研學(xué)課例：“運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力”教學(xué)設(shè)計(jì)

【關(guān)鍵詞】研學(xué)課例；教學(xué)設(shè)計(jì)；高中物理

【中圖分類(lèi)號(hào)】G遠(yuǎn)33.7【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【文章編號(hào)】1005-6009（2020）11-0067-03

【作者簡(jiǎn)介】沈蔡林，江蘇省如東高級(jí)中學(xué)（江蘇如東，226400）教師，高級(jí)教師。

一、設(shè)計(jì)思路

“運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力”這節(jié)內(nèi)容是在前節(jié)“安培力”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究洛侖茲力的方向和大小，以及用洛倫茲力的知識(shí)去分析一些實(shí)際問(wèn)題。針對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)，本節(jié)課的設(shè)計(jì)采用“微研究”方式，通過(guò)設(shè)置探究的情境，建立探究的氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，促使他們自己去獲取知識(shí)、發(fā)展能力，做到自己能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題?！拔⒀芯俊狈桨冈O(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)“自主”，突出“引導(dǎo)”，主要表現(xiàn)在：

（1）過(guò)程翻轉(zhuǎn)。關(guān)于洛倫茲力的方向，傳統(tǒng)的做法是先通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，得出可以用左手定則來(lái)判斷洛倫茲力的方向，本方案設(shè)計(jì)將教學(xué)過(guò)程翻轉(zhuǎn)，直接利用等效電流來(lái)判斷洛倫茲力的方向，再實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)反轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)新舊知識(shí)的無(wú)縫鏈接。

（2）合理猜想。在用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)，根據(jù)偏轉(zhuǎn)方向，讓學(xué)生猜想所加磁場(chǎng)的方向，這樣設(shè)計(jì)目的是“引導(dǎo)”學(xué)生反過(guò)來(lái)使用左手定則，進(jìn)一步理解和掌握左手定則，通過(guò)多邊交流，提高學(xué)生的課堂參與度。

（3）設(shè)計(jì)臺(tái)階，降低難度。洛倫茲力的大小，推導(dǎo)過(guò)程中分成幾步，引導(dǎo)學(xué)生思考，如先引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)電流的微觀表達(dá)式，然后在推導(dǎo)過(guò)程中再扣住使用的規(guī)律———安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，即F洛=F安/N，以降低推導(dǎo)過(guò)程的臺(tái)階。應(yīng)用洛倫茲力解決實(shí)際問(wèn)題，很多涉地磁場(chǎng)的問(wèn)題，畫(huà)圖研究其實(shí)并不方便，如對(duì)于極光的解釋?zhuān)竟?jié)課采用身臨其境的方法，假想站在地球上該處，再進(jìn)行判斷，可以有效降低難度。

二、流程設(shè)計(jì)

1.洛倫茲力的方向。

微研究1：試判斷圖1中等效電流的受力方向。

復(fù)習(xí)舊知：通電導(dǎo)線中的電流是怎樣形成的呢？它的微觀表達(dá)式是什么？

引導(dǎo)學(xué)生從導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力F安、導(dǎo)線中的電流I和導(dǎo)線中自由電荷數(shù)N推導(dǎo)出每個(gè)自由電荷所受洛倫茲力。使學(xué)生明白兩力的關(guān)系：安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。

（2）深度探究。若帶電粒子不垂直射入磁場(chǎng)，電子受到的洛倫茲力又如何呢？

（3）深度體驗(yàn)。如圖5所示，各圖中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，帶電粒子的速率均為v，帶電荷量均為q。試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并指出洛倫茲力的方向。

三、結(jié)語(yǔ)

“微研究”活動(dòng)生成是基于自主學(xué)習(xí)、小組合作和展示交流等流程，使學(xué)生始終處于深度學(xué)習(xí)狀態(tài)中，再通過(guò)物理概念、思想方法的網(wǎng)絡(luò)化建構(gòu)使學(xué)生的思維提升，最后通過(guò)鞏固提升環(huán)節(jié)使思維走向高階。在方案實(shí)施過(guò)程中有以下兩點(diǎn)要注意。

1.注重雙邊互動(dòng)，關(guān)注學(xué)生發(fā)展。通過(guò)一些有效的設(shè)計(jì)，搭建一個(gè)平臺(tái)，師生雙方都有機(jī)會(huì)充分展示自己的意見(jiàn)和觀點(diǎn)。在探究的過(guò)程中，總會(huì)有一些預(yù)料不到的問(wèn)題浮現(xiàn)，如課堂練習(xí)2，電流方向和電子定向移動(dòng)速度方向糾纏不清等問(wèn)題，需要教師的及時(shí)“引導(dǎo)”，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與討論分析，回歸“正道”，通過(guò)教師與學(xué)生思維及觀點(diǎn)的交鋒———融合———共振，使學(xué)生的能力得到鍛煉和發(fā)展。

2.注重親身體驗(yàn)和能力培養(yǎng)。這一教學(xué)設(shè)計(jì)讓學(xué)生經(jīng)歷了“提出問(wèn)題寅猜想與假設(shè)寅設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)寅實(shí)驗(yàn)探究寅分析與論證寅交流與合作寅得出結(jié)論”等一系列過(guò)程，讓學(xué)生親身體會(huì)到科學(xué)探究的過(guò)程。通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生人人參與，親身體驗(yàn)探究過(guò)程，在探究中突破教學(xué)難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和實(shí)踐能力。