2019人教版高中物理必修第三册《第九章静电场及其应用》大单元整体教学设计2020课标

人教版高中物理必修第三册《第九章静电场及其应用》大单元整体教学设计[2020课标]一、内容分析与整合二、《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》分解三、学情分析四、大主题或大概念设计五、大单元目标叙写六、大单元教学重点七、大单元教学难点八、大单元整体教学思路九、学业评价十、大单元实施思路及教学结构图十一、大情境、大任务创设十二、单元学历案十三、学科实践与跨学科学习设计十四、大单元作业设计十五、“教-学-评”一致性课时设计十六、大单元教学反思一、内容分析与整合（一）教学内容分析《第九章静电场及其应用》是高中物理必修第三册的重要内容，它涉及静电学的基本概念、定律以及电场的应用等多个方面。本章的教学内容主要包括电荷、库仑定律、电场和电场强度、静电的防止与利用等知识点。这些内容不仅是电磁学的基础，也是理解后续电磁感应、交流电等内容的重要前提。电荷是静电学的基本概念，学生需要理解电荷的种类、电荷守恒定律以及元电荷的概念。通过了解电荷的产生和转移方式，学生能够认识到摩擦起电、感应起电等现象的本质。库仑定律是描述电荷间相互作用力的基本定律，学生需要掌握库仑定律的公式，并能够应用它解决电荷间的相互作用问题。这一部分内容不仅要求学生具备基本的数学运算能力，还要求学生理解物理模型的构建和应用。电场和电场强度是本章的重点内容。电场是电荷周围存在的一种特殊物质，而电场强度则是描述电场强弱的物理量。学生需要理解电场的基本性质，掌握电场强度的定义和计算方法，并能够应用电场线形象地描述电场。学生还需要了解电场强度与试探电荷的关系，以及电场强度的叠加原理。静电的防止与利用是本章的实用部分。学生需要了解静电的危害，掌握防止静电危害的方法，并能够了解静电在工业生产、日常生活中的应用。这部分内容不仅要求学生具备基本的物理知识，还要求学生能够将理论知识应用于实际问题中，培养学生的实践能力和创新意识。（二）单元内容分析本单元的内容可以分为四个部分：电荷、库仑定律、电场和电场强度、静电的防止与利用。这四个部分相互关联，层层递进，共同构成了静电学的完整体系。电荷电荷是静电学的基础概念，它涉及电荷的种类、电荷守恒定律以及元电荷的概念。通过了解电荷的产生和转移方式，学生可以初步认识静电现象的本质。电荷守恒定律是自然界的基本规律之一，它表明电荷既不会创生也不会消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。元电荷是电荷量的最小单元，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。库仑定律库仑定律是描述电荷间相互作用力的基本定律，它表明真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比。库仑定律的公式为F=kq1q2r2电场和电场强度电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它具有能量和力的性质。电场强度是描述电场强弱的物理量，它定义为试探电荷在电场中所受电场力与试探电荷电荷量的比值。电场强度的公式为E==Fq静电的防止与利用静电的防止与利用是静电学的实用部分。静电现象在自然界和工业生产中广泛存在，它们既可能带来危害，也可能为人类所利用。例如，静电放电可能引发火灾或爆炸，而静电吸附则广泛应用于工业生产中的除尘、喷漆等领域。通过了解静电的危害和利用方法，学生可以培养实践能力和创新意识，将理论知识应用于实际问题中。（三）单元内容整合本单元的内容整合应围绕静电学的基本概念、定律以及电场的应用展开。通过介绍电荷的种类、电荷守恒定律以及元电荷的概念，引导学生初步认识静电现象的本质。通过讲解库仑定律和电场强度的概念，引导学生深入理解电荷间的相互作用以及电场的性质。通过介绍静电的防止与利用方法，引导学生将理论知识应用于实际问题中，培养学生的实践能力和创新意识。在整合过程中，应注重知识点的内在联系和逻辑顺序。例如，在讲解库仑定律时，可以引导学生回顾电荷的概念和电荷守恒定律，从而加深对库仑定律的理解。在讲解电场强度时，可以引导学生回顾电场的概念和电场线的应用，从而加深对电场强度的理解。还可以通过实验演示和案例分析等方式，帮助学生更好地理解和掌握静电学的相关知识。二、《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》分解（一）物理观念物质观念学生应理解电荷是物质的一种基本属性，能够区分正电荷和负电荷，并理解电荷守恒定律。学生应理解电场是电荷周围存在的一种特殊物质，具有能量和力的性质，能够用电场线形象地描述电场的分布。运动与相互作用观念学生应理解电荷间的相互作用力遵循库仑定律，能够应用库仑定律解决电荷间的相互作用问题。学生应理解电场强度是描述电场强弱的物理量，能够用电场强度公式计算电场强度，并理解电场强度与试探电荷的关系。能量观念学生应理解电场具有能量，电荷在电场中移动时会产生电势能的变化。