以生为本，面向全体，让生活走向科学，让科学走向社会的基本理念。以学定教，以学生为探索者，教师做引路人，改变了学生被动接受的传统的教学模式，“在探究状态下学习”贯穿整个课堂教学。整个课堂设计完整、结构紧凑、逻辑严密、前后呼应。
3.教学过程的反思? (1)巧妙激趣，导入新课
本节课首先关灯形成一个“暗室”演示阴极射线在电场中的运动，既增强了演示实验的可视度，又创设了一种魔幻的感觉，引导学生积极思考影响电荷在电场中运动的主要原因，从中体会运动和力的关系以及理想化思想。一开始就让学生处在浓厚的学习兴趣中，激发学生学习欲望。 ?
（2）以生为本，方法多样?
本节课在教学设计和实际授课中都充分利用了学生原有的知识与能力基础，营造了浓厚的探究氛围，让学生始终处于积极的思考和探究活动中。加速运动的分析，对学生而言比较简单，所以在独立完成的基础上再合作交流，从中发现问题，体会动能定理解题的优势。电荷在电场中的类平抛运动分析要用到运动的合成与分解，分析起来稍麻烦一些，所以采取先集体讨论找思路再求解的方式，学生分析过程中允许向他人求救。示波管原理的分析采取先小组合作讨论，再共同交流的方式，使学生在共同学习中取长补短。在环环相扣的探究的学习活动中，让学生自己去思考或合作完成，将学生活动不断推向新的高潮。学生在学习过程中，获得的不止是物理知识，更重要的是体会了独立思考、合作探究的学习方法，从中感受快乐，这是这堂课学生最大的收获。
(3)媒体运用，多元互动
?本节课上，视频、Flash课件、阴极射线管、模拟实验仪器、导学案等多种媒体的有机整合，能够充分拓展学生思维空间，促进生生活动、师生互动，以及学生和媒体的互动。每一环节媒体的使用都能够满足相应学习内容的需要，阴极射线管视频帮助学生清晰地了解仪器的工作原理；示波器视频能让学生充分体会到物理源于生活也服务于生活，激发学生的学习
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兴趣；示波管原理的课件，能帮助学生充分理解带电离子在电场中的加速和偏转在示波管中的应用；演示实验和模拟实验能培养了学生的观察能力，能起到启发学生思考，激发探究欲望的作用；学案的使用也与课堂学习的每个环节完全合拍，对学生的学习起到了引领作用。
(4)注重情感目标的培养
?在教学中，通过教师有序的导、学生积极的参与、体验、合作、讨论与交流，培养学生具有主动、负责、开拓、创新的个性特征和科学的思维方式。将知识与技能，过程与方法，情感态度和价值观有机的结合。培养学生终身的探索兴趣和科学的学习态度，树立将科学转化为技术服务于人类的意识。在整个教学活动中始终面对全体学生，让每一个学生都有收获，都得到成功的体验，充分体现了全面育人的新课标精神。
4.不足 ?
（1）本节课预设内容较多，对于学习程度好的学生能在一节课的时间内掌握相关的基本知识，但是对于学习能力较弱的学生很可能不能达到全部的学习目标要求，所以本节课的内容可以分两课时完成。对于示波管的学习可以放在第二课时完成，就可以在课上让学生实际动手练习使用示波器，能帮学生更深刻地理解示波管的工作原理。
（2）达标检测贯穿在每一环节的学习中，但是由于时间问题，课堂小结的达标检测问题只能留作课下完成，可以精简教师课堂用语，留出3-5分钟的时间给学生练习巩固。 ?
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高中物理人教版选修3-1第1章第9节 带电粒子在电场中的运动 教学设计
