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磁场对运动电荷的作用课堂教学分析
时间:2013-06-07 14:52来源:未知 作者:滇池三中庞桂香 点击: 次
一、教材分析与学情分析 磁场对运动电荷的作用是高中物理选修 3-1 磁场这一章的重点和难点，就地位而言，学好这部分知识，可以为带电粒子在匀强磁场中的运动问题做好准备，特别为解决带电粒子在电磁场中运动的综合问题做好必要的铺垫。这部分知识在初中和高

一、教材分析与学情分析
磁场对运动电荷的作用是高中物理选修3-1磁场这一章的重点和难点，就地位而言，学好这部分知识，可以为带电粒子在匀强磁场中的运动问题做好准备，特别为解决带电粒子在电磁场中运动的综合问题做好必要的铺垫。这部分知识在初中和高一都未涉及，但在前面所学通电导线在磁场中所受安培力作用的基础上类比可以得到洛伦兹力的大小和方向，同时利用高一所学的力学方法和理论解决相关的应用问题，从而培养学生的分析能力、思维能力、应用数学知识的能力及应用所学知识解决问题的综合能力。
本节课的重点有两个：一是洛伦兹力的方向判断；二是洛伦兹力大小的计算。
本节课的教学难点是洛伦兹力大小的推导；电视显像管的工作原理。本节内容在本章的作用是承前启后，就像桥梁一样把前后知识搭建起来。
二、课堂实录基本情况：
共收集三节全大赛课、二节常态课。内容如下：
大赛课一：磁场对运动电荷的作用；
大赛课二：磁场对运动电荷的作用；
大赛课三：磁场对运动电荷的作用；
常态课一：运动电荷在磁场中受到的力；
常态课二：运动电荷在磁场中受到的力；
从教学内容的安排上可看出，全国大赛课教学内容充实，启发到位，师生互动较好，充分体现了新课改的理念——学生的主体作用，教师的主导作用。但从实际教学要求出发，磁场对运动电荷的作用尽管没有大赛课教学内容丰富、理论联系实际，但更注重实效。最优的教学安排方式当然是在保证教学一定有效，一定达到教学目标的基础上能更高效，要做好这一点当然少不了认真研究学生的实际学情这个重要的环节，反思我们的常态教学，更多的都是根据以往的教学经验和学校所规定的课时来完成教学任务，在有效和高效两点上考虑是有不足的。

二、课堂引入的对比
大赛课一：老师单刀直入介绍极光，然后多媒体投影三副极光美景从而引出本节课的教学内容，通过通电导线在磁场中所受安培力的知识进入新课教学。
大赛课二：通过吸引学生眼球的三副极光美景照片询问学生对极光知识的了解情况，并告诉学生极光多发生在地球两极和中、高纬度地区上空，由于来自太空的高能粒子受到地磁场的作用形成的，很自然的引出本节课的教学内容。当教师问学生能不能解释极光产生的原因时学生回答能，老师表扬了学生的能力并没有听取学生的讲解直接进入新课，打击了学生的积极性。
大赛课三：“与先仙为伴，和科学共舞”使枯燥难学的物理知识蒙上了浓浓的诗意，把阴极射线管当成嘉宾介绍给学生让学生觉得老朋友如期而至非常有亲和力，使得学生如诗如画很轻松的进入本节课的学习。
常态课一：通过极光照片引入新课（照片的效果不是很好）并指出昆明地区观察不到极光，极光多发生在地球两极和接近两级的高纬度地区上空从而引入新课。
常态课二：全班同学朗读教材第95页第2自然段的内容，直接告诉学生本节课要学习的知识引入新课
课堂引入和情景创设的方法有很多，我们可以根据不同的教学内容、学生实际、客观条件、教师特点，选择不同的引入方法。但都遵循一个宗旨，就是要让学生轻松愉快地、充满浓厚兴趣地、带着强烈求知欲望去探索新知识，把被动的“苦学”变成主动的乐学。我们可从多方式、多途径人手，引起学生有意注意激发求知欲，在不断的求索中增强教学效果，提高教学质量。
