視頻標(biāo)簽：帶電粒子在,勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動

所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：人教版選修3-1第三章磁場第六節(jié)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動-東北

教學(xué)設(shè)計、課堂實(shí)錄及教案：人教版選修3-1第三章磁場第六節(jié)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動-東北育才學(xué)校

《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動》教學(xué)設(shè)計 
 
  
指導(dǎo)思想和理論依據(jù) 
促進(jìn)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理，最重要的是激發(fā)學(xué)生的內(nèi)部學(xué)習(xí)動力。即促進(jìn)學(xué)生對物理本身保有好奇心，覺得它有趣有用，這樣才能建立自己學(xué)習(xí)物理的目標(biāo)。本科引入環(huán)節(jié)從自然現(xiàn)象入手，中間環(huán)節(jié)重在理論推導(dǎo)加以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最后環(huán)節(jié)在于啟發(fā)思考，拓寬學(xué)生思路，了解科技發(fā)展過程，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。 
建構(gòu)主義的核心觀點(diǎn)是：學(xué)習(xí)者要想獲得成功的話，必須自己去發(fā)現(xiàn)和轉(zhuǎn)換復(fù)雜的信息。這種觀點(diǎn)指導(dǎo)下的教學(xué)強(qiáng)調(diào)自上而下的教學(xué)，即先從復(fù)雜的的問題入手，然后找到和發(fā)現(xiàn)所需要的基本技能。復(fù)雜的問題應(yīng)該處在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)。本課的設(shè)計讓學(xué)生運(yùn)用牛頓定律和洛倫茲力這些已有的知識技能，啟發(fā)思路，最終成功得到帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動規(guī)律，并自行分析設(shè)計了粒子物理學(xué)中的兩個精密儀器——回旋加速器和質(zhì)譜儀。 
教學(xué)內(nèi)容分析 
本節(jié)課是人教版教材選修3-1第三章的最后一節(jié)。通過本課題的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握帶電粒子在磁場中運(yùn)動規(guī)律的同時，了解這一規(guī)律在粒子物理學(xué)研究中發(fā)揮的重大作用，體會科學(xué)精神，更在這一過程中體驗(yàn)科學(xué)的研究方法。另外，本節(jié)課作為本章的最后一節(jié)，對于前面內(nèi)容起著承接和總結(jié)提升的作用。本節(jié)內(nèi)容的突出特點(diǎn)是：知識容量較少，但是包很的科學(xué)史料十分豐富。 
學(xué)生學(xué)情分析 
通過《牛頓定律》和《曲線運(yùn)動》的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步掌握分析物體運(yùn)動情況的方法，他們更需要在實(shí)踐中鞏固這一結(jié)果。而在現(xiàn)實(shí)生活中，學(xué)生對微觀粒子物理學(xué)（高能物理學(xué)）了解并不多，正待我們?nèi)ラ_拓學(xué)生的眼界，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。通過之前各種科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，他們對于科學(xué)家的事例可能略知一二，但對科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、創(chuàng)造的過程了解還不夠具體和系統(tǒng)。 
教學(xué)重難點(diǎn) 
教學(xué)重點(diǎn)：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動規(guī)律及其在粒子物理學(xué)研究中的應(yīng)用 教學(xué)難點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的受力分析及圓周運(yùn)動和螺旋式的運(yùn)動軌跡 
教學(xué)目標(biāo)（內(nèi)容框架） 
 
                    
             