学生应了解静电现象中的能量转化过程，如静电放电过程中的能量释放和静电吸附过程中的能量转移。（二）科学思维模型建构学生应能够构建电荷、电场等物理模型，并用这些模型解释静电现象。学生应能够应用物理模型解决电荷间的相互作用问题，如利用库仑定律计算电荷间的相互作用力。科学推理学生应能够根据实验数据和物理定律进行科学推理，得出合理的结论。学生应能够运用电场强度的概念进行逻辑推理，解决电场中的实际问题。科学论证学生应能够用实验数据和物理定律支持自己的观点，进行科学论证。学生应能够评价他人的观点，并提出合理的质疑和反驳。质疑创新学生应敢于质疑已有的物理观念和结论，提出新的观点和假设。学生应能够尝试运用新的方法和手段解决静电学中的问题，培养创新意识。（三）科学探究问题学生应能够从生活实际出发，提出与静电学相关的问题，如静电放电的危害和静电吸附的应用等。学生应能够通过实验观察和数据分析，发现静电学中的新问题和新现象。证据学生应能够收集实验数据和其他相关证据，支持自己的观点和假设。学生应能够运用实验数据和物理定律进行逻辑推理，得出合理的结论。解释学生应能够用物理语言解释静电现象和实验结果，如用库仑定律解释电荷间的相互作用力。学生应能够将静电学知识应用于实际问题中，提出合理的解决方案。交流学生应能够与他人交流自己的观点和实验结果，进行学术讨论和合作研究。学生应能够撰写实验报告和科学论文，清晰地表达自己的研究过程和结论。（四）科学态度与责任科学本质学生应理解科学是一种探索自然规律的方法论体系，具有相对性和局限性。学生应认识到静电学是物理学的一个分支，具有广泛的应用价值和发展前景。科学态度学生应具备实事求是的科学态度，尊重实验数据和物理定律，不迷信权威和教条。学生应具备开放和包容的心态，敢于质疑和挑战已有的物理观念和结论。社会责任学生应了解静电现象在自然界和工业生产中的广泛应用和潜在危害，具备防范静电危害的意识。学生应能够将静电学知识应用于实际问题中，为解决社会问题贡献自己的力量。通过本章的教学，学生应能够深入理解静电学的基本概念、定律以及电场的应用，培养科学思维和科学探究能力，形成正确的物理观念和社会责任感。教师还应注重培养学生的实践能力和创新意识，引导学生将理论知识应用于实际问题中，为未来的学习和工作打下坚实的基础。三、学情分析在高中物理必修第三册《第九章静电场及其应用》的教学设计中，学情分析是确保教学有效性和针对性的重要环节。通过深入分析学生的已知内容、新知内容、学习能力以及可能遇到的学习障碍，教师可以更加精准地制定教学策略，促进学生的全面发展。（一）已知内容分析学生在进入第九章《静电场及其应用》的学习之前，已经具备了一定的物理基础知识和技能。根据《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，学生在此前的学习中已经掌握了力学和运动学的基本概念，包括质点、位移、速度、加速度、牛顿运动定律等，以及功和能的关系、机械能守恒定律等。在电磁学方面，学生已经学习了磁场的基本概念和性质，包括磁感应强度、磁感线、安培力、洛伦兹力等。具体到第九章的内容，学生在日常生活中对静电现象有一定的感性认识，如摩擦起电、静电吸附、避雷针等。这些经验为学生理解静电场的基本概念和性质提供了一定的基础。学生在数学方面已经掌握了向量运算、微积分基础等知识，为学习电场强度、电势等概念提供了必要的数学工具。学生在静电学方面的理性认识相对薄弱。他们可能难以理解电荷的微观本质、库仑定律的推导过程、电场强度的矢量性以及静电平衡状态等抽象概念。在教学过程中，教师需要注重理论联系实际，通过生动的实验演示和案例分析，帮助学生加深对静电学知识的理解。（二）新知内容分析第九章《静电场及其应用》主要介绍了静电场的基本概念、性质和应用。具体包括以下几个方面：电荷：介绍电荷的种类、电荷守恒定律、元电荷的概念以及电荷的微观本质。通过摩擦起电、感应起电等实验，帮助学生理解电荷的产生和转移过程。库仑定律：介绍点电荷模型、库仑定律的表述和推导过程，以及库仑定律的应用。通过实验测量两个点电荷之间的作用力，验证库仑定律的正确性，并引导学生分析影响静电力大小的因素。电场电场强度：介绍电场的概念、电场强度的定义和性质，以及电场线的绘制方法。通过实验观察电场对试探电荷的作用力，测量电场强度的大小和方向，帮助学生理解电场的物质性和矢量性。静电的防止与利用：介绍静电平衡状态、尖端放电现象、静电屏蔽原理以及静电的应用和危害。通过案例分析，引导学生了解静电在生活和生产中的应用和防护措施。这些新知内容不仅要求学生掌握静电场的基本概念和性质，还要求学生具备运用所学知识解决实际问题的能力。在教学过程中，教师需要注重培养学生的科学思维方法和探究能力，引导学生通过实验探究和理论分析，深入理解静电场的本质和应用。（三）学生学习能力分析高中生在学习物理过程中，已经具备了一定的逻辑思维能力和抽象思维能力。他们能够通过观察实验现象、分析数据结果，推导出物理规律；能够通过运用数学工具，解决物理问题。静电学作为电磁学的一个重要分支，其概念抽象、理论深奥，对学生的思维能力提出了更高的要求。逻辑思维能力：静电学中的许多概念都是抽象的，如电场、电场强度等。