【教案】磁場對通電導線的作用力+教學設(shè)計高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

選擇性必修二第一章第一節(jié)磁場對通電導線的作用力----基于UbD理念的教學設(shè)計一、教學內(nèi)容與學生分析1.課程標準通過實驗，認識安培力。能判斷安培力的方向，會計算安培力的大小。了解安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。2．教材內(nèi)容磁場對通電導線的作用力既是必修三初步對磁現(xiàn)象認識之后的提升內(nèi)容，也是選擇性必修二第一章安培力與洛倫茲力的第一節(jié)內(nèi)容。從知識結(jié)構(gòu)上來說具有承上啟下的作用；從物理學角度來說它是力與運動在磁現(xiàn)象中的具體表現(xiàn)；從社會科技角度來說它又是電動機的基本原理，是改變?nèi)藗兩罘绞降姆浅Ｖ匾淖匀灰?guī)律。因此本節(jié)在磁現(xiàn)象中具有舉足輕重的地位。本節(jié)課主要是通過實驗對安培力及其大小和方向進行認識，以及用安培力的規(guī)律來解釋磁電式電流表的工作原理。安培力的方向和大小是本節(jié)的重點內(nèi)容，也是這一章的重點內(nèi)容之一。安培力、電流、磁感應(yīng)強度三個量方向的空間關(guān)系（左手定則）是本節(jié)的難點；安培力的方向一定與電流、磁感應(yīng)強度方向垂直，但電流方向與磁感應(yīng)強度的方向可以成任意角度；當電流方向與磁感應(yīng)強度的方向垂直時，安培力最大。3.學情分析通過前面的學習，學生已經(jīng)知道了磁場對通電導線會有作用力，但對該力的大小和方向并不了解。學生已經(jīng)認識了幾種常見磁場的磁感線分布，知道條形磁鐵磁場的分布情況，在三維空間的想象和建立上存在障礙，對于復(fù)雜的邏輯推理存在困惑；對控制變量法有了一定的認識，具備了一定的物理實驗操作技能、分析、歸納實驗現(xiàn)象的能力。二、教學目標與評估目標細化教學目標教學目標內(nèi)容素養(yǎng)類別學生將理解通過實驗探究理解安培力方向與電流、磁場方向空間關(guān)系；物理知識的相互聯(lián)系性；由個別事物的個性認識一般事物的共性這種重要的思想方法。科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任學生將會知道安培力概念及其大小計算公式；安培力方向判定方法———左手定則；磁電式電流表的工作原理。物理觀念學生將能夠做到能計算電流和磁場方向垂直及任意角度下的安培力大??；能應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向；了解磁電式電流表內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其工作原理。科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任基本問題通電導線在磁場中受到的力大小和方向如何與如何設(shè)計實驗進行探究；安培力與電場力有哪些相同和不同；本節(jié)課學習到哪些物理思想方法。評估證據(jù)表現(xiàn)性任務(wù)能解釋磁電式電流表等工具的工作原理；能用左手表示安培力方向與磁感應(yīng)強度方向、電流方向之間的關(guān)系。其他證據(jù)反思：說一說學習了本節(jié)課的收獲。課后作業(yè)：查找磁炮彈的有關(guān)資料、解釋基本原理、發(fā)射速度的影響因素？三、任務(wù)分解基于教學內(nèi)容與學生分析，為了適時評估預(yù)設(shè)的學習目標達成情況，三解為三個學習任務(wù)，通過創(chuàng)設(shè)真實實驗情境、以結(jié)構(gòu)化問題來引領(lǐng)，引導學生進行實驗探究、自主學習、展示交流、評估反饋來構(gòu)建新知、發(fā)展思維、養(yǎng)成品質(zhì)。具體學習流程圖如下：任務(wù)任務(wù)1：應(yīng)用實驗活動，探究安培力方向任務(wù)2：采用結(jié)構(gòu)化問題，研討安培力大小任務(wù)3：解決實際問題，獲得評估證據(jù)四、教學活動任務(wù)1：應(yīng)用實驗活動，探究安培力方向活動情境：展示如右圖所示自制實驗裝置并演示，引導學生觀察提出疑問。