淺談習(xí)題微課的教學(xué)設(shè)計(jì)
——以放縮法在磁場中的應(yīng)用為例

廣東梅縣東山中學(xué) 羅麗蘭

一、微課在中學(xué)物理教學(xué)使用現(xiàn)狀分析

微課是以闡述某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或解決某一個(gè)問題為目標(biāo)，以短小的視頻為表現(xiàn)形式，以學(xué)習(xí)或教學(xué)應(yīng)用為基本目的一種支持多終端的數(shù)字化課程。可以說，微課是現(xiàn)代信息化技術(shù)與新課改融合的產(chǎn)物，它主題鮮明、短小精悍、圖文并茂，可以使學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行快速的學(xué)習(xí)，循環(huán)往復(fù)的學(xué)習(xí)，故這種學(xué)習(xí)方式對(duì)當(dāng)今的教育產(chǎn)生了極其重大的影響，其在教學(xué)中的應(yīng)用也受到了空前關(guān)注。從物理教學(xué)實(shí)踐來看，通過微課改變教學(xué)模式，提高教學(xué)效益，讓“輕負(fù)高效’的學(xué)習(xí)成為一種可能。

二、習(xí)題教學(xué)現(xiàn)狀的分析及未來

習(xí)題教學(xué)是物理教學(xué)中的一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，它有助于學(xué)生鞏固知識(shí)，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。但在目前習(xí)題教學(xué)中，大部分還是存在“滿堂灌”，學(xué)生沒有足夠的時(shí)間去思考、理解和分析，不利于學(xué)生自身能力的提高，會(huì)造成學(xué)生“一聽就會(huì)但一做就錯(cuò)”。面對(duì)這種情況，需要老師不斷地思考，不斷地改進(jìn)，尋求習(xí)題教學(xué)高效的教學(xué)方法。而 微課的出現(xiàn)，并且由于微課自身所具有的特點(diǎn)，促使老師們把微課與習(xí)題教學(xué)結(jié)合起來，從而出現(xiàn)了習(xí)題微課。在日常的習(xí)題教學(xué)實(shí)踐中，教師可以選擇合適的習(xí)題，制作成微課，極大地拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間，使得學(xué)習(xí)不再僅僅局限在課堂上，教師通過習(xí)題微課提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高習(xí)題課的效率，使學(xué)生便捷、高效地學(xué)習(xí)。

三、物理習(xí)題微課的教學(xué)設(shè)計(jì)

習(xí)題微課教學(xué)設(shè)計(jì)可以分為三部分：第一，可以把記憶和理解的內(nèi)容提取出來制作成微課，上傳到相應(yīng)的網(wǎng)站或?qū)W生群，讓學(xué)生自主觀看和學(xué)習(xí)；第二，為課堂落實(shí)部分，用于更高層次的學(xué)習(xí)活動(dòng)（應(yīng)用、分析、創(chuàng)造），即集中解決自主學(xué)習(xí)中存在的問題及歸納出解決此類問題的基本策略；第三，為學(xué)生課后利用習(xí)題微課自主溫習(xí)、鞏固知識(shí)。每一部分都需教師精心準(zhǔn)備、積極引導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)習(xí)題的高效教學(xué)。

四、物理習(xí)題微課教學(xué)案例

利用“放縮法”處理帶電粒子在磁場中的臨界、極值問題是一類具有典型特征的習(xí)題，并且具有明顯的解題策略，故可利用此類習(xí)題幫助學(xué)生鞏固帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)，理解和應(yīng)用。

案例，帶電粒子垂直射入磁場，入射速度方向確定，但大小不確定

教學(xué)環(huán)節(jié)一：學(xué)生自主觀看和學(xué)習(xí)

教師精選習(xí)題，制作成微課，上傳到網(wǎng)站或?qū)W生群里，學(xué)生可配合學(xué)案自主觀看，去回顧相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，并在此過程中，記錄遇到的相關(guān)問題。

例，如圖所示，寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，MM′和NN′是它的兩條邊界.現(xiàn)有質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電粒子沿圖示方向垂直磁場射入.要使粒子不能從邊界NN′射出，求粒子入射速率v的最大值.

設(shè)軌道半徑為R，根據(jù)幾何知識(shí)得：

R-Rcos45°=d

粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)由洛倫茲力提供向心力，則牛頓第二定律得：

1.自主檢測(cè)

在上例中，若帶電粒子帶負(fù)電，則要使粒子不能從邊界NN′射出，求粒子入射速率v的最大值？（視頻中附有解題過程，略）.

2.請(qǐng)嘗試總結(jié)此類習(xí)題的結(jié)構(gòu)特征和解題策略

教學(xué)環(huán)節(jié)二：課堂落實(shí)，集中解決問題，歸納出解決這類帶電粒子在磁場中的臨界、極值問題的基本策略。

1.分析此類問題本質(zhì)結(jié)構(gòu)特征

先討論解決課前學(xué)習(xí)中學(xué)生有困惑的問題，然后由學(xué)生分析微視頻學(xué)習(xí)階段兩個(gè)習(xí)題的結(jié)構(gòu)特征，最后師生共同總結(jié)提煉完善此類問題解決策略。

2.學(xué)習(xí)并形成解決帶電粒子在磁場中的臨界、極值問題的結(jié)構(gòu)特征和解題的基本策略

教師分析概括，并清晰板書（如下表）

習(xí)題結(jié)構(gòu)特征 解題所需知識(shí)和技能 基本策略呈現(xiàn)情境帶電粒子垂直射入磁場，有確定的入射點(diǎn)和入射方向，但入射速度的大小或磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度不確定求：不從哪一邊射出或從哪一邊射出的臨界速度（或范圍）或臨界的磁感應(yīng)強(qiáng)度（或范圍）1、知道帶電粒子垂直射入磁場后，洛倫茲力提供向心力；2、會(huì)用“放縮法“確定臨界軌跡；3、能借助輔助線，利用幾何知識(shí)求半徑；首先過入射點(diǎn)作入射方向的垂線，圓心就在此垂線上，取不同的圓心（或半徑）畫圓軌跡（即所謂的放縮法），進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，從而找出臨界軌跡，然后求半徑，再用洛倫茲力提供向心力進(jìn)行求解。

教學(xué)環(huán)節(jié)三：課后鞏固知識(shí)和方法的應(yīng)用

如圖所示，邊長為L的正方形abcd內(nèi)有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，一束速率不同的帶正電粒子從左邊界ad中點(diǎn)P垂直射入磁場，速度方向與ad邊夾角為30°，已知粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，粒子間的相互作用和粒子重力不計(jì)，求：

1.下邊界cd上有粒子到達(dá)的位置離C點(diǎn)的最短距離為多少？

2.上邊界ab上有粒子到達(dá)的區(qū)域長度？

（視頻中附有解題過程，略）

五、結(jié)語

利用習(xí)題微課，學(xué)生課前發(fā)現(xiàn)問題，課堂中解決問題，并進(jìn)行拓展，同時(shí)學(xué)生能利用習(xí)題微課進(jìn)行針對(duì)性的復(fù)習(xí)和練習(xí)，有效地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)和教師的教。此過程中仍存在許多需解決的問題，對(duì)教師提出了更多、更高的要求，我們需不斷提高專業(yè)素養(yǎng)，把現(xiàn)代信息技術(shù)和教學(xué)進(jìn)行更好的融合。