(教学设计)第1章 素养培优课2 带电粒子在复合场中的运动2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(教科版2019)

(教学设计)第1章素养培优课2带电粒子在复合场中的运动2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(教科版2019)学校授课教师课时授课班级授课地点教具教材分析本节课的教学设计基于2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（教科版2019），重点讲解“带电粒子在复合场中的运动”。这一章节是高中物理的核心内容，旨在帮助学生深入理解带电粒子在电场和磁场中的运动规律，提高他们的物理素养和解决实际问题的能力。

在教学过程中，我将引导学生通过观察实验现象，分析带电粒子在复合场中的运动特点，运用所学知识解释实际问题。通过本节课的学习，学生将掌握带电粒子在复合场中的运动规律，提高他们的科学思维能力和创新能力。

在教学设计中，我会充分考虑学生的学习需求和认知水平，通过设置不同难度的问题，让所有学生都能参与到课堂讨论中来，提高他们的学习兴趣和积极性。同时，我会注重培养学生的合作意识和团队精神，让他们在讨论和实践中共同成长。核心素养目标分析本节课的核心素养目标分析主要围绕科学探究、科学思维、科学态度与价值观三个维度展开。

1.科学探究：通过观察带电粒子在复合场中的运动现象，培养学生提出问题、设计实验、收集数据和分析结论的能力。

2.科学思维：帮助学生建立带电粒子在复合场中运动规律的模型，培养学生的逻辑推理、数学表达和模型建构能力。

3.科学态度与价值观：通过学习带电粒子在复合场中的运动，使学生认识到物理知识在生活中的重要性，培养学生的创新意识和社会责任感。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在开始本节课之前，学生应该已经掌握了基础的电场和磁场知识，包括电场强度、电势、磁场力和洛伦兹力的概念。他们对这些基础知识的理解将有助于他们更好地理解带电粒子在复合场中的运动。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生在学习物理时，通常对实验和实际应用感兴趣。因此，通过观察实验现象和解决实际问题，可以激发他们的学习兴趣。在学习能力方面，学生应该具备一定的逻辑推理和数学表达的能力，以便能够理解和运用运动规律。至于学习风格，有的学生可能更偏好视觉学习，有的可能更喜欢通过动手实践来学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在理解带电粒子在复合场中的运动时，学生可能会遇到一些困难，如如何正确地应用洛伦兹力公式，如何解析复杂的运动轨迹等。此外，将理论知识应用于实际问题解决的过程中，学生可能会遇到如何选择合适的解题方法和策略的挑战。教学资源1.软硬件资源：多媒体投影仪、计算机、实验室设备（如电磁铁、电荷粒子发生器等）、白板和粉笔。

2.课程平台：学校提供的教学管理系统，用于发布课程资料、作业和进行在线交流。

3.信息化资源：物理教学视频、动画、模拟软件、在线学术文章和参考资料。

4.教学手段：小组讨论、实验演示、问题解决、案例分析和互动式教学。教学过程1.导入新课（5分钟）

"大家好，今天我们将学习带电粒子在复合场中的运动。在学习本节课之前，请大家回顾一下已经学过的电场和磁场知识，思考一下电场和磁场对带电粒子的运动有哪些影响。"

2.知识讲解（15分钟）

"接下来，我将带领大家学习带电粒子在复合场中的运动规律。首先，我们要了解什么是复合场。复合场是由电场和磁场共同作用的场。在这个场中，带电粒子的运动将受到电场力和磁场力的共同作用。"

"请大家注意，带电粒子在复合场中的运动规律与单一电场或磁场中的运动规律有所不同。在复合场中，带电粒子的运动轨迹可能更加复杂。我们需要掌握正确应用洛伦兹力公式和电场力公式的方法，以便能够准确分析带电粒子的运动情况。"

3.案例分析（15分钟）

"现在，我们来看一个具体的案例。假设有一个带电粒子，它在复合场中的运动轨迹是一个螺旋线。请大家尝试分析这个粒子的运动情况，包括它的速度、加速度以及受到的电场力和磁场力。"

"在分析过程中，大家会发现，带电粒子在复合场中的运动情况并不是那么直观。这时，我们可以借助一些辅助工具，如模拟软件或实验设备，来帮助我们更好地理解带电粒子的运动规律。"

4.实验演示（15分钟）

"现在，我们来进行一个实验。请大家观察实验室设备中的电磁铁和电荷粒子发生器。通过改变电磁铁的电流，我们可以产生不同强度的磁场。同时，我们可以通过改变电荷粒子发生器的位置，使带电粒子在复合场中受到不同的力。"

"在实验过程中，请大家注意观察带电粒子的运动情况，并记录下相应的数据。实验结束后，我们将根据实验数据来分析带电粒子在复合场中的运动规律。"