学生需要通过逻辑思维，将这些抽象概念与具体实验现象联系起来，形成系统的知识体系。例如，在理解库仑定律时，学生需要通过逻辑推理，分析影响静电力大小的因素，并推导出库仑定律的表达式。抽象思维能力：静电学中的电场是一个看不见、摸不着的物体，但其客观存在性需要通过实验来验证。学生需要具备抽象思维能力，将电场想象为一个具有物质性和矢量性的物体，并通过电场线等辅助工具来描述电场的分布和性质。实验探究能力：实验是物理学习的重要手段之一。学生需要通过实验探究，验证物理规律的正确性，并培养科学严谨的实验态度和方法。在静电学的学习中，学生需要通过实验测量电场强度的大小和方向，观察静电平衡状态和尖端放电现象等，从而加深对静电学知识的理解。问题解决能力：静电学知识在生活和生产中有着广泛的应用。学生需要具备问题解决能力，将所学知识运用到实际问题的解决中。例如，在分析静电危害和防护措施时，学生需要结合具体情况，提出合理的解决方案。（四）学习障碍突破策略针对学生在学习静电学过程中可能遇到的学习障碍，教师可以采取以下策略来帮助学生突破难点：注重理论联系实际：静电学概念抽象、理论深奥，但与学生的日常生活密切相关。教师可以通过生活中的静电现象引入新课，激发学生的学习兴趣和好奇心。例如，在介绍摩擦起电时，教师可以让学生亲手做摩擦起电实验，观察实验现象并思考其背后的物理原理。采用多样化的教学手段：静电学知识涉及面广、内容繁多，教师可以采用多样化的教学手段来提高教学效果。例如，利用多媒体课件展示电场线的绘制方法和电场强度的矢量性；通过动画模拟静电平衡状态和尖端放电现象等。这些教学手段可以帮助学生更加直观地理解静电学知识。加强实验探究环节：实验是物理学习的重要环节之一。教师可以通过设计富有启发性的实验探究活动，引导学生通过观察和思考来发现问题、解决问题。例如，在测量电场强度的大小时，教师可以让学生自主选择实验器材和设计方案，并通过小组合作完成实验探究任务。这样不仅可以提高学生的实验探究能力，还可以培养他们的团队合作精神和创新能力。注重科学思维方法的培养：静电学知识不仅要求学生掌握基本概念和性质，还要求学生具备科学思维方法和探究能力。教师可以通过引导学生分析实验数据、推导物理公式等方式来培养他们的科学思维方法和探究能力。例如，在推导库仑定律时，教师可以让学生尝试运用已知的物理规律和数学工具来推导出库仑定律的表达式，并引导他们分析推导过程中的思维方法和逻辑链条。提供丰富的学习资源和拓展材料：静电学知识涉及面广、内容繁多，教师可以提供丰富的学习资源和拓展材料来帮助学生拓宽知识面和深化理解。例如，推荐相关的科普书籍、网站和学术论文等供学生参考学习；组织学生进行课外实践活动或科研项目等以拓展他们的视野和增强实践能力。针对学生在学习静电学过程中可能遇到的学习障碍，教师可以通过注重理论联系实际、采用多样化的教学手段、加强实验探究环节、注重科学思维方法的培养以及提供丰富的学习资源和拓展材料等方式来帮助他们突破难点、提高学习效果。教师还需要密切关注学生的学习情况和反馈意见，及时调整教学策略和方法以适应学生的需求和发展水平。四、大主题或大概念设计《第九章静电场及其应用》的大主题设计为“探索静电场的奥秘，理解电荷、电场及其应用”。本章内容紧密围绕静电现象展开，通过电荷、库仑定律、电场及电场强度等核心概念的学习，引导学生深入探索静电场的本质及其在日常生活和科学技术中的应用。本章旨在帮助学生形成对静电场的系统认识，理解电荷间相互作用的基本规律，掌握电场强度的概念及其计算方法，并能够运用所学知识分析静电现象和解决实际问题。五、大单元目标叙写（一）物理观念电荷与静电现象：学生能够理解电荷是物质的一种基本属性，电荷只有正负两种，且电荷守恒。学生能够描述静电现象，如摩擦起电、感应起电等，并能解释这些现象背后的物理原理。电场与电场强度：学生能够理解电场是电荷周围存在的一种特殊物质，具有能量和力的性质。学生能够掌握电场强度的概念，理解其定义式E=F/q的物理意义，并能运用电场线形象地描述电场的分布和强弱。库仑定律：学生能够理解库仑定律是描述真空中两个静止点电荷之间相互作用力的基本规律，掌握库仑定律的公式F=k(q1q2)/(r2)，并能运用该定律计算点电荷间的相互作用力。静电的应用与防止：学生能够了解静电在日常生活和科学技术中的广泛应用，如静电除尘、静电喷漆等，并能分析静电可能带来的危害及防止措施。（二）科学思维模型建构：学生能够通过质点、点电荷等理想化模型，简化复杂的物理问题，提高解决问题的能力。例如，在探究库仑定律时，将带电体抽象为点电荷模型。科学推理：学生能够运用已有的物理知识和科学方法，对静电现象进行推理和分析。例如，根据电荷守恒定律推理出摩擦起电过程中电荷的转移情况。科学论证：学生能够基于实验证据和逻辑推理，对静电场的相关理论进行论证和检验。例如，通过实验验证库仑定律的正确性。质疑创新：学生能够勇于质疑已有的物理理论和观点，提出新的假设和猜想，并通过实验进行验证。例如，对静电场的应用提出新的设想和改进方案。（三）科学探究问题提出：学生能够根据静电现象和实验观察，提出具有探究价值的物理问题。例如，探究不同材质物体摩擦起电的效果差异。