青海师范大学2014级教育硕士

江苏省赣榆第一中学 (222100) 刘永峰 ●

巧设“五步”模式 绽放生态课堂
——“运动电荷在磁场中受到的力”一节教学实录

青海师范大学2014级教育硕士

江苏省赣榆第一中学 (222100) 刘永峰 ●

新教学目标是让学生学会自主学习，快乐学习，高效学习．教学理念是课堂教学要以学生为主体，以教师为主导，实施“五步”教学法，培养学生的分析与解决问题的能力．

高中物理;课堂教学;五步生态;电子白板

一、教学背景

新课程倡导探究式学习、自主学习、合作学习，更加关注学生获取知识的过程，关注学科之间的融合，强调科学与技术、社会的联系．在探究知识的过程中，通过实验、媒体创设各种情景，激发学生学习兴趣，并以适时的、针对性的、层层递进的问题搭建学生自主学习平台，让学生主动探究、思考问题，主动获取问题结论，再把结论进行动态延伸与拓展．设置开放性作业，通过书刊、媒体、网络等渠道了解洛伦兹力在生产、生活、科技等方面的应用实例，并提交到BBS与大家交流讨论分享，由此进一步了解科学技术发展的重要成果，进一步提升信息素养．

本人上这节课是恰逢我校正在建构以“先学后导”为核心的“自主学习、自主发展”的课堂教学模式．新的教学模式是以问题为课堂教学的起点，以解决问题展开课堂教学全过程，以问题解决的效度来检测课堂教学的效果．新模式的教学理念是:课堂教学“以学生为主体，以教师为主导;多元评价，激发潜能”．实施目标是:让学生学会自主学习，快乐学习，高效学习．教学环节(分为五步):“预学、研学、展学、点学、固学”．预学，即自主预习．学生根据“导学案”自学，初步达成学习目标，明确重难点．学生展示的内容要在“导学案”中标明，让学生提前准备，尽量让学生体验到成功的快乐，提高学生参与积极性．研学，即合作探究．学生对预学中存在的疑难点进行合作探究，把不能解决的问题反馈给教师，教师在“点学”中重点讲解．展学，即交流展示．展示“预学、研学”的初步成果(导学案上的习题、问题)，自主学习中生成的其它问题以及教师预设的重难点等．小组展示的形式有组内展示、组间展示、指定展示、抽签展示、接龙展示、抢答展示等．教师对学生或小组的展示情况予以引导、启发，师生共同对展示内容进行质疑、评价，老师对预学、研学中学生解决不了的问题进行精当点拨．点学，即引导点拨．教师对“预学”、“研学”中存在的问题，学生交流展示中生成的问题以及练习巩固中存在的不恰当或错误点进行点拨、补充、拓展、延伸、总结提升．固学，即练习巩固．对预设的学习目标(重、难点)进行检测，对学习内容进行反思和总结．本人就是在这样的背景和理念的指引下完成这节课的，教学活动中肯定有许多不当之处敬请各位同仁批评指正!!

二、教学过程

1．教学引入

师:请同学们欣赏美丽的图片，然后思考图片反应的是什么自然现象呢?(师投影)

生:极光．(生观察后齐答)

师:同学们知道在地球的什么地方才能看到呢?

生:南极或北极．

师:为什么这种现象只发生在地球的南北极，从古至今它一直总给我们某种神秘感，同学们想揭开极光的神秘面纱吗?

生:想．

师:那就让我们一起来学习这节课的内容吧!

2．教学活动一

(1)洛伦兹力的方向

图1

师:如图1所示，通电导线所受安培力的方向如何?导线的各个部分是否都受到安培力的作用呢?构成导线的最小单元是什么?(师投影并提问后要求生研学和展学)

生研学和展学:由左手定则可知，安培力方向向上;各个部分都受到了安培力的作用;最小单元是原子．(生抢答展学)

师:处在磁场中的导线，是带正电荷的原子核还是带负电荷自由电子提供力这个最小的分力呢?为什么?

(给学生1分钟的研学时间，若有难度，可以出示过渡问题:通电和断电时，正负电荷的运动状态有何不同呢?此时导线中的电流如何形成的?)

生研学:金属中的正电荷只在平衡位置振动，只有自由电子定向移动才能形成电流，所以是带负电荷的自由电子提供了这个最小的分力．(师指定展学后组内展学)

师:安培力和洛伦兹力之间是一种什么关系?自由电子受洛伦兹力的方向与安培力的方向间是什么关系?

生研学:微观与宏观的关系;合力与分力的关系;因与果关系．(生抢答展学)

师:下面我们来完成巩固练习1，如图2请每组推选一人来展示本组的研学情况，其余同学自己独立完成．

图2

(请学生利用电子白板的书写功能展学，其他同学在学案上完成并组内展学．板演的同学组间展学、点评，教师总结．)

3．教学活动二

图3

(2)洛伦兹力大小

师:请同学们思考:当v∥B时，运动电荷受到的洛伦兹力大小是多少呢?当v⊥B时，又如何表示呢?当v与 B间的夹角为 θ时，情况又如何呢?(投影图3并提问)

生研学后:当v∥B时，运动电荷受到的洛伦兹力为零;

当v⊥B时，F=BIL;当v与B间的夹角为θ时，F= qvBsinθ(组内研学、展学)

师:同学们预习和研学的很好，但是有些地方肯定还是比较模糊吧!

