【教案】磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力+教學(xué)設(shè)計(jì)高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

選擇性必修二第一章第一節(jié)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力----基于UbD理念的教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生分析1.課程標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)安培力。能判斷安培力的方向，會(huì)計(jì)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(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力既是必修三初步對(duì)磁現(xiàn)象認(rèn)識(shí)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(shí)結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)具有承上啟下的作用；從物理學(xué)角度來(lái)說(shuō)它是力與運(yùn)動(dòng)在磁現(xiàn)象中的具體表現(xiàn)；從社會(huì)科技角度來(lái)說(shuō)它又是電動(dòng)機(jī)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(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)安培力及其大小和方向進(jìn)行認(rèn)識(shí)，以及用安培力的規(guī)律來(lái)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(diǎn)內(nèi)容，也是這一章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。安培力、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度三個(gè)量方向的空間關(guān)系（左手定則）是本節(jié)的難點(diǎn)；安培力的方向一定與電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，但電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可以成任意角度；當(dāng)電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)，安培力最大。3.學(xué)情分析通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道了磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線會(huì)有作用力，但對(duì)該力的大小和方向并不了解。學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)了幾種常見(jiàn)磁場(chǎng)的磁感線分布，知道條形磁鐵磁場(chǎng)的分布情況，在三維空間的想象和建立上存在障礙，對(duì)于復(fù)雜的邏輯推理存在困惑；對(duì)控制變量法有了一定的認(rèn)識(shí)，具備了一定的物理實(shí)驗(yàn)操作技能、分析、歸納實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。二、教學(xué)目標(biāo)與評(píng)估目標(biāo)細(xì)化教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)內(nèi)容素養(yǎng)類別學(xué)生將理解通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究理解安培力方向與電流、磁場(chǎng)方向空間關(guān)系；物理知識(shí)的相互聯(lián)系性；由個(gè)別事物的個(gè)性認(rèn)識(shí)一般事物的共性這種重要的思想方法?？茖W(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任學(xué)生將會(huì)知道安培力概念及其大小計(jì)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(xué)生將能夠做到能計(jì)算電流和磁場(chǎng)方向垂直及任意角度下的安培力大小；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(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任基本問(wèn)題通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力大小和方向如何與如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究；安培力與電場(chǎng)力有哪些相同和不同；本節(jié)課學(xué)習(xí)到哪些物理思想方法。評(píng)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(qiáng)度方向、電流方向之間的關(guān)系。其他證據(jù)反思：說(shuō)一說(shuō)學(xué)習(xí)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(xué)內(nèi)容與學(xué)生分析，為了適時(shí)評(píng)估預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成情況，三解為三個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)實(shí)驗(yàn)情境、以結(jié)構(gòu)化問(wèn)題來(lái)引領(lǐng)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究、自主學(xué)習(xí)、展示交流、評(píng)估反饋來(lái)構(gòu)建新知、發(fā)展思維、養(yǎng)成品質(zhì)。具體學(xué)習(xí)流程圖如下：任務(wù)任務(wù)1：應(yīng)用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，探究安培力方向任務(wù)2：采用結(jié)構(gòu)化問(wèn)題，研討安培力大小任務(wù)3：解決實(shí)際問(wèn)題，獲得評(píng)估證據(jù)四、教學(xué)活動(dòng)任務(wù)1：應(yīng)用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，探究安培力方向活動(dòng)情境：展示如右圖所示自制實(shí)驗(yàn)裝置并演示，引導(dǎo)學(xué)生觀察提出疑問(wèn)。師生活動(dòng)：①鐵釘和導(dǎo)線為什么會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)？②鐵釘和導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)方向與什么因素有關(guān)？