師生活動：①鐵釘和導線為什么會旋轉(zhuǎn)起來？②鐵釘和導線旋轉(zhuǎn)方向與什么因素有關(guān)？（基本問題）③學生分組實驗探索自制實驗裝置旋轉(zhuǎn)原因以及旋轉(zhuǎn)方向的影響因素。（教師收集學生表現(xiàn)情況----證據(jù)）④實驗探究：a.轉(zhuǎn)換為如右下a圖所示的實驗裝置并演示引導學生進行探究體驗、學生交流、分析和歸納，得出結(jié)論。a圖ba圖b圖------對于這個問題可以借助如上圖b圖所示的實驗進行研究。⑤啟發(fā)問題啟發(fā)學生思考討論：右手螺旋定則（電流與磁場方向）----左手定則設(shè)計意圖：通過創(chuàng)設(shè)讓學生切身體驗的情境，引導學生提出有研究價值的挑戰(zhàn)性問題，激發(fā)學生主動探究的欲望。通過學生的小組實驗、深度思考進行合作探究、體驗活動、交流，引導學生建構(gòu)安培力方向的判斷方法，培養(yǎng)學生的協(xié)作、分析和歸納能力以及嚴謹?shù)目茖W精神。重視學生的學習效果、目標達成情況，通過觀察學生的表現(xiàn)情況收集證據(jù)并適時引導促進學生探究能力的發(fā)展。任務(wù)2：采用結(jié)構(gòu)化問題，研討安培力大小活動情境：展示如右圖所示自制實驗裝置。師生活動：①問題：轉(zhuǎn)動起步快慢跟哪些因素有關(guān)？②問題：在勻強磁場中，當磁場方向和導線平行時安培力大小如何？③問題：在勻強磁場中，當磁場方向和導線垂直時安培力大小如何？④問題：當磁場方向和通電導線之間成任意夾角時安培力大小如何？⑤問題：一段彎曲的導線ａｂ，ａｂ距離為L，通電流Ｉ，垂直放入磁感應(yīng)強度為Ｂ的勻強磁場中，此時導線受到的安培力大小為多少呢？設(shè)計意圖：以結(jié)構(gòu)化問題引領(lǐng)的方式引導學生開展的思考、交流學習活動，同時評價學生的理解、掌握、分析推理素養(yǎng)。及時關(guān)注學生的思維與交流情況，收集證據(jù)并適時引導促進學生思維的發(fā)展。任務(wù)3：解決實際問題，獲得評估證據(jù)活動情境：展示磁電式電流表（用Ｇ表頭）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如下圖所示。演示用試觸法給電流表通電后發(fā)現(xiàn)其指針向右偏．師生活動：①簡化一個線圈，讓學生解釋通電后指針偏轉(zhuǎn)的原因；在學生解釋的過程中，引導學生相互交流和評價。②討論：如果想讓指針向左偏該怎么做？③解釋：螺旋彈簧的作用以及沒有螺旋彈簧將發(fā)生什么現(xiàn)象？④評估測試：a.如右圖所示，質(zhì)量為m的通電導線靜止橫跨在兩根相距L的光滑傾斜導θ軌上，傾斜角為θ，磁感強度豎直向上，判斷電流方向、計算電流大?。喀萣.安培力與電場力有哪些相同和不同?C.說一說學習了本節(jié)課的收獲⑤課后作業(yè)：查找磁炮彈的有關(guān)資料、解釋基本原理、發(fā)射速度的影響因素？設(shè)計意圖：通過對磁電式電流表工作原理解釋、評估測試以及查找電磁炮有關(guān)資料，獲得學生對這節(jié)課學習情況的評估證據(jù)，并促進學生對所學知識的靈活遷移。五、板書設(shè)計11.1磁場對通電導線的作用力安培力力方向大小應(yīng)用：磁電式電流表B、IL的方向B、IL的大小與方向I⊥B,F=ILBI//B,F=0F=ILBsinθ左手定則六、教學設(shè)計反思以核心素養(yǎng)為綱的新課標對教學提出了新要求。按照傳統(tǒng)的教學設(shè)計進行施教容易出現(xiàn)教學目標的制定籠統(tǒng)不精確沒細化、教學方式策略不恰當、知識缺乏系統(tǒng)性、評估方式單一，沒注重目標、評價、教學一致性，教學效果低下。理解為先UbD理念的教學設(shè)計是以確定預(yù)期結(jié)果作為教學起點，選擇合適的評估方案，并以深度學習和體驗活動作為教學終點的教學設(shè)計模式，UbD模式指導的教學設(shè)計是根據(jù)三個階段展開的；階段一確定預(yù)期結(jié)果，段二確定合適的評估證據(jù)，階段三設(shè)計學習體驗和教學；這三個階段彼此聯(lián)系，相互依存，是一個系統(tǒng)地、連貫地過程，呈現(xiàn)出一種螺旋式的循環(huán)結(jié)構(gòu)體；基于Ub