電場(chǎng)強(qiáng)度的教學(xué)設(shè)計(jì)-陳曙東

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1、電場(chǎng)強(qiáng)度的教學(xué)設(shè)計(jì)陳曙東1設(shè)計(jì)思想物理學(xué)基本概念和基本規(guī)律的教學(xué)應(yīng)當(dāng)最能體現(xiàn)物理課堂教學(xué)的本質(zhì)?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)》在課程目標(biāo)中強(qiáng)調(diào),要讓學(xué)生“經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程,認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義,嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題,驗(yàn)證物理規(guī)律”,“通過(guò)物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)過(guò)程,了解物理學(xué)的研究方法,認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)、物理模型和數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的作用”[1]等。從新課程的視角來(lái)審視目前的物理概念教學(xué),我們不難發(fā)現(xiàn)存在諸多不足,其中,不重視概念的構(gòu)建過(guò)程,忽視學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)是比較突出的問題。“教師教學(xué)中應(yīng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)物理不僅僅是解

2、題、記憶,而是對(duì)大自然規(guī)律的探索,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)探索的終生志趣、崇高境界?！盵2]由此可見,讓物理課堂教學(xué)體現(xiàn)物理學(xué)科的特點(diǎn),既是物理新課程的呼喚,也是物理教師反思和實(shí)踐的一個(gè)重要問題。電場(chǎng)強(qiáng)度是“電場(chǎng)”一章的重要概念,這一章具有基本概念多、知識(shí)綜合性強(qiáng)以及知識(shí)在實(shí)際中應(yīng)用廣泛等三大特點(diǎn)。本章的概念比較抽象,教材強(qiáng)調(diào)弄清建立概念的背景,把抽象概念具體化,以便于學(xué)生理解。[3]針對(duì)以上特點(diǎn),筆者認(rèn)為在教學(xué)設(shè)計(jì)上,一方面不必期望學(xué)生通過(guò)一節(jié)課的學(xué)習(xí),就將電場(chǎng)強(qiáng)度這個(gè)概念理解得非常透徹,只要讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量,是表示電場(chǎng)本質(zhì)屬性的物理量就好。學(xué)生通過(guò)一段時(shí)間

3、的學(xué)習(xí),會(huì)逐步深化對(duì)此概念的理解。另一方面采用教師引導(dǎo)下的探究式教學(xué)方法,充分研究、挖掘教材的科學(xué)探究要素,以科學(xué)探究為學(xué)生的主要學(xué)習(xí)方式,發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。2設(shè)計(jì)流程2.1創(chuàng)設(shè)情境,提出探究課題師：電場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種特殊形態(tài),它看不見、摸不著,但客觀存在,而且有能量。那么,我們?nèi)绾握J(rèn)識(shí)它的特性,摸清它的“脾氣”?我們只有根據(jù)它表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)去了解它。師：電場(chǎng)最基本的性質(zhì)是什么?這對(duì)我們研究問題有何啟發(fā)?生：電場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用。所以,研究電場(chǎng),我們可以在電場(chǎng)中放入電荷。師：對(duì)!只有把電荷放入電場(chǎng)中,通過(guò)研究電荷的受力情況,才有可能探

4、明電場(chǎng)的屬性。那么,對(duì)放入電場(chǎng)中的電荷有沒有要求?可不可以隨意找一個(gè)帶電體放入電場(chǎng)?生：電荷的電荷量要充分小,不致影響原來(lái)要研究的電場(chǎng)；電荷的體積要充分小,以便于研究電場(chǎng)中各點(diǎn)的情況。師：滿足這樣要求的電荷叫試探電荷。顯然,試探電荷是一種理想化模型,有了試探電荷,我們就可以研究電場(chǎng)的基本屬性。師：電荷在電場(chǎng)中不同點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小一般不同,這說(shuō)明什么問題?生：這表示各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱不同。師：電場(chǎng)中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)?如何描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱?請(qǐng)同學(xué)們針對(duì)這個(gè)主題展開研究,得出結(jié)論。2.2猜想假設(shè),設(shè)計(jì)探究方案師：同學(xué)們可以猜想一下,電場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)弱可能會(huì)與哪些因素有關(guān)?你們打算

5、設(shè)計(jì)怎樣的方案去研究、解決這個(gè)問題?生：各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)弱可能與帶電體、各點(diǎn)位置、試探電荷有關(guān)。(1)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案：用絲線將一個(gè)輕小物體懸掛在木架上,做成如圖1所示的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)裝置,讓它與帶正電的玻璃棒接觸帶上同種電荷,進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：保持帶正電的玻璃棒與小物體的位置不變,通過(guò)控制絲綢與玻璃棒的摩擦,改變玻璃棒的帶電量,觀察懸線偏角的變化情況。設(shè)法保持玻璃棒的帶電量不變,改變小物體的帶電量,觀察懸線偏角的變化情況。改變木架位置,使小物體與帶電體的距離改變,觀察懸線偏角的變化情況。(2)學(xué)生設(shè)計(jì)理論研究方案：在電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中：①將同一試探電荷q分別放在不同的位置A、B處(rA

6、B)(圖2),研究其受力等問題。②在同一位置P放置電荷量不同的試探電荷(圖3),研究其受力等問題。③在不同位置A、B處(rA

7、究。(2)學(xué)生通過(guò)理論研究得到的初步結(jié)論：①對(duì)圖2情景,有,因rAFB,說(shuō)明某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱與距離場(chǎng)源電荷的遠(yuǎn)近有關(guān)。②對(duì)圖3情景,有，F(xiàn)3=kr2,由此看出,實(shí)驗(yàn)初步結(jié)論②是有問題的,因?yàn)殡妶?chǎng)力大小變化的直接原因是試探電荷的電量變化,因此,不能說(shuō)明某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱與試探電荷的帶電量有關(guān)。師：請(qǐng)大家仔細(xì)觀察、研究這三個(gè)式子,從中能找到什么規(guī)律?生：,說(shuō)明在電場(chǎng)中同一點(diǎn),試探電荷受到的電場(chǎng)力與其電量的比值是一個(gè)定值,而且該定值與位置有關(guān),與場(chǎng)源電荷有關(guān),與試探電荷無(wú)關(guān)。