证据收集：学生能够设计实验方案，收集实验数据，为探究问题提供有力的证据支持。例如，通过实验测量不同距离下点电荷间的相互作用力。解释交流：学生能够基于实验证据和逻辑推理，对探究结果进行解释和交流，形成科学结论。例如，运用库仑定律解释点电荷间相互作用力的变化规律。反思评估：学生能够反思探究过程中的不足和错误，评估实验数据的可靠性和有效性，提出改进措施。例如，分析实验误差的来源并提出减小误差的方法。（四）科学态度与责任科学本质认识：学生能够认识到物理学是一门以实验为基础的科学，实验证据是检验物理理论正确性的重要依据。科学态度培养：学生能够保持对物理学的好奇心和求知欲，勇于探索未知领域，不迷信权威，敢于质疑和创新。社会责任担当：学生能够认识到物理学对人类社会发展的重要作用，关注物理学在环境保护、资源节约等方面的应用，积极承担社会责任。合作交流能力：学生能够与他人进行有效的合作与交流，共同探究物理问题，分享探究成果和经验。六、大单元教学重点电荷与静电现象：重点讲解电荷的概念、种类及守恒定律，通过实验演示摩擦起电、感应起电等静电现象，帮助学生形成对电荷和静电现象的直观认识。电场与电场强度：重点讲解电场的概念、性质及电场强度的定义和计算方法，通过电场线的绘制和分析，帮助学生理解电场的分布和强弱。库仑定律：重点讲解库仑定律的内容、公式及适用范围，通过实验验证库仑定律的正确性，帮助学生掌握点电荷间相互作用力的计算方法。静电的应用与防止：重点介绍静电在日常生活和科学技术中的广泛应用及可能带来的危害，引导学生分析静电现象的实际问题，提出防止静电危害的有效措施。七、大单元教学难点电场强度的理解与应用：电场强度是一个抽象的概念，学生难以理解其物理意义和应用方法。通过电场线的绘制和分析，帮助学生建立电场强度的直观认识，并引导学生运用电场强度公式解决实际问题。库仑定律的实验验证：库仑定律的实验验证需要精确的实验操作和数据处理能力，学生难以独立完成。通过分组实验和合作学习，引导学生共同设计实验方案、收集实验数据并进行分析处理，提高学生的实验技能和团队合作能力。静电现象的解释与分析：静电现象涉及多个物理概念和原理的综合应用，学生难以准确解释和分析。通过案例分析和讨论交流，引导学生运用所学知识分析静电现象背后的物理原理，提高学生的分析问题和解决问题的能力。静电危害的防止措施：静电危害的防止措施需要结合实际情况进行综合考虑和分析，学生难以提出有效的解决措施。通过情境模拟和角色扮演等活动形式，引导学生结合实际情况分析静电危害的原因和影响，提出有效的防止措施和改进方案。八、大单元整体教学思路在《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》的指导下，针对2019人教版高中物理必修第三册《第九章静电场及其应用》的教学内容，本大单元的整体教学思路旨在通过一系列精心设计的教学活动，引导学生深入理解静电场的基本概念、性质及其在生活中的应用，全面提升学生的物理学科核心素养。本大单元计划用四个课时完成，涵盖“电荷”、“库仑定律”、“电场与电场强度”以及“静电的防止与利用”四个核心主题。以下是对这四个课时的教学目标的详细设定和教学思路的阐述。（一）教学目标设定1.物理观念第一课时：电荷理解电荷的概念，知道自然界中只存在两种电荷（正电荷和负电荷），能解释摩擦起电和感应起电的现象。理解电荷守恒定律，体会守恒思想在物理学中的应用。第二课时：库仑定律理解库仑定律的内容，知道点电荷的概念，能计算两个点电荷之间的静电力。体会库仑定律的建立过程，理解科学思想和方法在物理学中的应用。第三课时：电场与电场强度理解电场的概念，知道电场是一种物质，能用电场线描述电场的分布。理解电场强度的定义和计算方法，能用电场强度描述电场的强弱。第四课时：静电的防止与利用理解静电现象的危害与利用，知道静电平衡、尖端放电和静电屏蔽的概念。能运用静电知识解决实际问题，认识静电现象在日常生活中的应用与防护。2.科学思维第一课时：电荷通过类比和推理，理解电荷守恒定律，培养逻辑思维和抽象思维能力。通过观察并描述摩擦起电实验现象，尝试用原子结构模型解释摩擦起电的原因，培养模型建构能力。第二课时：库仑定律通过类比和推理，理解库仑定律的建立过程，培养科学推理能力。通过实验探究库仑定律，学会控制变量法，培养实验设计和数据分析能力。第三课时：电场与电场强度通过模型建构和类比推理，理解电场强度的定义和计算方法，培养模型建构和科学推理能力。通过实验探究电场强度的分布规律，学会用试探电荷测量电场强度，培养实验设计和数据分析能力。第四课时：静电的防止与利用通过案例分析，学会运用静电知识解决实际问题，培养问题解决能力和创新思维。通过创意设计，鼓励学生设计一种利用静电现象的新产品，培养创新思维和实践能力。3.科学探究第一课时：电荷观察并描述摩擦起电实验现象，培养观察能力和实验操作能力。尝试用原子结构模型解释摩擦起电的原因，培养科学探究能力和科学论证能力。第二课时：库仑定律利用库仑定律实验装置，探究两个点电荷之间的作用力与距离和电荷量的关系，培养实验探究能力和数据分析能力。记录实验数据，绘制图像，分析实验结果，培养科学探究能力和科学论证能力。