从磁场对运动电荷的作用这节课来看，大赛课和常态课一都普遍采用了联系生活实例的方式，用自然奇观——极光美景照片和如梦如幻的诗句导入新课，激发了学生的学生兴趣，不仅可以使抽象的知识具体化，而且激发了学生的求知欲，提供了思考问题的线索和依据。所以课上学生思维活跃，紧跟老师的问题使学得轻松愉快，又有利于培养学生观察、分析和解决问题的能力，从而达到加深理解、巩固、运用知识的目的。这种导入和创设情景的方法对于突出教学重点突破教学难点效果更佳。常态课二虽然采用了读书的简单且看似枯燥的方法引入但一针见血的告诉了学生该做什么，这对学习能力不是很强的学生来说也起到了很好的作用。
在设计实验时，可以根据实际情况，因地制宜地设计教师独立完成的演示实验、学生配合的演示实验以及全体学生都参与的实验；列举生活实例可以放录像视频、展示图片以及口述的方式。但还有以下几点要注意：
1、注重情感教学
课堂引入要能对学生进行情感教育，缩短师生的思想距离，创设积极、和谐的教学环境。这一点大赛课三做得比较好，老师面带微笑、如诗如幻的诗句使物理知识不再枯燥无味，学生用阴极射线管实验得到实验结论如同和科学家汤姆生如期如至的对话，缩短了学生和科学家的距离同时也拉进了和教师之间的距离，正所谓“亲其师信其道”，提高了教学效果。
2、紧扣教学内容
课堂引入和情景的创设时其内容必须与教学重点内容具有密切的内在联系，如大赛课一、大赛课二、常态课一通过自然奇观——极光美景照片把学生带进求知的海洋，激发学生的求知欲望，学生为了解释极光产生的原因首先要学好本堂课的内容。
3、引入直观而简单
形象直观的实验、图片、视频能让本来枯燥的知识更具有趣味性，通过直观设置悬念，诱导学生变枯燥抽象的原理学习为生动活泼的规律探索。这样，“以疑导读”“以用入读”“造就学生的知识饥饿感，促其产生强烈的求知欲，启发学生尽快地理解其真谛。但设计的情景要尽量简单明了，过于复杂的情景即使很精彩，但未必对教学实效有帮助。常态课一通过视频播放了解实验目的，操作及现象。
4、提出问题引入要做到前呼后应
为了引入新课而提出的问题在学习了新课后一定要做到解决问题，让学生搞个明白。这一点大赛课二和常态课一做的较好，老师通过多媒体演示了极光的形成过程。
三、重点知识的教学设计对比
大赛课一：通过通电导线在磁场中受安培力及电流是自由电荷的定向运动而产生的，然后结合演示实验——阴极射线管中电子束在磁场中运动的偏转现象得出运动电荷在磁场中受力，其方向由左手定则判断，并通过投影给出电荷的速度、磁感应强度及洛伦兹力方向的三维立体图，形象直观；给出问题通过小组讨论探究的方法推导运动电荷的速度与磁场垂直时洛伦兹力的大小，老师讲解运动电荷的速度与磁场不垂直时洛伦兹力的大小，类比了功的公式的推导把矢量进行分解。不足之处在推导洛伦兹力的大小时教师对学生的思维限制过多。
大赛课二：通过复习安培力的知识猜想安培力如何产生，结合电流的形成原因通过三维动画演示运动电荷在磁场中受力，再通过演示实验——阴极射线管中电子束在磁场中运动的偏转现象说明运动电荷在磁场中受力及其方向，通过四人小组讨论、探究洛伦兹力的方向和大小得出结论。不足之处在学生思考问题时老师的干扰语言太多，影响了学生思考问题，教师对学生书写格式不规范之处及表达不清楚的地方等的点评不到位，在推导洛伦兹力的大小时教师对学生的思维限制过多，实验效果不清晰。
大赛课三：每两人一组通过学生自己亲手实验得出运动电荷在磁场中受力的方向，结合多次实验的实验现象得出其方向由左手定则判断，并通过三维动画演示左手定则的实物图，形象直观，容易记忆。学生在老师的启发下自己推导洛伦兹力的大小并上台板书展示学生的推导过程，两个学生两种不同的方法得到同样的结果，使学生的发散思维得以培养，不足之处用猜想来做为推导的依据。
