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視頻標簽：帶電粒子在,勻強磁場中的運動
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：人教版選修3-1第三章磁場第六節帶電粒子在勻強磁場中的運動-東北
教學設計、課堂實錄及教案：人教版選修3-1第三章磁場第六節帶電粒子在勻強磁場中的運動-東北育才學校
《帶電粒子在勻強磁場中的運動》教學設計
指導思想和理論依據
促進學生更好地學習物理，最重要的是激發學生的內部學習動力。即促進學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習物理的目標。本科引入環節從自然現象入手，中間環節重在理論推導加以實驗驗證，最后環節在于啟發思考，拓寬學生思路，了解科技發展過程，進而激發學生學習熱情。
建構主義的核心觀點是：學習者要想獲得成功的話，必須自己去發現和轉換復雜的信息。這種觀點指導下的教學強調自上而下的教學，即先從復雜的的問題入手，然后找到和發現所需要的基本技能。復雜的問題應該處在學生的最近發展區內。本課的設計讓學生運用牛頓定律和洛倫茲力這些已有的知識技能，啟發思路，最終成功得到帶電粒子在勻強磁場中的運動規律，并自行分析設計了粒子物理學中的兩個精密儀器——回旋加速器和質譜儀。
教學內容分析
本節課是人教版教材選修3-1第三章的最后一節。通過本課題的學習，使學生掌握帶電粒子在磁場中運動規律的同時，了解這一規律在粒子物理學研究中發揮的重大作用，體會科學精神，更在這一過程中體驗科學的研究方法。另外，本節課作為本章的最后一節，對于前面內容起著承接和總結提升的作用。本節內容的突出特點是：知識容量較少，但是包很的科學史料十分豐富。
學生學情分析
通過《牛頓定律》和《曲線運動》的學習，學生已經初步掌握分析物體運動情況的方法，他們更需要在實踐中鞏固這一結果。而在現實生活中，學生對微觀粒子物理學（高能物理學）了解并不多，正待我們去開拓學生的眼界，激發他們的學習興趣。通過之前各種科學課程的學習，他們對于科學家的事例可能略知一二，但對科學家的發現、發明、創造的過程了解還不夠具體和系統。
教學重難點
教學重點：帶電粒子在磁場中的運動規律及其在粒子物理學研究中的應用 教學難點：帶電粒子在勻強磁場中的受力分析及圓周運動和螺旋式的運動軌跡
教學目標（內容框架）
知識與技能：
理解帶電粒子在磁場中的三種可能運動
會推導帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑、周期及螺旋式前進的螺距 了解質譜儀的工作原理及回旋加速器結構、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動情況的分析，培養學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驗環節，帶領學生體驗完整的科學研究過程。
3、通過宏觀規律到微觀粒子屬性的研究過程，讓學生體會宏觀與微觀結合解決問題的思想方法。 情感態度與價值觀：
1、通過洛倫茲力演示儀的實驗環節，培養學生實事求是、尊重客觀事實的科學態度。
2、通過對粒子物理學及兩位諾貝爾學獎獲得者的介紹，讓學生了解科技對人類發展的巨大推動作用，體會科學家們的科學探究精神。
設計思想
新課程的理念以學生為本，教學要遵循學生的認知規律，關注學科知識的來龍去脈，重視實驗探究和科學方法。本節課的設計思想主要有以下幾個方面： 1、對實驗儀器的改進 本堂課中，我將洛倫茲力演示儀進行了改進，在前方和側面各加了一個攝像頭，使實驗現象清晰呈現在屏幕上。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動情況，使規律更加完整。 2、關注了理論推導和實驗驗證的結合 關于帶電粒子在磁場中運動的規律，首先在理論上進行了分析說明，又強調用實驗進一步的驗證，這符合物理學研究的科學方法，培養了學生嚴謹的科學態度。 3、將科技應用和物理學史融進教學內容
物理學史引入了人文的視角來看待科學和技術，使學生對科學的本質、功能、對社會進步的貢獻以至于對物理學學習的意義都會更加明了。本節課在掌握粒子運動規律后，讓學生通過探究了解質譜儀；讓學生自主改進直線加速器，觀看回旋加速器視頻，介紹兩位一起發明者、諾貝爾獎獲得者以及加速器發展現狀，使本節課的學習更豐滿和意義深遠。
教學過程
程序或知
識點
教師行為 學生活動及目標 設計意圖
導入 1、和學生共同觀看關于極光的視
頻，提出問題。
2、帶領學生進行相關舊知的復習，
引入到本節課的內容。 提取舊知識，梳理
總結，找到解決問
題的方法
激發學生的好奇心。 舊知復習
理論推導
加以實驗
驗證
1、引導學生思考各種情況下粒子運動規律。 2、應用洛倫茲力演示儀進行試驗，演示各種情況下粒子的運動軌跡。 3、要求學生定量計算出圓周運動的軌道半徑、周期和螺距。 理論分析
定性陳述
觀察實驗
定量計算 帶領學生體驗完整的科學研究過程
宏觀規律認識到微觀屬性研究
1、介紹粒子物理學。
2、引導學生利用宏觀規律探究微觀粒子屬性。 3、介紹質譜儀及發明者阿斯頓。
體驗思考質譜儀
的原理及應用
讓學生了解
粒子物理學
及研究微觀
粒子屬性的
思想
回旋加速器的設計 1、引導學生通過計算發現直線加速器弊端。提出問題：如何進行加速器的改進。
2、要求學生展示自己設計成果。 3、給同學播放視頻。 4、引導學生分析回旋加速的電場周期及粒子獲得最大能量。 5、簡介歐內斯特·勞倫斯。 6、對比直線加速器和回旋加速器優缺點。
小組討論，對儀器
進行設計改進。
觀看視屏，了解回
旋加速器的原理、
種類。
引導學生親
自動手設計
實驗儀器，
學以致用。
板書設計
V0與B方向平行：勻速直線運動
質譜儀 應用 V0與B方向垂直：勻速圓周運動
回旋加速器
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