第三课时：电场与电场强度利用电场强度实验装置，测量不同位置的电场强度，培养实验探究能力和数据分析能力。记录实验数据，绘制电场强度分布图，培养科学探究能力和科学论证能力。第四课时：静电的防止与利用分析静电事故的原因及防范措施，培养问题解决能力和科学探究能力。鼓励学生设计一种利用静电现象的新产品，并进行创意设计，培养创新思维和实践能力。4.科学态度与责任第一课时：电荷培养实事求是的科学态度，认识静电现象在日常生活中的应用与危害。培养学生的环保意识和安全意识，了解静电现象可能带来的环境问题和安全问题。第二课时：库仑定律培养严谨求实的科学态度，认识库仑定律在物理学和工程技术中的应用。培养学生的社会责任感，了解物理学知识在工程技术中的应用对社会发展的贡献。第三课时：电场与电场强度培养认真细致的科学态度，认识电场在物理学和工程技术中的重要作用。培养学生的创新意识和实践能力，鼓励学生在实验探究中发现问题、解决问题。第四课时：静电的防止与利用培养安全意识和环保意识，认识科学技术在社会发展中的重要作用。培养学生的社会责任感和职业道德，了解静电现象的防止与利用对社会发展和环境保护的贡献。（二）教学思路1.第一课时：电荷引入新课通过多媒体展示静电现象的视频，如头发因静电竖起、塑料笔杆吸引纸屑等，引发学生兴趣。提出问题：“为什么这些物体会产生静电现象？静电现象是如何产生的？”引导学生思考并讨论。新课讲授讲解电荷是物质的一种基本属性，自然界中只存在两种电荷——正电荷和负电荷。介绍历史上对电荷的研究，如泰勒斯、王充、吉尔伯特等人的贡献。演示摩擦起电实验，让学生观察毛皮摩擦过的橡胶棒吸引纸屑的现象。引导学生分析实验现象，尝试用原子结构模型解释摩擦起电的原因。讲解电荷守恒定律的内容，强调在任何孤立系统中，电荷的总量保持不变。通过类比推理，让学生理解守恒思想在物理学中的应用。课堂互动分组讨论：将学生分成小组，讨论为什么毛皮摩擦过的橡胶棒会吸引纸屑？鼓励学生从原子结构模型的角度进行解释。学生实验：提供不同材料（如丝绸、玻璃棒、橡胶棒等），让学生尝试用不同材料摩擦起电，观察并记录实验现象。课堂小结总结电荷的概念、电荷守恒定律及摩擦起电的原因。强调电荷是物质的一种基本属性，自然界中只存在两种电荷；在任何孤立系统中，电荷的总量保持不变；摩擦起电是由于不同物质对电子的束缚能力不同导致的。布置作业预习库仑定律的内容，思考两个点电荷之间的作用力与什么因素有关？尝试用自己的话解释库仑定律的含义。2.第二课时：库仑定律复习旧知回顾电荷的概念和电荷守恒定律，提问学生：“什么是电荷？电荷守恒定律的内容是什么？”引入新课提出问题：“两个点电荷之间的作用力与什么因素有关？”引导学生思考并讨论。介绍库仑定律是描述两个点电荷之间相互作用力的定律。新课讲授讲解库仑定律的内容，即真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。介绍库仑扭秤实验的原理和过程，强调库仑通过巧妙的实验设计测量了两个点电荷之间的作用力。讲解点电荷的概念及其适用条件，强调当带电体之间的距离远大于它们自身的大小时，可以看作点电荷。课堂互动分组实验：利用库仑定律实验装置，让学生探究两个点电荷之间的作用力与距离和电荷量的关系。要求学生记录实验数据，并尝试用库仑定律的公式进行解释。数据分析：引导学生分析实验数据，绘制图像，观察作用力与距离和电荷量的关系。讨论实验误差的来源及减小误差的方法。课堂小结总结库仑定律的内容、公式及实验探究过程。强调库仑定律是描述两个点电荷之间相互作用力的基本定律；通过实验探究，可以验证库仑定律的正确性；在实验过程中要注意控制变量法和减小误差的方法。布置作业预习电场的概念，思考电场是如何描述电荷间相互作用的？尝试用自己的话解释电场线的含义。3.第三课时：电场与电场强度复习旧知回顾库仑定律的内容及公式，提问学生：“库仑定律是描述什么现象的定律？它的公式是什么？”引入新课提出问题：“如何描述电荷间的相互作用？”引导学生思考并讨论。介绍电场是描述电荷间相互作用的一种物理量。新课讲授讲解电场是电荷周围存在的一种物质，具有能量和力的性质。强调电场虽然看不见摸不着，但可以通过电荷在电场中的受力情况来感知它的存在。引入电场线的概念，用电场线描述电场的分布。讲解电场线的性质，如电场线从正电荷出发终止于负电荷、电场线不相交等。讲解电场强度的定义和计算方法，强调电场强度是描述电场强弱的物理量。推导电场强度的公式，解释公式中各符号的含义。课堂互动分组实验：利用电场强度实验装置，让学生测量不同位置的电场强度。要求学生记录实验数据，并尝试用电场强度的公式进行计算。数据分析：引导学生分析实验数据，绘制电场强度分布图。讨论电场强度与试探电荷的关系，强调电场强度是由电场本身决定的，与试探电荷无关。课堂小结总结电场的概念、电场线的应用及电场强度的定义和计算方法。强调电场是描述电荷间相互作用的一种物理量；电场线可以直观地描述电场的分布；电场强度是描述电场强弱的物理量，与试探电荷无关。布置作业预习静电的防止与利用的内容，思考如何在实际生活中应用静电知识？尝试列举几个静电应用的实例。4.第四课时：静电的防止与利用复习旧知回顾电场和电场强度的概念，提问学生：“什么是电场？