新课程背景下高中物理课堂教学设计_静电屏蔽论文

新课改背景下的高中物理课堂教学设计,本文主要内容关键词为:课堂教学论文,新课改论文,高中物理论文,背景下论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

物理学是一门以实验为基础的,具有严密逻辑体系的学科,它源于生活,又能广泛应用于生活,我们身边有许许多多的有趣的物理现象。然而,原本非常有趣的物理学,在应试教育的背景下,却让不少的学生觉得枯燥、乏味,让他们逐渐对物理学“望而却步”、“敬而远之”。而教师们在课堂上更多考虑的也是考点、大纲,而忽略了学生才是真正的教学的主体。其实,此次基础教育课程改革中,物理课程标准中提出的“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”等课程目标才是教师们需要真正关注的。

重庆市高中新课程改革从2010年正式展开。在此次课程改革中如何真正贯彻新课程所要求的“注重全体学生的发展,改变学科本位的观念”、“从生活走向物理,从物理走向社会”、“注重科学探究,提倡学习方式多样化”、“构建新的评价体系”等课程理念;如何要求教师在课堂教学中注重以学生为主体,充分发挥教师的引导作用,在循序渐进的学习中培养学生的自主学习、科学探究等能力;如何注重物理学和生产、生活实际的联系,把物理学的趣味性、实用性、科学性体现出来,改变以前的“要我学”为“我要学”等一系列问题,是摆在我们每一个教师面前的一个重要的亟待解决的问题。

下面,笔者将以《静电屏蔽》一课的教学设计为例,对新课改背景下的高中物理课堂教学设计进行初步的探索。

一、教材分析

该节是《电场》这一章的第四节,主要内容包括:静电感应的过程,静电平衡状态导体的特征、静电屏蔽现象以及应用。

二、学生分析

高二的学生,通过高一年级的学习,现已基本具备自学能力和实验动手能力。而且学生在《电场》的第一节课的时候已经学习了感应起电的基本原理,这为静电感应过程的深入理解奠定了良好的基础。只要对静电感应理解到位,那么静电平衡状态及其特征就很自然的可以得到。所以,对于这节课笔者准备采取教师引导、学生自学的方式进行。

三、教学目标

1.知识与技能

(1)理解静电感应的过程;

(2)知道什么是静电平衡状态和处于静电平衡状态导体的特征;

(3)知道什么是静电屏蔽以及静电屏蔽在生活中的应用。

2.过程与方法

(1)通过学生阅读教材,培养学生阅读、理解的能力;

(2)通过学生实验,培养学生的动手操作及科学探究的能力;

(3)通过学生自己上台解释相关的现象,培养学生,的语言表达能力。

3.情感态度和价值观

(1)通过教师实验(高压电击笼中小鸟)的演示,激发学生对环境保护的热情;

(2)通过对于电磁炸弹的讲解,激发学生爱国主义情感。

四、教学重点

(1)对于静电感应过程的理解;

(2)静电平衡状态的特征;

(3)静电屏蔽现象及其应用。

五、教学难点

(1)对于静电感应过程的理解;

(2)静电屏蔽现象在生活中的应用。

六、教具

(1)手机两个、防辐射服一件,演示手机的屏蔽。

(2)小鸟的静电屏蔽:金属网罩(一个),起电机一个,小鸟一只。

(3)闭路电视电缆若干。

七、教学设计

1.新课引入

课前十几分钟,学生情绪高昂,注意力集中,笔者紧紧抓住这个有利时机,根据欲讲的静电屏蔽,让学生利用生活中的物品,采用学生实验进行新课引入。富有悬疑的实验可以激发他们的学习兴趣,集中学生的注意力。

上课时,向学生借两个手机和一件衣服,并请一位同学上来做演示:

首先,把一个手机裹在从学生那里借来的衣服里面,电话可以打进去,同学可以听到铃声;然后,把手机裹在笔者课前已经准备好的一件“特殊”衣服里面,电话打不进去了,同学们可以听到“您拨打的电话暂时无法接通”的语音提示。

顿时,教室的气氛异常的活跃,学生的兴趣一下就被调动起来了。

教师趁机对学生提出问题。(注意:提醒学生将手机调成扬声器)

提出问题:

为什么第二次电话打不进去了?