                    
                            知識與技能： 
理解帶電粒子在磁場中的三種可能運(yùn)動 
會推導(dǎo)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑、周期及螺旋式前進(jìn)的螺距 了解質(zhì)譜儀的工作原理及回旋加速器結(jié)構(gòu)、工作原理 過程與方法： 
1、通過對帶電粒子在磁場中受力和運(yùn)動情況的分析，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析問題的能力。 
2、通過理論分析和洛倫茲力演示儀的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)完整的科學(xué)研究過程。 
3、通過宏觀規(guī)律到微觀粒子屬性的研究過程，讓學(xué)生體會宏觀與微觀結(jié)合解決問題的思想方法。 情感態(tài)度與價值觀： 
1、通過洛倫茲力演示儀的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、尊重客觀事實(shí)的科學(xué)態(tài)度。 
2、通過對粒子物理學(xué)及兩位諾貝爾學(xué)獎獲得者的介紹，讓學(xué)生了解科技對人類發(fā)展的巨大推動作用，體會科學(xué)家們的科學(xué)探究精神。 
設(shè)計思想 
  新課程的理念以學(xué)生為本，教學(xué)要遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，關(guān)注學(xué)科知識的來龍去脈，重視實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)方法。本節(jié)課的設(shè)計思想主要有以下幾個方面： 1、對實(shí)驗(yàn)儀器的改進(jìn) 本堂課中，我將洛倫茲力演示儀進(jìn)行了改進(jìn)，在前方和側(cè)面各加了一個攝像頭，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰呈現(xiàn)在屏幕上。并且演示了帶電粒子初速度方向與磁場方向平行、垂直、夾任意角度的各種情況下的運(yùn)動情況，使規(guī)律更加完整。 2、關(guān)注了理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)合   關(guān)于帶電粒子在磁場中運(yùn)動的規(guī)律，首先在理論上進(jìn)行了分析說明，又強(qiáng)調(diào)用實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步的驗(yàn)證，這符合物理學(xué)研究的科學(xué)方法，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 3、將科技應(yīng)用和物理學(xué)史融進(jìn)教學(xué)內(nèi)容 
物理學(xué)史引入了人文的視角來看待科學(xué)和技術(shù)，使學(xué)生對科學(xué)的本質(zhì)、功能、對社會進(jìn)步的貢獻(xiàn)以至于對物理學(xué)學(xué)習(xí)的意義都會更加明了。本節(jié)課在掌握粒子運(yùn)動規(guī)律后，讓學(xué)生通過探究了解質(zhì)譜儀；讓學(xué)生自主改進(jìn)直線加速器，觀看回旋加速器視頻，介紹兩位一起發(fā)明者、諾貝爾獎獲得者以及加速器發(fā)展現(xiàn)狀，使本節(jié)課的學(xué)習(xí)更豐滿和意義深遠(yuǎn)。 
教學(xué)過程 
程序或知
識點(diǎn) 
教師行為 學(xué)生活動及目標(biāo) 設(shè)計意圖 
 
                    
             
                    
                             
導(dǎo)入 1、和學(xué)生共同觀看關(guān)于極光的視
頻，提出問題。 
2、帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)舊知的復(fù)習(xí)，
引入到本節(jié)課的內(nèi)容。 提取舊知識，梳理
總結(jié)，找到解決問
題的方法 
激發(fā)學(xué)生的好奇心。 舊知復(fù)習(xí) 
理論推導(dǎo)
加以實(shí)驗(yàn)
驗(yàn)證 
1、引導(dǎo)學(xué)生思考各種情況下粒子運(yùn)動規(guī)律。 2、應(yīng)用洛倫茲力演示儀進(jìn)行試驗(yàn)，演示各種情況下粒子的運(yùn)動軌跡。 3、要求學(xué)生定量計算出圓周運(yùn)動的軌道半徑、周期和螺距。 理論分析 
定性陳述 
觀察實(shí)驗(yàn) 
定量計算 帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)完整的科學(xué)研究過程 
宏觀規(guī)律認(rèn)識到微觀屬性研究 
1、介紹粒子物理學(xué)。 
2、引導(dǎo)學(xué)生利用宏觀規(guī)律探究微觀粒子屬性。 3、介紹質(zhì)譜儀及發(fā)明者阿斯頓。 
體驗(yàn)思考質(zhì)譜儀
的原理及應(yīng)用 
讓學(xué)生了解
粒子物理學(xué)
及研究微觀
粒子屬性的
思想 
回旋加速器的設(shè)計 1、引導(dǎo)學(xué)生通過計算發(fā)現(xiàn)直線加速器弊端。提出問題：如何進(jìn)行加速器的改進(jìn)。 
2、要求學(xué)生展示自己設(shè)計成果。 3、給同學(xué)播放視頻。 4、引導(dǎo)學(xué)生分析回旋加速的電場周期及粒子獲得最大能量。 5、簡介歐內(nèi)斯特·勞倫斯。 6、對比直線加速器和回旋加速器優(yōu)缺點(diǎn)。 
小組討論，對儀器
進(jìn)行設(shè)計改進(jìn)。 
觀看視屏，了解回
旋加速器的原理、
種類。 
引導(dǎo)學(xué)生親
自動手設(shè)計
實(shí)驗(yàn)儀器，
學(xué)以致用。 
板書設(shè)計 
 
V0與B方向平行：勻速直線運(yùn)動 
                                                  質(zhì)譜儀                                       應(yīng)用 V0與B方向垂直：勻速圓周運(yùn)動                           
                                                  回旋加速器 

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