电场强度是如何定义的？”引入新课展示静电现象在生活中的应用与危害的图片或视频，如静电除尘器、静电喷漆枪、静电复印机等。提出问题：“静电现象有哪些应用？又有哪些危害？如何防止静电现象的危害？”引出静电的防止与利用的学习。新课讲授讲解静电现象的危害，如静电火花引起的爆炸、电子设备的损坏等。强调在易燃易爆场所要特别注意防止静电现象的危害。介绍静电平衡、尖端放电和静电屏蔽的概念及其原理。通过实例讲解这些现象在日常生活和工程技术中的应用，如避雷针的工作原理、高压线屏蔽技术等。讲解静电现象的利用，如静电除尘、静电喷漆、静电复印等。强调静电现象在环境保护、工业生产等领域的重要应用。课堂互动案例分析：分析静电事故的原因及防范措施。提供几个典型的静电事故案例，让学生分组讨论并提出防范措施。分组讨论：如何在日常生活中防止静电现象的危害？鼓励学生从生活实际出发，提出切实可行的防范措施。创意设计：鼓励学生设计一种利用静电现象的新产品。要求学生画出设计草图并简要说明工作原理和应用场景。课堂小结总结静电现象的危害与利用、静电平衡、尖端放电和静电屏蔽的概念及其应用。强调在日常生活和工程技术中要特别注意防止静电现象的危害；同时也要充分利用静电现象的有利方面为人类服务。布置作业撰写一篇小论文，探讨静电现象在日常生活中的应用与防护。要求学生结合所学知识和生活实际进行撰写，字数不少于800字。（三）教学实施策略情境教学通过多媒体展示静电现象的视频和图片，创设生动的教学情境，激发学生的学习兴趣和探究欲望。利用实验装置进行课堂演示和学生实验，让学生在实践中感受静电现象的魅力，加深对物理概念的理解。问题引导在教学过程中，不断提出问题引导学生思考，培养学生的问题意识和探究能力。鼓励学生提出问题，通过讨论和交流解决问题，培养学生的合作精神和交流能力。实验探究设计丰富的实验活动，让学生在实验中探究物理规律，培养学生的实验探究能力和数据分析能力。引导学生学会控制变量法、数据记录与分析等实验方法，提高学生的实验操作技能。模型建构通过类比和推理，引导学生建构物理模型，如点电荷模型、电场线模型等，培养学生的模型建构能力。利用物理模型解释物理现象和解决问题，提高学生的科学思维和科学论证能力。案例分析提供典型的静电事故案例，让学生分析事故原因及防范措施，培养学生的安全意识和环保意识。通过案例分析，让学生了解静电现象在日常生活和工程技术中的应用与防护，提高学生的实际应用能力。创意设计鼓励学生设计一种利用静电现象的新产品，培养学生的创新思维和实践能力。通过创意设计活动，让学生将所学知识应用于实际生活中，提高学生的创新意识和解决问题的能力。（四）教学评价过程性评价通过课堂问答、小组讨论、实验操作等方式，及时了解学生的学习情况和掌握程度。对学生的表现给予及时的反馈和评价，鼓励学生积极参与课堂活动和实验探究。结果性评价通过课后作业、小论文等方式，检查学生的学习成果和掌握情况。对学生的作业和小论文进行认真批改和点评，指出存在的问题和改进的方向。表现性评价通过实验操作技能、小组讨论表现、创意设计成果等方式，评价学生的综合能力和实际应用能力。对学生的表现给予全面的评价和鼓励，激发学生的学习兴趣和探究欲望。本大单元的整体教学思路旨在通过一系列精心设计的教学活动，引导学生深入理解静电场的基本概念、性质及其在生活中的应用，全面提升学生的物理学科核心素养。在教学过程中，注重情境教学、问题引导、实验探究、模型建构、案例分析和创意设计等方面的教学实施策略，采用过程性评价、结果性评价和表现性评价等多种评价方式，确保教学目标的全面达成。九、学业评价在2019人教版高中物理必修第三册《第九章静电场及其应用》的教学中，学业评价是确保学生学习成效、反馈教学效果、促进学生核心素养发展的重要环节。本章节的教学内容涵盖了电荷、库仑定律、电场及电场强度、静电的防止与利用等多个核心概念，旨在通过学业评价全面、系统地评估学生在物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面的表现。以下是根据《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合教学设计结构模板，为本章节设计的学业评价方案。（一）物理观念教学目标：学生能够形成关于电荷、电场等基本概念和规律的物理观念，理解电荷守恒定律、库仑定律、电场强度等物理量的含义。学生能够运用物理观念解释静电现象及其在日常生活中的应用，如静电除尘、静电复印等。学习目标：理解电荷的概念，知道电荷守恒定律，并能解释摩擦起电、感应起电等现象。掌握库仑定律的内容，能够运用库仑定律计算点电荷之间的静电力。理解电场的概念，知道电场是一种物质，能用电场线描述电场，理解电场强度的定义和计算方法。了解静电的防止与利用，能够列举静电在日常生活中的应用实例。评价目标：理解与应用：通过选择题、填空题等形式，考察学生对电荷、电场等基本概念和规律的理解程度，如电荷守恒定律的应用、库仑定律的计算等。解释与说明：设计情境题或案例分析题，要求学生运用物理观念解释静电现象，如解释为什么脱毛衣时会产生火花、静电除尘的工作原理等。