学生开始进行讨论。

2.新课教学

(1)静电感应过程的理解

对于静电感应过程,学生理解起来还是有点吃力,很多时候我们都是采用直接讲解的方式,而且讲得很慢,便于学生理解和记忆。这样教学可以很大程度上节约时间,但是没有给学生充分思考的时间和空间。

而在这节课,笔者采用首先教师提出问题,并给予学生以方向性的引导,再让学生自己看书自学;然后学生根据自己小组自学的结果,推荐一位代表到讲台上来讲解静电感应的过程,同学们再对讲解的过程进行讨论和争辩。

通过争辩,正确的理解就慢慢地呈现在学生的脑海中了。在这个过程中教师只是起到了一个组织者和引导者的作用,更多的时候都是学生在主导,把课堂上的更多的时间和空间交给学生,体现了学生的主体作用。

首先,笔者给学生展示没有电场时金属中自由电子的运动视频,然后提出问题“如果金属是在电场里面,它的运动情况又会怎么样呢?”让学生带着疑问阅读教材,对静电屏蔽有初步的认识。

然后,以动画的形式将静电感应的过程具体展现给学生,让学生有一个形象的认识。

其次,把动画里面的关键点以图片的形式展现给学生,让学生结合看过的视频、图片,小组之间可以相互讨论,完成学案上的问题。

图1 静电感应的过程原理图

最后,让小组推荐一位同学上来讲解静电屏蔽的过程,同学们再对该同学讲解的过程进行讨论,得到正确的理解。

过渡:通过刚才的分析,我们知道当导体内部的场强为零时,电荷就不再发生定向移动,我们把这个状态叫做静电平衡状态。

(2)静电平衡状态

当学生对静电感应过程有了比较深刻的认识,对于静电平衡状态的理解就水到渠成,自然它的定义和第一个特征都可以得到。但是学生对于第二个特征“静电荷分布在导体的外表面”,不容易想到和理解。在这里笔者采用了探究式的教学方法,首先让学生猜想电荷会分布在哪里,然后让同学们设计并实施实验验证自己的假设,得到实验现象和结果后,再进行一个理论推导。将实验和理论完美地结合在一起,体现了物理是一门以实验为基础的自然学科。在过程中培养学生的动手能力和严谨的科学研究习惯。

a.定义:导体内(或表面)没有电荷定向移动的状态。

b.特点:

①导体内部的合场强为零。

②静电荷分布在导体的外表面。

静电平衡状态的第一个特点可以直接根据学生对静电平衡过程的分析得到,对于第二个特点采用的是假设和猜想的方法来推导的。

提问:对于带电导体而言,导体的静电荷分布在哪里的?

学生有的说是在外表面的,有的说在内部的,有的说里面、外面都有。

组织学生利用手边的器材(金属笼子一个,验电器一个,感应起电机一个),再结合自己的假设进行试验,验证自己的假设是否正确。

演示实验:将感应起电机直接和验电器接触。可以看到:验电器的金属薄片会张开,说明金属薄片带电了;然后用金属笼子把验电器罩住,并且将笼子的内壁和验电器接触,再将感应起电机和金属笼子接触,我们会发现:此时的验电器薄片并没有张开,说明它不带电。

过渡:我们谈到,处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零。那么这个时候,我们回到课前所提出的问题,为什么用这块儿特殊的布包上后,电话就打不出来了呢?

