基于問題解決的自我探究

摘要：場是除實物以外物質(zhì)存在的另一種形式，學(xué)生將通過電場的學(xué)習(xí)加深對于世界物質(zhì)性和物質(zhì)運動多樣性的認(rèn)識。學(xué)生通過對電場力的性質(zhì)學(xué)習(xí)獲得了運用運動學(xué)方法處理帶電體在電場中的相關(guān)問題，而電場能的性質(zhì)是從能量的角度處理帶電體在電場中的相關(guān)問題，是在電場力的性質(zhì)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的延續(xù)和升華。筆者在平時的教學(xué)中，注重引導(dǎo)學(xué)生基于問題解決實施自我探究的教學(xué)，本文略舉一例，作一創(chuàng)新設(shè)計。

關(guān)鍵詞：電場能的性質(zhì)；問題解決；設(shè)計

教學(xué)目標(biāo)

知識與技能

1 理解電勢、電勢能、電勢差、電場力做功的特點。2. 理解等勢面、電場力做功與電勢能變化的關(guān)系。3. 學(xué)會處理電場線、等勢面及運動軌跡問題。

過程與方法；掌握判斷場強(qiáng)大小、電勢高低的方法，判斷電勢能變化的方法。

情感態(tài)度與價值觀，體會帶電體在電場中運動時的能量關(guān)系，進(jìn)一步感受自然界的能量轉(zhuǎn)化。

教學(xué)策略選擇與設(shè)計

教學(xué)重點：掌握場強(qiáng)大小、電勢高低、電勢能變化的判斷方法。

教學(xué)難點：處理等勢面與運動軌跡類問題。

教學(xué)過程

一、 喚醒知識，引入新課

師：電場最基本的性質(zhì)是什么？生：對放入其中的電荷有力的作用。師：電場強(qiáng)度的三個公式及其適用范圍？電場強(qiáng)度的方向是如何規(guī)定的？

生：E=Fq——一切電場

E=kQr2——點電荷產(chǎn)生的電場

E=Ud——勻強(qiáng)電場

規(guī)定正電荷所受電場力的方向為該點的場強(qiáng)方向。

師：請畫出等量同種和異種電荷的電場線分布。

學(xué)生在草稿紙上作答 師：利用剛才大家作的電場線分布圖，如何判斷某點場強(qiáng)大小和方向？生：電場線的疏密反映場強(qiáng)大小，某點切線方向是該點的場強(qiáng)方向。

教師：通過前面的學(xué)習(xí)我們掌握了電場力的性質(zhì)，今天我們將從能的角度研究帶電體在電場中的相關(guān)問題。

二、 活動推進(jìn)，習(xí)得新知

活動一：靜電力做功的特點、電勢能及其變化

例題1：在如圖所示的勻強(qiáng)電場E中，把正電荷q從A點沿路徑A→C→B移到B點，與把它直接從A點沿直線AB 移到B點，

問題1：電場力做功相同嗎？ 問題2：電場力做正功還是負(fù)功？ 問題3：電勢能是增加還是減少？ 問題4：電荷若沿圖中曲線從A移到B，則以上問題答案呢？

學(xué)生分小組討論（問題難度不大，討論時間控制在3分鐘以內(nèi)）請小組代表上黑板講解師生共同完成隨堂小結(jié)：

活動二：電勢、電勢差、電勢能變化

教師和學(xué)生一起回顧以下知識：

電場力做功與電勢能關(guān)系： WAB=EPA-EPB

勢能與電勢關(guān)系：EP=φq

電勢差與電勢關(guān)系：UAB=φA-φB

電場力做功與電勢差關(guān)系：WAB=UABq

師：同學(xué)們還有什么方法可以判斷電勢能的變化呢？

生：電勢法。

例題2圖為電場中的一條電場線，A、B為這條電場線上的兩點，則（）

A. B點的場強(qiáng)一定比A點的小

B. B點的電勢一定比A點的低

C. 將電荷從A點移到B點，電荷的電勢能一定減小

D. A點的正電荷在只受電場力作用下一定沿電場線運動到B點

學(xué)生按照座位分成四個小組，每個小組討論一個選項，并總結(jié)判斷方法。

D選項小組內(nèi)一定會有爭議，教師應(yīng)當(dāng)在旁聆聽，關(guān)注研究方向，如果研究方向錯誤要及時點撥。

活動三：等勢面與軌跡類問題

師：什么是等勢面？生：等勢面——電場中電勢相等的點構(gòu)成的曲面叫做等勢面。

師：等勢面的性質(zhì)有哪些？生回答后師：請畫出勻強(qiáng)電場、點電荷、等量同種和等量異種電荷的電場線和等勢面的分布？學(xué)生在草稿紙上作答，教師選取部分同學(xué)答案展示，并及時糾錯。

例題3虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點電荷.一帶電粒子以一定初速度射入電場，實線為粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，a、b、c三點是實線與虛線的交點.則該粒子（）

A. 帶負(fù)電

B. 在c點受力最大

C. 在b點的電勢能大于在c點的電勢能

D. 由a點到b點的動能變化量大于由b點到c點的動能變化量

師：上節(jié)課我們?nèi)绾翁幚韼щ娏Ｗ优c電場線軌跡問題？

生回答。師點評。

三、 課堂總結(jié)，方法歸類略

四、 課后反思

（一） 問題解決中建構(gòu)知識

本節(jié)課通過問題情境的創(chuàng)設(shè)和問題的解決基本能夠達(dá)到課前設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，能夠幫助學(xué)生在建構(gòu)基礎(chǔ)知識的同時，獲得運用所學(xué)知識分析、解決問題的能力。通過喚醒學(xué)生已有的電場知識，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)，很好地突出了本節(jié)課的重點，將等勢面與軌跡問題轉(zhuǎn)化為電場線與軌跡問題有效地突破了難點，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升了學(xué)生的思維品質(zhì)。

（二） 課堂問題

教學(xué)設(shè)計中可以先創(chuàng)設(shè)情境，通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生提出需要解決的問題。課堂生成的問題多了，學(xué)生的積極性就高了，課堂就具有了智慧，課堂就有了生命力。

作者簡介：姜軍，江蘇省淮安市，江蘇省清江中學(xué)。