静电的防止与利用教学设计.pdf
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1、 静 电 的 防 止 与 利 用 教 学 设 计 安 徽 省 定 远 中 学 房 舟 一、教 学 指 导 思 想 本 节 课 顶 层 设 计 以“课 标”为 指 针,以 素 养 为 导 向,体 现 立 德 树 人,彰 显 为 国 育 才,对 学 生 进 行 价 值 引 领,塑 造 学 生 的 必 备 品 格。本 节 课 的 底 层 逻 辑,还 原 物 理 学 本 来 的 面 目,抓 住 物 理 学 科 的 本 质,遵 循 物 理 学 科 的 认 知 规 律。二、教 学 内 容 分 析【课 标 要 求】3.1.4 了 解 生 产 生 活 中 关 于 静 电 的 利 用 与 防 护。(分 析 讨
2、论 静 电 在 激 光 打 印、静 电 喷 雾 和 静 电 除 尘 等 技 术 中 的 应 用。知 道 在 有 可 燃 气 体、粉 尘 的 环 境 中 如 何 防 止 静 电 事 故。)【单 元 视 角】静 电 场 及 其 应 用 静 电 平 衡 带 电 粒 子 在 电 场 中 的 运 动 静 电 屏 蔽 静 电 吸 附 尖 端 放 电【教 材 分 析】本 节 课 安 排 在 库 仑 定 律、电 场、电 场 强 度 之 后,学 生 己 经 具 备 了 从“力 的 角 度”去 研 究 电 场 和 电 荷 运 动 的 能 力。同 时 本 节 课 的 学 习 又 为 后 面 带 电 粒 子 在 电
3、场 中 的 加 速 与 偏 转 奠 定 了 基 础。【素 养 载 体】该 阶 段 的 学 生 有 较 强 的 好 奇 心,思 维 活 跃,渴 望 动 手 与 实 验,已 经 可 以 在 老 师 的 帮 助 下 通 过 实 验 归 纳 出 一 些 重 要 的 结 论。学 习 本 节 前,已 经 学 过 了 正 负 电 荷、感 应 起 电、静 电 力、电 场、电 场 强 度、电 场 线 等 电 学 知 识,也 学 习 了 运 动、力、牛 顿 运 动 定 律 等 力 学 知 识,为 理 解 静 电 的 防 止 与 利 用,奠 定 了 理 论 基 础。【落 地 关 键】在 实 验 中 分 析 静 电
4、现 象,参 与 活 动 与 体 验,经 历 体 验 和 自 主 探 究,多 维 度 多 感 官 进 行 教 学,进 行 深 度 学 习。三、学 生 情 况 分 析【学 习 起 点】知 识 储 备:已 经 学 过 了 正 负 电 荷、感 应 起 电、静 电 力、电 场、电 场 强 度、电 场 线 等 电 学 知 识,为 静 电 的 学 习 提 供 了 基 础。技 能 储 备:前 面 的 学 习 已 具 备 了 较 为 熟 练 的 实 验 操 作 技 能。【进 阶 重 点】如 何 引 导 学 生 利 用“实 验”进 行“认 知”,在“认 知”中 进 行“冲 突”,进 而 在“冲 突”中 进 行“建
5、 构”理 解,是 课 堂 中 落 实 素 养 关 键 点。四、教 学 目 标【物 理 观 念】建 立 起 静 电 感 应 以 及 静 电 平 衡 等 观 念,这 也 是 本 节 课 的 重 点。能 用 物 理 学 视 角 解 释 自 然 现 象 和 解 决 实 际 问 题。【科 学 思 维】通 过 实 验 分 析 静 电 屏 蔽,尖 端 放 电 的 原 理,这 也 是 本 节 课 的 难 点。【科 学 探 究】培 养 学 生 的 科 学 探 究 意 识。分 析 静 电 现 象 的 防 止 与 利 用,认 识 事 物 的 两 面 性。【科 学 态 度 与 责 任】通 过 实 验 培 养 学 生
6、独 立 思 考 能 力,激 发 学 生 的 探 索 与 创 新 意 识。五、教 学 重 难 点【教 学 重 点】静 电 感 应,静 电 平 衡【教 学 难 点】静 电 屏 蔽,尖 端 放 电 六、教 学 方 法【教 学 方 法】情 境 导 入 启 发 式 教 学 演 示 实 验【学 生 学 法】实 验 探 究 法 观 察 学 习 法 合 作 探 究 法 七、课 时 安 排:1 课 时 八、教 学 过 程 设 计 环 节 一、生 活 中 的 静 电 现 象 活 动 1:加 油 站 图 标 知 识 的 学 习 往 往 是 基 于 经 验 体 验 之 上 的 抽 象 建 构,进 而 形 成 概 念