（基本問(wèn)題）③學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探索自制實(shí)驗(yàn)裝置旋轉(zhuǎn)原因以及旋轉(zhuǎn)方向的影響因素。（教師收集學(xué)生表現(xiàn)情況----證據(jù)）④實(shí)驗(yàn)探究：a.轉(zhuǎn)換為如右下a圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置并演示引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究體驗(yàn)、學(xué)生交流、分析和歸納，得出結(jié)論。a圖ba圖b圖------對(duì)于這個(gè)問(wèn)題可以借助如上圖b圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。⑤啟發(fā)問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生思考討論：右手螺旋定則（電流與磁場(chǎng)方向）----左手定則設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生切身體驗(yàn)的情境，引導(dǎo)學(xué)生提出有研究?jī)r(jià)值的挑戰(zhàn)性問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究的欲望。通過(guò)學(xué)生的小組實(shí)驗(yàn)、深度思考進(jìn)行合作探究、體驗(yàn)活動(dòng)、交流，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)安培力方向的判斷方法，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作、分析和歸納能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。重視學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、目標(biāo)達(dá)成情況，通過(guò)觀察學(xué)生的表現(xiàn)情況收集證據(jù)并適時(shí)引導(dǎo)促進(jìn)學(xué)生探究能力的發(fā)展。任務(wù)2：采用結(jié)構(gòu)化問(wèn)題，研討安培力大小活動(dòng)情境：展示如右圖所示自制實(shí)驗(yàn)裝置。師生活動(dòng)：①問(wèn)題：轉(zhuǎn)動(dòng)起步快慢跟哪些因素有關(guān)？②問(wèn)題：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)方向和導(dǎo)線平行時(shí)安培力大小如何？③問(wèn)題：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)方向和導(dǎo)線垂直時(shí)安培力大小如何？④問(wèn)題：當(dāng)磁場(chǎng)方向和通電導(dǎo)線之間成任意夾角時(shí)安培力大小如何？⑤問(wèn)題：一段彎曲的導(dǎo)線ａｂ，ａｂ距離為L(zhǎng)，通電流Ｉ，垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，此時(shí)導(dǎo)線受到的安培力大小為多少呢？設(shè)計(jì)意圖：以結(jié)構(gòu)化問(wèn)題引領(lǐng)的方式引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展的思考、交流學(xué)習(xí)活動(dòng)，同時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生的理解、掌握、分析推理素養(yǎng)。及時(shí)關(guān)注學(xué)生的思維與交流情況，收集證據(jù)并適時(shí)引導(dǎo)促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。任務(wù)3：解決實(shí)際問(wèn)題，獲得評(píng)估證據(jù)活動(dòng)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(dòng)：①簡(jiǎn)化一個(gè)線圈，讓學(xué)生解釋通電后指針偏轉(zhuǎn)的原因；在學(xué)生解釋的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生相互交流和評(píng)價(jià)。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(méi)有螺旋彈簧將發(fā)生什么現(xiàn)象？④評(píng)估測(cè)試：a.如右圖所示，質(zhì)量為m的通電導(dǎo)線靜止橫跨在兩根相距L的光滑傾斜導(dǎo)θ軌上，傾斜角為θ，磁感強(qiáng)度豎直向上，判斷電流方向、計(jì)算電流大小？θb.安培力與電場(chǎng)力有哪些相同和不同?C.說(shuō)一說(shuō)學(xué)習(xí)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(jì)意圖：通過(guò)對(duì)磁電式電流表工作原理解釋、評(píng)估測(cè)試以及查找電磁炮有關(guān)資料，獲得學(xué)生對(duì)這節(jié)課學(xué)習(xí)情況的評(píng)估證據(jù)，并促進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活遷移。五、板書(shū)設(shè)計(jì)11.1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)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(xué)設(shè)計(jì)反思以核心素養(yǎng)為綱的新課標(biāo)對(duì)教學(xué)提出了新要求。按照傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行施教容易出現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的制定籠統(tǒng)不精確沒(méi)細(xì)化、教學(xué)方式策略不恰當(dāng)、知識(shí)缺乏系統(tǒng)性、評(píng)估方式單一，沒(méi)注重目標(biāo)、評(píng)價(jià)、教學(xué)一致性，教學(xué)效果低下。理解為先UbD理念的教學(xué)設(shè)計(jì)是以確定預(yù)期結(jié)果作為教學(xué)起點(diǎn)，選擇合適的評(píng)估方案，并以深度學(xué)習(xí)和體驗(yàn)活動(dòng)作為教學(xué)終點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)模式，UbD模式指導(dǎo)的教學(xué)設(shè)計(jì)是根據(jù)三個(gè)階段展開(kāi)的；階段一確定預(yù)期結(jié)果，段二確定合適的評(píng)估證據(jù)，階段三設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)體驗(yàn)和教學(xué)；這三個(gè)階段彼此聯(lián)系，相互依存，是一個(gè)系統(tǒng)地、連貫地過(guò)程，呈現(xiàn)出一種螺旋式的循環(huán)結(jié)構(gòu)體；基于Ub