(3)静电屏蔽

对于静电屏蔽现象和应用这一板块,笔者首先是采用和课前提出问题相呼应的方式,让学生解释课前的实验现象,体现了课程的完整性。对于解释过程,学生一般不能很快地给出正确的答案。因此笔者也留给学生足够的时间,让学生们先相互讨论,可以培养学生团结合作的能力,然后请代表来解释,有效的提高学生的表达能力。能够解释完这个现象,同学们对于静电屏蔽的知识已经基本掌握,教师此时只需要再顺水推舟,告诉他们“这就是静电屏蔽现象”,然后展示出静电屏蔽的概念。

(4)静电屏蔽的应用

前面学生对静电屏蔽的现象已经了解,请同学们举例说出静电屏蔽在生活中的应用。对于这个问题,学生基本可以说出的是:电工工作时穿的衣服。学生可以举出这个例子,说明学生对知识的掌握已经到位了。但是为了提高学生学习的兴趣,我们可以补充讲解一些学生目前不知道的,但是听起来又比较有趣的内容。比如静电屏蔽在军事上的应用——电磁炸弹。最后,做了电击笼中小鸟的实验,通过演示该实验,整节物理课变得生动而富有刺激性,可以使学生感兴趣,从而调动学生的积极性,主动参与学习,增加“实用时间”,变被动学习为主动学习,提高学习效果。

学生活动:让学生举例说出静电屏蔽的应用。

过渡:静电屏蔽不仅在生活中有广泛的应用,在军事上也有着举足轻重的地位,比如电磁炸弹。

介绍电磁炸弹:电磁炸弹可以在短暂的时间内发出高达几十亿瓦的电磁波,专门用于摧毁电子器件,但是它不会带来人员上的伤害,所以不会有舆论压力;而在现代军事中,科学技术是决定胜利与否的关键;大家想,如果有敌人向我们投射电磁炸弹,那我们要如何才能保护我们的电子器件不受伤害呢?

学生:用金属包着。

过渡:金属壳真的可以抗拒如此强大的电磁波,保护里面的器件不受伤害么?今天就让我们做个试验来演示一下。

实验演示:用高达上万伏的电压点击装有鹦鹉的金属笼子,观看小鸟是否安然无恙。

实验结果:小鸟安然无恙。

(5)课堂小结

笔者采用了“你学到了什么”、“还想知道什么”的提问,让学生自己来总结从课堂中学到的东西,包括知识点、研究方法、情感态度维度的收获。

(6)课后作业

为了给学生营造一个更加开放和有趣的物理课堂,笔者让学生课后自己查阅一些静电屏蔽的利与弊,并且可以到科技馆去亲自感受一下静电屏蔽的应用。

笔者认为,教师首先要转换自己的角色,正确认识学生和教师之间的关系,学生是教学的主体,是具有独特个性、富有进取精神和创造潜能的知识探索者。教师在教学过程中应是一个“引路人”,给学生创造研究讨论问题的环境。

其次,教师在教学设计中要注意以下几个问题:

(1)选择一两个和课题有关的,有比较有趣的实验,插入到课堂中。

(2)尽量给学生营造一个富有悬疑的课堂,但是问题的设置一定要有梯度,符合自己的学生,保证提出的问题大部分同学都可以解决,这样还可以有效的提高学生的信心。学生成功时,会情绪高昂、兴趣倍增;多次努力仍然失败时,就会产生畏难情绪,影响其积极性。

(3)课堂内容的学习要符合学生学生的认知过程,从现象到理论,循序渐进,要有逻辑性。

(4)如果课堂内容相对枯燥,那么此时教师可以讲解一些物理学史和物理学家的故事,激发学生学习物理的兴趣。比如学习法拉第电磁感应定律时,我们就可以给学生讲解一些法拉第在研究电磁感应时的一些故事。

(5)适当的在课堂中添加一些与课堂内容有关的科技前沿的内容。比如在学习《反冲运动 火箭》时,就可以跟学生一起来谈一些近几年各个国家火箭的发展情况等。

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