常态课一：通过视频播放阴极射线管两端加上高压后电子束不在磁场中和在磁场中运动径迹不同得出电子束在磁场中受力给出问题让学生探究、讨论从而得出洛伦兹力的定义及产生条件并得到安培力和洛伦兹力的关系，进而得出洛伦兹力的方向由左手定则来判断，并通过视频中的实验验证，通过三维动画演示左手定则的实物图，形象直观，容易记忆。老师带领学生一起推导洛伦兹力的大小，按照教材生搬硬套比较机械死板，学生的思维被教师牵制，学生缺少独立思考的空间不利于学生能力的训练。  
常态课二：引导学生读教材第95页安培力是洛伦兹力的宏观表现和第96页思考与讨论中电荷定向移动时所受洛伦兹力的矢量和在宏观上表现为导线所受的安培力，继续读完思考与讨论的问题一针见血的告诉学生要学习什么，然后通过小组讨论自己解决洛伦兹力的大小公式，板书学生推导过程中的问题并澄清，从而得到洛伦兹力的大小公式，方法简单直观明了比较有效。通过介绍阴极射线管的工作原理并实验演示电子束在磁场中运动的径迹从而得出左手定则同样适用于运动电荷在磁场中受力方向的判断。

从以上对比可看出，对于重点知识的教学，大赛课普遍采用了探究式教学法。新的课程标准明确地指出：科学探究是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力，实事求是的科学态度和创新的探索精神。使学生通过科学的探究过程理解科学知识，学习科学技能，体验科学过程与方法，进而理解科学本质，形成科学态度，培养创新意识和实践能力。采用科学探究过程是给学生提供充分思维活动空间，让学生通过手脑并用的探究活动，体验探究过程的乐趣，学习科学的方法，发展科学探究所需的能力。
首先，学生的科学探究是为了通过探究的过程，体会科学方法，理解科学知识，培养科学素养和能力，而并不是为了发现新的现象，发明新的东西，产生新的科学规律的探究性活动。因此，学生的探究活动规模都很小，甚至有时只是在探究过程中的某一个方面，教师让学生在科学探究过程中体会到学习的乐趣，不要设置太难、太繁的探究活动，以免给学生学习带来压力。大赛课三采用了学生探究实验的方法解决问题并猜测左手定则同样适用于运动电荷在磁场中受力方向的判断，让学生猜测并探究验证，整个过程学生主动参与，乐于探究，勤于动手，学生处理信息能力，分析解决问题能力，交流合作能力等都得到了不同程度的培养。
其次，在科学探究活动中重在实事求是而不迷信结果，在科学探究过程中，学生处于主体地位，教师只是起主导作用。这一点大赛课三的设计更成熟，环环相扣，通过学生的展示，让学生的思维能从模糊向清晰过渡和发展。两节常态课在探究独立思考上是最不足的，可以看出大赛课在课前准备的策略上是下了很大功夫的。
最后，在引导学生的科学探究活动中，利用所学安培力的知识和电流的知识推导洛伦兹力的大小，但由于探究活动是一种新的教学模式，所以无章可循，几节探究课都采用了用安培力的公式和电流的表达式及安培力和洛伦兹力的关系推导洛伦兹力的大小，但设计的思路都不尽相同，有的老师照本宣科，有的老师带领学生另辟新径，这一点大赛课三和常态课二做的比较好。这就要求我们教师要多思考教材，多思考新旧教材的不同之处；认真领会教材变动的目的，把握探究活动的目的，精心设计课堂教学，合理设置；还有，要求教师应树立在‘授之以鱼’的同时‘授之以渔的思想，在科学的探究过程中，我们要摆正自己的位置，切忌包办代替。我们可以进行指导，可以参与。可以组织，但决不能越俎代庖。最重要的是通过探究过程，能让学生体会到探究真理的方法。这一点常态课一尤其明显，老师包办的太多。
四、难点知识的教学设计对比