生:是的．比如说当v∥B时，运动电荷受到的洛伦兹力为零，当v⊥B时，所受的洛伦兹力最大，真的是这样吗?

师:同学们想验证一下吗?生:想!!

图4

图5

师:我们就用阴极射线管来验证一下这个结论吧!请看从阴极发出的电子撞击到荧光物质上发出荧光，我们可以清晰的观察到电子的径迹是一条直线，当我们将水平放置的条形磁铁沿轴线方向靠近射线时，射线有反应吗?(边讲解边实验，亦可视情况请学生参与实验演示，激发兴趣，调动积极性)如图4．

生:几乎没有!

师:当我们用马蹄形磁铁施加一个垂直于射线运动方向的磁场时，同学们看射线有反应吗?(可以提示两磁极间磁场方向)

生:有!变弯曲了，弯曲的很厉害!应该受的力是最大的!这真是太神奇了，淡绿色的曲线太美了!!不可思议，居然可以用磁铁控制它!!自然界的东西太奇妙了!

师:进一步研究发现，当v⊥B时，所受的洛伦兹力是最大的，大小可以用公式F=BIL来计算，想知道如何得出的吗?

生:想啊!

师:请看图5，设导体中的定向移动的粒子带正电荷+q，电流I方向与磁感应强度B方向垂直时，长为L、电流为I的导体在匀强磁场中受到的安培力F安的大小为多少?(师指投影，提问并引导学生回答)

生:F=BIL

师:长为L、横截面积为S、单位体积内的自由电荷个数为n的导体，其中自由电荷的总数N为多少?

生:N=n SL

师:每个定向移动的电荷受到的洛伦兹力 F洛为多少?

生:F=F/N=(BI)/ns

师:电流I的微观表达式是什么?想一想，我们是在哪里学过的呢?如图6．

图6

生可以研学:I=nqsv

师:每个定向移动的电荷受到的洛伦兹力F洛又为多少?

生:F=qvB

师:当v与B间的夹角为θ时，洛伦兹力F洛为多少? (若发现同学有困难，可出示提示问题:B、V是矢量还是标量呢?能否等效转化成B⊥V时的情况进行分析呢?)

生研学后展学:F=qvBsinθ

师:请同学们完成巩固2

电子的速率为v=3．0×106m/s，沿着与磁场垂直的方向射入B=0．10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力多大?

生展学:F=qvB=1．6×10－19×3．0×106×0．10N= 4．8×10－14N(组内展学)

三、教学反思

本节课我的设计思路是:以组极光的图片激发学生的求知欲，从安培力入手引导生分析得出运动电荷在磁场中受到力的作用，然后加以实验验证;从安培力与洛伦兹力间的关系得出安培力方向与洛伦兹力方向相同，紧接着让学生完成巩固练习，从练习中v∥B这题引入洛伦兹力的大小计算，当v⊥B时，用问题引导出表达式;对于有夹角情况通过和安培力中的有夹角的情况进行类比，得出表达式;通过显像管工作原理的分析让学生了解该力在生产和生活中的应用，让物理知识走进生活;在演示动画时播放一个射箭的视频，成果过渡到地球的两极，解决极光的成因，形成首尾呼应!

本节课我觉得还有许多的不足之处，比如:在整个课堂中语言不够简练、准确，应加以锤炼;学生操作白板不熟练，使得教学过程前松后紧，最后有点匆忙!显像管的工作原理是本节课的难点，问题设置上可以再加优化;演示实验可否让学生参与，感受理论引领实践的魅力;教态可以再大方些，注意肢体语言的应用!!电子白板的书写功能直接应用PPT中的毡尖笔和触屏的配合效果更好!在交流展示环节，并不一定都让学生在白板上完成，可以使用实物投影配合一下，节约时间!

点评 本节课充分体现了新课改的精神，初步探索了“五步生态”高效课堂的实施过程、方法及手段．我们可以看出这节课的两条主线:一是以问题引领学生不断驱动学生深入思考;二是用实验和有趣的现象辅以激发学生的兴趣．课的结构完整，过渡自然，教学重点突出，难点突破成功!学生的学习和思考的积极性得到了最大的调动，在学习完本节内容后学生获得了探索自然界奥秘的成功感，为以后的进一步学习做好了铺垫．另外课堂上还借助电子白板这一先进的教学媒体，将物理学科本身知识与信息技术很好的融合在一起，使得本节课趣味性、观赏性、知识性都得到了很好的呈现!当然一些细节的处理仍有改进之处，如:学生的活动设计能否更为具体一些，展学环节可否有更多的方式．

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