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视频标签：带电粒子在,匀强磁场中的运动
所属栏目：高中物理优质课视频
视频课题：人教版选修3-1第三章磁场第六节带电粒子在匀强磁场中的运动-东北
教学设计、课堂实录及教案：人教版选修3-1第三章磁场第六节带电粒子在匀强磁场中的运动-东北育才学校
《带电粒子在匀强磁场中的运动》教学设计
指导思想和理论依据
促进学生更好地学习物理，最重要的是激发学生的内部学习动力。即促进学生对物理本身保有好奇心，觉得它有趣有用，这样才能建立自己学习物理的目标。本科引入环节从自然现象入手，中间环节重在理论推导加以实验验证，最后环节在于启发思考，拓宽学生思路，了解科技发展过程，进而激发学生学习热情。
建构主义的核心观点是：学习者要想获得成功的话，必须自己去发现和转换复杂的信息。这种观点指导下的教学强调自上而下的教学，即先从复杂的的问题入手，然后找到和发现所需要的基本技能。复杂的问题应该处在学生的最近发展区内。本课的设计让学生运用牛顿定律和洛伦兹力这些已有的知识技能，启发思路，最终成功得到带电粒子在匀强磁场中的运动规律，并自行分析设计了粒子物理学中的两个精密仪器——回旋加速器和质谱仪。
教学内容分析
本节课是人教版教材选修3-1第三章的最后一节。通过本课题的学习，使学生掌握带电粒子在磁场中运动规律的同时，了解这一规律在粒子物理学研究中发挥的重大作用，体会科学精神，更在这一过程中体验科学的研究方法。另外，本节课作为本章的最后一节，对于前面内容起着承接和总结提升的作用。本节内容的突出特点是：知识容量较少，但是包很的科学史料十分丰富。
学生学情分析
通过《牛顿定律》和《曲线运动》的学习，学生已经初步掌握分析物体运动情况的方法，他们更需要在实践中巩固这一结果。而在现实生活中，学生对微观粒子物理学（高能物理学）了解并不多，正待我们去开拓学生的眼界，激发他们的学习兴趣。通过之前各种科学课程的学习，他们对于科学家的事例可能略知一二，但对科学家的发现、发明、创造的过程了解还不够具体和系统。
教学重难点
教学重点：带电粒子在磁场中的运动规律及其在粒子物理学研究中的应用 教学难点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及圆周运动和螺旋式的运动轨迹
教学目标（内容框架）
知识与技能：
理解带电粒子在磁场中的三种可能运动
会推导带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径、周期及螺旋式前进的螺距 了解质谱仪的工作原理及回旋加速器结构、工作原理 过程与方法：
1、通过对带电粒子在磁场中受力和运动情况的分析，培养学生的综合分析问题的能力。
2、通过理论分析和洛伦兹力演示仪的实验环节，带领学生体验完整的科学研究过程。
3、通过宏观规律到微观粒子属性的研究过程，让学生体会宏观与微观结合解决问题的思想方法。 情感态度与价值观：
1、通过洛伦兹力演示仪的实验环节，培养学生实事求是、尊重客观事实的科学态度。
2、通过对粒子物理学及两位诺贝尔学奖获得者的介绍，让学生了解科技对人类发展的巨大推动作用，体会科学家们的科学探究精神。
设计思想
新课程的理念以学生为本，教学要遵循学生的认知规律，关注学科知识的来龙去脉，重视实验探究和科学方法。本节课的设计思想主要有以下几个方面： 1、对实验仪器的改进 本堂课中，我将洛伦兹力演示仪进行了改进，在前方和侧面各加了一个摄像头，使实验现象清晰呈现在屏幕上。并且演示了带电粒子初速度方向与磁场方向平行、垂直、夹任意角度的各种情况下的运动情况，使规律更加完整。 2、关注了理论推导和实验验证的结合 关于带电粒子在磁场中运动的规律，首先在理论上进行了分析说明，又强调用实验进一步的验证，这符合物理学研究的科学方法，培养了学生严谨的科学态度。 3、将科技应用和物理学史融进教学内容
物理学史引入了人文的视角来看待科学和技术，使学生对科学的本质、功能、对社会进步的贡献以至于对物理学学习的意义都会更加明了。本节课在掌握粒子运动规律后，让学生通过探究了解质谱仪；让学生自主改进直线加速器，观看回旋加速器视频，介绍两位一起发明者、诺贝尔奖获得者以及加速器发展现状，使本节课的学习更丰满和意义深远。
教学过程
程序或知
识点
教师行为 学生活动及目标 设计意图
导入 1、和学生共同观看关于极光的视
频，提出问题。
2、带领学生进行相关旧知的复习，
引入到本节课的内容。 提取旧知识，梳理
总结，找到解决问
题的方法
激发学生的好奇心。 旧知复习
理论推导
加以实验
验证
1、引导学生思考各种情况下粒子运动规律。 2、应用洛伦兹力演示仪进行试验，演示各种情况下粒子的运动轨迹。 3、要求学生定量计算出圆周运动的轨道半径、周期和螺距。 理论分析
定性陈述
观察实验
定量计算 带领学生体验完整的科学研究过程
宏观规律认识到微观属性研究
1、介绍粒子物理学。
2、引导学生利用宏观规律探究微观粒子属性。 3、介绍质谱仪及发明者阿斯顿。
体验思考质谱仪
的原理及应用
让学生了解
粒子物理学
及研究微观
粒子属性的
思想
回旋加速器的设计 1、引导学生通过计算发现直线加速器弊端。提出问题：如何进行加速器的改进。
2、要求学生展示自己设计成果。 3、给同学播放视频。 4、引导学生分析回旋加速的电场周期及粒子获得最大能量。 5、简介欧内斯特·劳伦斯。 6、对比直线加速器和回旋加速器优缺点。
小组讨论，对仪器
进行设计改进。
观看视屏，了解回
旋加速器的原理、
种类。
引导学生亲
自动手设计
实验仪器，
学以致用。
板书设计
V0与B方向平行：匀速直线运动
质谱仪 应用 V0与B方向垂直：匀速圆周运动
回旋加速器
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
