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高中物理合作学习任务设计:深入研究洛伦兹力方向

时间:2023-08-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)合作学习任务研究洛伦兹力的方向。研究对象从宏观变到微观,改变带电粒子的速度方向会影响洛伦兹力的方向变化;带电粒子曲线运动轨迹特点与高一曲线运动知识相关,而此部分知识学生已遗忘较多;学生对于三维空间下的洛伦兹力分析更是错漏百出。通过实验展示,引导学生提出对洛伦兹力方向的猜想,归纳总结,获得探究问题并解决问题的方法,学习左手定则,感受物理的简约美。

高中物理合作学习任务设计:深入研究洛伦兹力方向

(一)合作学习任务

研究洛伦兹力的方向。

(二)合作原因

在对安培力宏观力)的学习基础上,学生对洛伦兹力的学习难度要增大。研究对象从宏观变到微观,改变带电粒子的速度方向会影响洛伦兹力的方向变化;带电粒子曲线运动轨迹特点与高一曲线运动知识相关,而此部分知识学生已遗忘较多;学生对于三维空间下的洛伦兹力分析更是错漏百出。根据内在动机激发论,激发学习者动机的最有效手段,就是在课堂教学中建立一种“利益共同体”机制,本节课中通过教师引导学生运用已有的认知结构,建立新旧知识间的联系,通过观察—配对—分享的合作策略,引导学生通过安培力与洛伦兹力的对比、推理,找出概念间的内在联系,得出左手定则也适用于洛伦兹力方向的判定。

(三)合作目标

1.学业目标

学生将获得从宏观到微观的知识迁移方法。通过实验展示,引导学生提出对洛伦兹力方向的猜想,归纳总结,获得探究问题并解决问题的方法,学习左手定则,感受物理的简约美。

2.社会技能目标

(1)个体彼此提供有效的帮助。

(2)交流、分享所需的资源和信息,以便更有效地处理加工这些信息。

(3)彼此提供反馈信息,以提高合作的成效。

(四)合作方法

“观察—配对—分享”法。

(五)合作类型

非正式的合作学习。(www.xing528.com)

(六)合作时间

10分钟。

(七)合作步骤

第一步:教师引导学生回顾曲线运动的条件,拿出一长方形纸盒,请同学们画出长方体立体图形,并在长方体内指出所存在三维坐标系,要求同桌配对交流如何用身边的物品表示这三维坐标系。(2分钟)教师请一学生代表上讲台进行分析。

第二步:教师介绍阴极射线管的结构与工作原理,展示实验过程,引导学生根据观察,把立体图转化为平面图,并在平面图中标出磁场B方向、电子速度v方向、电子运动轨迹、电子受力f方向。要求学生使用左手定则,独立思考B、v、f之间的方向关系。

第三步:同桌配对交流自己的想法,并在小组内进行分享。

(为让学生明白电子受力f方向与电子速度v方向是垂直关系,可引导学生观察洛伦兹力演示仪,并画出二维平面图。见图3-8-1和3-8-2。)

图3-8-1

图3-8-2

第四步:教师随机请一些同学在班级发言。发言的学生汇报的是他们两人讨论交流后的看法,而不是他自己个人的看法。教师引导学生总结出左手定则。

(八)教学中应注意的问题

很多学生对三维空间的立体图画法了解不多,这对后面学习左手定则会产生相应的学习障碍,因此在教学开始时,引导学生通过身边的物体画出或比拟出三维坐标系。

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