7、规 律 和 物 理 观 念 的。学 生 是 带 着 经 验 进 入 课 堂,己 有 的 经 验 基 础 是 学 习 的 前 提。本 节 课 中,从 学 生 对 于 生 活 经 验 和 常 识 的 理 解 与 认 知 开 始,比 如 从 辨 认 加 油 站 的 图 标 这 个 己 有 经 验。并 辅 以 问 题 链 设 计:问 题 1:同 学 们 知 道 这 是 什 么 吗?问 题 2:如 果 忘 记 触 摸 静 电 释 放 器 怎 么 办?引 起 学 生 的 关 注,点 明 学 习 主 题。活 动 2:静 电 现 象 对 生 活 中 的 静 电 现 象 进 行 认 知,从 而 在 内 心 深
8、处 深 化 静 电 现 象,建 构 静 电 观 念。活 动 3:静 电 乒 乓 对 没 有 金 属 片 包 裹 的 乒 乓 球 进 行 实 验,发 现 乒 乓 球 没 有 动 起 来,这 符 合 已 有 的 学 生 认 知。对 有 金 属 片 包 裹 着 的 乒 乓 球,进 行 实 验,发 现 乒 乓 球 动 了 起 来,与 学 生 已 有 认 知 形 成 冲 突。最 后 建 构 出 导 体 才 能 产 生 静 电 感 应 现 象。环 节 二、静 电 平 衡 活 动 1:静 电 飞 花 设 计 实 验,演 示 静 电 飞 花 实 验,观 察 到 在 碗 倒 着 放 的 时 候,纸 屑 会 飞
9、舞 起 来,形 成 认 知;在 碗 正 着 放 的 时 候,纸 屑 静 止 不 动,与 刚 才 的 认 知 形 成 冲 突,建 构 静 电 平 衡 概 念。活 动 2:导 体 建 模 物 理 实 验 是 建 构 理 解 的 经 验 基 础,静 电 平 衡 概 念 比 较 抽 象,因 此 通 过 把 刚 才 的 实 验 进 行 建 模,帮 助 学 生 理 解。活 动 3:静 电 平 衡 A cA一 C十-E+-E。-+-十 B D B DE=E-Er=0A C4-E=0 1 EoB D辅 以 问 题 链 设 计:问 题 1、导 体 中 的 自 由 电 子 会 运 动 吗?往 哪 个 方 向 移
10、动?问 题 2:导 体 两 端 将 感 应 出 什 么 电 荷?这 些 电 荷 会 不 会 产 生 电 场?导 体 内 合 电 场 是 多 少?通 过 教 师 引 导,激 发 学 生 思 考,促 成 学 生 有 效 学 习 帮 助 学 生 建 构。如 请 同 学 们 用 自 己 的 语 言 概 括 静 电 平 衡 概 念”,学 生 经 过 思 考、讨 论,总 结 出 静 电 平 衡。环 节 三、尖 端 放 电 在 探 索 静 电 平 衡 的 特 点 时,设 计 两 个 实 验:活 动 1:验 电 器 实 验 1用 起 电 机 使 大 金 属 球 带 电,用 不 带 电 的 金 属 球 接 触
11、大 金 属 球,靠 近 验 电 器,发 现 验 电 器 的 薄 片 张 开,形 成 认 知。接 着 用 不 带 电 的 金 属 球 接 触 内 部,靠 近 验 电 器,发 现 验 电 器 的 薄 片 不 张 开,与 刚 刚 验 电 器 薄 片 张 开 形 成 冲 突。建 构 出 静 电 平 衡 时,导 体 内 部 没 有 净 剩 电 荷,电 荷 只 分 布 在 导 体 的 外 表 面。形 成 一 层 认 知 冲 突 建 构。并 辅 以 验 证 实 验:用 起 电 机 使 金 属 片 带 电,发 现 金 属 片 两 面 的 纸 片 张 开,再 把 金 属 片 弯 成 圆 环,发 现 外 部 的
12、纸 条 张 开,内 部 的 纸 条 不 张 开。也 可 说 明 静 电 平 衡 时,导 体 内 部 没 有 净 剩 电 荷,电 荷 只 分 布 在 导 体 的 外 表 面。形 成 二 层 认 知 冲 突 建 构。活 动 1:验 电 器 实 验 2用 起 电 机 给 金 属 导 体 带 电,然 后 用 不 带 电 的 小 球 接 触 金 属 导 体 表 面,接 着 把 带 上 少 量 电 荷 的 小 球 接 触 验 电 器,发 现 验 电 器 薄 片 张 开,并 观 察 张 开 的 角 度,形 成 认 知。再 用 不 带 电 的 小 球 接 触 金 属 导 体 的 尖 端,然 后 接 触 验 电
13、 器,发 现 验 电 器 的 薄 片 张 开 的 角 度 更 大,两 次 张 开 的 角 度 对 比,形 成 冲 突,建 构 在 导 体 外 表 面,越 尖 锐 的 位 置,电 荷 的 密 度(单 位 面 积 的 电 荷 量)越 大,周 围 的 电 场 强 度 越 大。形 成 三 层 认 知 冲 突 建 构。并 辅 以 验 证 实 验:金 属 片 上 贴 上 纸 条,使 金 属 弯 曲,用 起 电 机 使 金 属 片 带 电,观 察 到 在 表 面 平 整 和 表 面 越 弯 的 地 方,纸 条 张 开 的 角 度 不 同,形 成 认 知;并 且 表 面 越 弯 的 地 方 张 开 的 角 度