综合应用：通过综合应用题，考察学生将物理观念应用于解决实际问题的能力，如计算两个点电荷之间的静电力、设计静电实验方案等。（二）科学思维教学目标：培养学生运用科学思维方法分析物理问题的能力，如模型建构、科学推理、科学论证等。提高学生的抽象思维能力和逻辑推理能力，使学生能够将复杂的物理问题简化为物理模型进行求解。学习目标：学会用点电荷模型、电场线模型等物理模型描述静电现象。能够运用科学推理方法分析电荷之间的相互作用力，理解库仑定律的推导过程。能够运用科学论证方法证明电场强度的定义方法的合理性，理解电场强度的矢量性。评价目标：模型建构：通过模型建构题，考察学生运用物理模型描述静电现象的能力，如用点电荷模型描述电荷之间的相互作用、用电场线模型描述电场分布等。科学推理：设计推理题，要求学生根据已知条件进行逻辑推理，得出物理结论，如根据库仑定律推导出两个点电荷之间的静电力公式等。科学论证：通过论证题，考察学生运用科学证据和逻辑论证物理观点的能力，如论证电场强度的定义方法的合理性、静电平衡状态的稳定性等。（三）科学探究教学目标：培养学生的科学探究能力，使学生能够提出问题、设计实验、收集数据、分析数据并得出结论。提高学生的实验操作能力和数据处理能力，使学生能够独立完成静电实验并准确记录和分析实验数据。学习目标：学会提出与静电现象相关的科学问题，并能设计实验方案进行探究。能够熟练操作静电实验器材，准确记录实验数据并进行处理和分析。能够根据实验数据得出结论，并撰写实验报告进行交流和反思。评价目标：提出问题：通过情境题或讨论题，考察学生提出与静电现象相关的科学问题的能力，如提出关于静电除尘效率的影响因素的问题等。设计实验：设计实验设计题，要求学生根据科学问题设计实验方案，包括实验目的、实验器材、实验步骤等。实验操作：通过实验操作题或实验报告评价，考察学生的实验操作能力和数据处理能力，如评价学生操作静电起电机、测量电场强度等实验的表现。得出结论：通过数据分析题或实验报告评价，考察学生根据实验数据得出结论的能力，并要求学生撰写实验报告进行交流和反思。（四）科学态度与责任教学目标：培养学生的科学态度，使学生能够尊重科学事实、崇尚科学精神、坚持实事求是。提高学生的社会责任感，使学生能够关注科学·技术·社会·环境（STSE）的关系，积极参与环境保护和可持续发展等活动。学习目标：树立尊重科学事实、崇尚科学精神的态度，能够实事求是地评价物理观点和实验结论。关注静电现象在日常生活中的应用及其对环境和社会的影响，积极参与静电污染的防治和静电技术的应用等活动。遵守实验室规则和安全规范，确保实验过程中的安全和环境保护。评价目标：科学态度：通过讨论题或案例分析题，考察学生的科学态度，如评价学生对静电现象的解释是否尊重科学事实、是否坚持实事求是等。社会责任感：设计STSE题或社会实践活动题，考察学生的社会责任感，如要求学生调查静电污染的现状并提出防治措施、参与静电技术的应用和推广等活动。实验室规则和安全规范：通过实验操作评价或实验室安全知识测试，考察学生遵守实验室规则和安全规范的情况，如评价学生在实验操作过程中是否遵守安全规范、是否妥善处理实验废弃物等。学业评价方案实施建议多样化评价方式：结合选择题、填空题、情境题、案例分析题、模型建构题、推理题、论证题、实验设计题、实验操作题、数据分析题等多种题型，全面评价学生在物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面的表现。过程性评价与终结性评价相结合：不仅关注学生的最终学习成果（如考试成绩、实验报告等），还关注学生的学习过程（如课堂表现、实验操作、小组讨论等），通过过程性评价及时反馈学生的学习情况，调整教学策略。自我评价与同伴评价相结合：鼓励学生进行自我评价和同伴评价，培养学生的自我反思能力和团队合作精神。通过自我评价，学生可以了解自己的学习情况和不足之处；通过同伴评价，学生可以借鉴他人的优点和经验，共同进步。利用信息技术手段：充分利用信息技术手段（如在线测试系统、虚拟实验室等）进行学业评价，提高评价效率和准确性。通过信息技术手段还可以为学生提供更多的学习资源和互动机会，促进学生的学习和发展。学业评价案例案例一：物理观念评价——选择题题目：关于电场强度的定义式E=F/q，下列说法正确的是（）A.E与试探电荷q受到的电场力F成正比，与试探电荷q的电荷量成反比B.E是矢量，其方向与试探电荷q所受电场力F的方向相同C.E是描述电场性质的物理量，与试探电荷q无关D.在同一个电场中，试探电荷q在不同位置受到的电场力F越大，该位置的电场强度E越大评价目标：考察学生对电场强度定义式的理解程度，包括电场强度的矢量性、与试探电荷无关的性质等。参考答案：C案例二：科学思维评价——模型建构题题目：用点电荷模型描述两个等量异种点电荷的电场分布，并用电场线画出其电场线分布图。评价目标：考察学生运用点电荷模型和电场线模型描述静电现象的能力，以及学生的空间想象能力和作图能力。参考答案：学生应能够正确画出两个等量异种点电荷的电场线分布图，电场线从正电荷出发指向负电荷，形成两个相对的“漏斗”形状。案例三：科学探究评价——实验设计题题目：设计实验方案探究影响平行板电容器电容大小的因素。