大赛课一：在处理的关系时通过物体的重力等于每段重力的N倍的微元法的处理等效处理了安培力和洛伦兹力的关系，降低了教学难度；通过动画片《猫和老鼠》的播放引出显像管的工作原理，并投影其示意图，讲解其工作原理。
大赛课二：给出问题通过四人小组讨论、探究得出洛伦兹力的大小，但没有说清其适用条件，没有说明运动电荷的速度方向与磁感应强度方向平行和成某一角度时洛伦兹力的大小，对显像管的工作原理没做讲解，因此教学难点处理不到位。
大赛课三：通过学生自己独立探究洛伦兹力的大小，让学生上台展示其成果的方法得出洛伦兹力的大小，并不拘泥于课本开阔了学生的视野，训练了学生的思维，通过类比法降低了教学难度，把显像管的工作原理通过讲解学生做实验用的阴极射线管不同情况下的工作原理，再对比习题讲解巧妙的解决了对学生来说比较抽象的显像管的工作原理问题，效果较好。
常态课一：教师带领学生一起按照课本思考与讨论的问题完成了洛伦兹力公式的推导，虽然解决了课本第96页思考与讨论的每一个问题，但学生学得比较机械，很多学生并不清楚为什么这样推导，是否还有其他的方法，老师并未给学生思考的空间，效果不好。对显像管的工作原理没做讲解。
常态课二：学生讨论推导了洛伦兹力的公式，老师澄清问题比较高效的解决了学生常犯的错误，为解决带电粒子在磁场中的运动问题打下了伏笔。但对显像管的工作原理没做讲解
从教学难点设计这一个方面，可看出大赛课一类比了重力通过微元法得出；大赛课三通过实物刺激学生的思维激发学生的求知欲再通过习题解决抽象的问题，降低了教学难点，效果较好；反思我们的常态课，更多地是老师讲解推导过程，让学生掌握洛伦兹力的大小，死板机械学生并不一定理解。新课标中强调过程与方法，情感与体验，就是想通过注重学生个体的情感与体验来提高我们的教学效率，这一点是常态课中应该大大加强的。当然这样做需要投入更多的时间和精力到课堂教学前的准备中，但如果从上至下都重视了，通过各年级教师的共同积累，还是容易建立学生实验素材库的。
五、师生互动的教学设计对比
大赛课一：教学模式比较传统，大多是老师的讲解，但传统中体现了方法的指导，也有很多地方关注了学生的想法，体现了学生的主体性，但感觉互动相对薄弱。
大赛课二：教师声音宏亮，对教学充满激情，激发了学生的学习热情，学生的注意力比较集中，但感觉教学还是一问一答式的传统教学，学生的探究只表现为形式，互动一般。
大赛课三：教师具有很强的亲和力，学生通过和阴极射线管这位嘉宾的对话交流，充分体现了学生的主体性，老师的主导性，互动效果较好。
常态课一：教学模式比较传统，大多是老师的讲解，整节课学生大概只有2分钟左右的思考时间，教师说、学生听、记，一问一答，一唱一合。感觉象师生互动很好，但整节课学生的思维都被教师所左右。
常态课二：通过读书、思考，了解本节课所要学习的内容及需要完成的学习过程，看似简单、死板但指向性很好，学生思考什么问题比较清晰，再加上老师给了学生足够的空间思考问题，学生思维得以训练的同时老师解决了学生在学习洛伦兹力时经常所犯的错误，教学互动一般。

七、课堂反馈的教学设计
大赛课一：无。
大赛课二：无
大赛课三：通过习题验证学生对洛伦滋力的方向和大小的掌握情况，同时解决了显像管工作原理难于理解的问题，设计巧妙。
常态课一：小结，没有巩固反馈的习题。
常态课二：无

从课堂反馈这个环节看，由于这一节的主要教学内容是洛伦兹力的方向和大小的教学，其中两节大赛课和两节常态课的时间安排上没有充分的考虑课堂反馈环节，大赛课三有很好的体现。其实，看一节课的效果，除了看教师的设计以外，看学生学习效果也是一个重要的方面，如果缺少了课堂评价反馈的环节，不仅难以客观地反映一节课是否有效和高效，对学生思维的锻炼和知识的巩固也是不够的。