14、 越 大,与 表 面 平 整 的 地 方 形 成 对 比 冲 突,也 可 建 构 导 体 外 表 面,越 尖 锐 的 位 置,电 荷 的 密 度(单 位 面 积 的 电 荷 量)越 大。这 也 形 成 四 层 认 知 冲 突 建 构。之 后 提 问 学 生:越 尖 锐 的 地 方 电 荷 越 多,周 围 的 电 场 强 度 越 大,这 样 可 能 会 带 来 什 么 问 题?引 发 学 生 思 考,进 行 深 度 学 习。同 时 过 渡 到 尖 端 放 电 现 象。活 动 2:尖 端 现 象 让 学 生 亲 自 动 手 做 尖 端 放 电 实 验,参 与 活 动 与 体 验,经 历 体 验 和
15、 自 主 探 究,多 维 度 多 感 官 进 行 教 学,丰 富 了 学 生 的 感 官 体 验。接 着 让 学 生 试 着 解 释 尖 端 放 电 现 象,在 一 定 条 件 下 导 体 尖 端 周 围 的 强 电 场 使 空 气 分 子 电 离,那 些 与 导 体 尖 端 的 电 荷 符 号 相 反 的 粒 子 与 尖 端 电 荷 中 和 相 当 于 从 尖 端 失 去 电 荷,这 种 现 象 叫 做 尖 端 放 电,达 到 知 识 的 迁 移 与 应 用。辅 以 问 题 链 设 计:问 题 1:生 活 中 还 有 哪 些 例 子 是 尖 端 放 电 现 象?活 动 3:避 雷 针 问 题
16、 2:避 雷 针 的 尖 端 和 建 筑 物 的 高 度 一 样 能 否 起 到 避 雷 的 作 用?给 学 生 留 有 课 后 思 考 的 空 间。留 给 学 生 课 后 探 究 问 题 3:雨 天 为 防 雷 击,你 应 当 怎 么 办?对 学 生 进 行 科 普 教 育,落 实 安 全 意 识,将 发 生 事 故 的 危 险 防 患 于 未 然。环 节 四、静 电 屏 蔽 活 动 1:外 屏 蔽 设 计 实 验,用 起 电 机 给 金 属 小 球 带 电,用 小 球 靠 近 验 电 器,验 电 器 的 张 角 张 开,形 成 认 知;释 放 验 电 器 上 的 电 荷,接 着 用 金 属
17、 网 把 验 电 器 罩 住,这 里 可 以 提 问 学 生:当 把 小 球 靠 近 验 电 器 时,张 角 还 会 张 开 吗?学 生 通 过 刚 才 的 认 知,并 且 金 属 网 是 有 空 隙 的,学 生 会 想 当 然 认 为 还 会 张 开。事 实 上 是 不 张 开 的,与 学 生 的 认 知 冲 突,建 构 外 屏 蔽 概 念。形 成 一 层 认 知 冲 突 建 构。学 生 对 于 这 次 的 新 冠 疫 情 比 较 熟 悉,为 了 突 破 这 一 难 点,把 电 荷 类 比 于 病 毒,电 荷 在 外,用 金 属 网 罩 把 物 件 保 护 起 来,起 到 屏 蔽”病 毒 的
18、 作 用。这 个 不 是 物 理 的 语 言,但 是 在 进 行 理 解 的 时 候 非 常 形 象,容 易 理 解。活 动 2:内 屏 蔽 设 计 实 验,用 起 电 机 使 金 属 网 罩 里 的 小 球 带 电,会 发 现 网 罩 内 部 的 纸 条 被 金 属 球 吸 引,并 且 在 网 罩 外 面 的 纸 条 也 会 飘 起 来,这 说 明 金 属 网 罩 由 于 静 电 感 应 带 上 了 电 荷,金 属 网 罩 没 有 起 到 屏 蔽 内 部 电 荷 的 作 用,形 成 认 知;接 着 把 金 属 网 罩 接 地,发 现 只 有 网 罩 内 部 的 纸 条 被 金 属 球 吸 引
19、,外 部 的 纸 条 没 有 飘 起 来,与 刚 才 的 认 知 冲 突,说 明 接 地 后,带 电 小 球 对 外 部 纸 条 没 有 影 响,金 属 网 罩 对 内 部 带 电 小 球 起 到 屏 蔽 作 用,建 构 内 屏 蔽 概 念,形 成 二 层 认 知 冲 突 建 构。为 了 突 破 这 一 难 点,仍 把 电 荷 类 比 于 病 毒,电 荷 在 内,把 电 荷“隔 离”起 来,起 到 内 屏 蔽 作 用。活 动 3:应 用 举 例 问 题 1:生 活 中 有 哪 些 跟 静 电 相 关 的 应 用 与 现 象?图 9 4-7 武 当 山 金 殿 如:高 压 输 电 线,粉 尘 爆
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- 关 键 词:
- 静电 防止 利用 教学 设计
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