5.小组讨论（10分钟）

"现在，我们将进行小组讨论。请每个小组总结一下他们在实验中的观察结果，并尝试解释带电粒子在复合场中的运动规律。"

"在讨论过程中，大家可以互相交流自己的想法，共同探讨问题的答案。如果遇到困难，可以随时向我提问。"

6.总结与反思（5分钟）

"通过本节课的学习，我们了解了带电粒子在复合场中的运动规律。希望大家能够将所学知识应用到实际问题中，提高自己的解决问题的能力。"

"在接下来的学习中，我们将继续深入研究物理知识，探索更多有趣的物理现象。请大家保持对物理的热爱和好奇心，共同努力，不断进步。"拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

为了让学生更深入地理解带电粒子在复合场中的运动，我推荐以下几篇拓展阅读材料：

-"带电粒子在复合场中的运动"（物理学进展），这篇文章详细介绍了带电粒子在复合场中的运动规律，包括洛伦兹力和电场力的作用。

-"带电粒子在磁场中的运动"（物理学报），这篇文章分析了带电粒子在磁场中的运动特点，包括圆周运动和螺旋运动的规律。

-"带电粒子在电场和磁场中的动力学"（物理评论），这篇文章探讨了带电粒子在电场和磁场中的动力学行为，包括力的分析和运动方程的建立。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

本节课我们学习了带电粒子在复合场中的运动规律，这是一个非常有趣且实用的物理现象。课后，我希望大家能够继续深入学习和探究这个主题。

首先，大家可以尝试阅读一些相关的拓展阅读材料，以加深对带电粒子在复合场中运动的理解。同时，也可以查阅一些实际应用的案例，了解带电粒子在复合场中的运动在现实生活中的应用。

其次，大家可以进行一些自主实验或模拟实验。例如，可以使用模拟软件来模拟带电粒子在复合场中的运动，观察不同参数下的运动轨迹和力的变化。或者，可以在实验室中使用电磁铁和电荷粒子发生器进行实验，观察带电粒子在复合场中的实际运动情况。

最后，大家可以进行一些拓展思考。例如，思考带电粒子在复合场中的运动是否受到其他因素的影响，如温度、湿度等。或者，思考如何利用带电粒子在复合场中的运动规律来设计一些新的物理装置或技术。内容逻辑关系①带电粒子在复合场中的运动概述：

-带电粒子在复合场中的运动是高中物理中的重要内容，涉及到电场和磁场的相互作用。

-带电粒子在复合场中受到电场力和磁场力的共同作用，其运动轨迹可能更加复杂。

②洛伦兹力和电场力的分析：

-洛伦兹力是指带电粒子在磁场中受到的力，其大小与粒子的速度、磁场强度和粒子电荷有关。

-电场力是指带电粒子在电场中受到的力，其大小与粒子的电荷和电场强度有关。

-带电粒子在复合场中的运动规律需要正确应用洛伦兹力和电场力公式。

③带电粒子在复合场中的运动规律：

-当电场和磁场共存时，带电粒子的运动将受到两个力的共同作用。

-根据两个力的方向和大小，带电粒子的运动轨迹可能是直线、圆周或螺旋线。

-带电粒子在复合场中的运动规律可以通过解析方法和数值方法来研究。

板书设计：

1.带电粒子在复合场中的运动概述

-电场力和磁场力的相互作用

-运动轨迹的复杂性

2.洛伦兹力和电场力的分析

-洛伦兹力公式：F=qvB

-电场力公式：F=qE

-力的方向和大小

3.带电粒子在复合场中的运动规律

-运动轨迹的类型：直线、圆周、螺旋线

-运动规律的研究方法：解析方法、数值方法教学评价与反馈1.课堂表现：

在课堂上，我将观察每个学生的参与程度和表现。这包括他们是否积极回答问题、参与讨论以及是否能够正确理解和应用所学的知识。通过观察学生的课堂表现，我可以了解他们对带电粒子在复合场中运动的理解程度。

2.小组讨论成果展示：

在小组讨论环节，我将评估每个小组的成果。我将关注他们是否能够准确分析带电粒子在复合场中的运动情况，以及他们是否能够清晰地表达自己的观点和推理。通过小组讨论成果展示，我可以了解学生对知识的应用能力和团队合作能力。

3.随堂测试：

在课程结束后，我将进行随堂测试以评估学生对知识的掌握程度。测试将包括一些与本节课相关的问题，如带电粒子在复合场中的运动规律的应用题。通过随堂测试，我可以了解学生对知识的记忆和应用能力。

4.作业完成情况：

我还将评估学生完成作业的情况。这包括他们是否能够按时提交作业，以及他们作业中的解