评价目标：考察学生提出科学问题、设计实验方案的能力，以及学生对电容器电容影响因素的理解程度。参考答案：实验目的：探究影响平行板电容器电容大小的因素。实验器材：平行板电容器、静电计、电源、开关、导线若干。实验步骤：将平行板电容器与静电计相连，测量并记录初始电容值。改变平行板电容器的正对面积，测量并记录电容值的变化。改变平行板电容器两极板间的距离，测量并记录电容值的变化。改变平行板电容器两极板间的电介质种类（如空气、纸张等），测量并记录电容值的变化。实验结论：根据实验数据得出平行板电容器电容大小与正对面积成正比、与两极板间距离成反比、与电介质种类有关的结论。案例四：科学态度与责任评价——STSE题题目：调查你所在学校或社区的静电污染现状，并提出防治措施。评价目标：考察学生的社会责任感、关注STSE关系的能力以及提出和解决实际问题的能力。参考答案：学生应能够结合实际情况调查静电污染的现状（如打印机、复印机产生的静电灰尘等），并提出针对性的防治措施（如定期清洁打印机、复印机、使用静电消除器等）。学生还可以提出推广静电技术的应用（如静电除尘、静电复印等）以改善环境和提高生产效率的建议。通过以上学业评价方案的设计和实施，可以全面、系统地评估学生在《第九章静电场及其应用》这一章节的学习成效，促进学生的核心素养发展。通过多样化的评价方式和过程性评价与终结性评价相结合的方法，还可以及时反馈学生的学习情况，调整教学策略，提高教学效果。十、大单元实施思路及教学结构图1.实施思路针对2019人教版高中物理必修第三册《第九章静电场及其应用》的教学内容，本大单元的实施思路将围绕“电荷”、“库仑定律”、“电场与电场强度”以及“静电的防止与利用”四个核心主题展开，计划用四个课时完成。通过一系列精心设计的教学活动，旨在培养学生的物理观念、科学思维、科学探究能力和科学态度与责任，全面提升学生的物理学科核心素养。第一课时：电荷教学目标：物理观念：理解电荷的概念，知道自然界中只存在两种电荷，能解释摩擦起电和感应起电的现象。科学思维：通过类比和推理，理解电荷守恒定律，体会守恒思想在物理学中的应用。科学探究：观察并描述摩擦起电实验现象，尝试用原子结构模型解释摩擦起电的原因。科学态度与责任：培养实事求是的科学态度，认识静电现象在日常生活中的应用与危害。教学实施步骤：引入新课：通过展示静电现象的视频或实验，引发学生兴趣，提出“为什么有的物体容易带电，而有的物体很难带电？”的问题。新课讲授：讲解电荷的概念，介绍历史上对电荷的研究，如泰勒斯、王充、吉尔伯特等人的贡献。演示摩擦起电实验，让学生观察并描述实验现象。引入原子结构模型，解释摩擦起电的原因，强调电荷守恒定律。课堂互动：分组讨论：为什么毛皮摩擦过的橡胶棒会吸引纸屑？学生实验：尝试用不同材料摩擦起电，观察并记录实验现象。课堂小结：总结电荷的概念、电荷守恒定律及摩擦起电的原因。布置作业：预习库仑定律的内容，思考两个点电荷之间的作用力与什么因素有关。第二课时：库仑定律教学目标：物理观念：理解库仑定律的内容，知道点电荷的概念，能计算两个点电荷之间的静电力。科学思维：通过类比和推理，理解库仑定律的建立过程，体会科学思想和方法。科学探究：通过实验探究库仑定律，学会控制变量法。科学态度与责任：培养严谨求实的科学态度，认识库仑定律在物理学和工程技术中的应用。教学实施步骤：复习旧知：回顾电荷的概念和电荷守恒定律。引入新课：提出问题：“两个点电荷之间的作用力与什么因素有关？”引出库仑定律的学习。新课讲授：讲解库仑定律的内容，介绍库仑扭秤实验。推导库仑定律的公式，解释公式中各符号的含义。讨论点电荷的概念及其适用条件。课堂互动：分组实验：利用库仑定律实验装置，探究两个点电荷之间的作用力与距离和电荷量的关系。数据分析：记录实验数据，绘制图像，分析实验结果。课堂小结：总结库仑定律的内容、公式及实验探究过程。布置作业：预习电场的概念，思考电场是如何描述电荷间相互作用的。第三课时：电场与电场强度教学目标：物理观念：理解电场的概念，知道电场是一种物质，能用电场线描述电场的分布。科学思维：通过模型建构和类比推理，理解电场强度的定义和计算方法。科学探究：通过实验探究电场强度的分布规律，学会用试探电荷测量电场强度。科学态度与责任：培养认真细致的科学态度，认识电场在物理学和工程技术中的重要作用。教学实施步骤：复习旧知：回顾库仑定律的内容及公式。引入新课：提出问题：“如何描述电荷间的相互作用？”引出电场的学习。新课讲授：讲解电场的概念，介绍电场是一种物质，具有能量和力的性质。引入电场线的概念，用电场线描述电场的分布。讲解电场强度的定义和计算方法，强调试探电荷的作用。课堂互动：分组实验：利用电场强度实验装置，测量不同位置的电场强度。数据分析：记录实验数据，绘制电场强度分布图。讨论：电场强度与试探电荷的关系。课堂小结：总结电场的概念、电场线的应用及电场强度的定义和计算方法。布置作业：预习静电的防止与利用的内容，思考如何在实际生活中应用静电知识。第四课时：静电的防止与利用教学目标：物理观念：理解静电现象的危害与利用，知道静电平衡、尖端放电和静电屏蔽的概念。科学思维：通过案例分析，学会运用静电知识解决实际问题。科学探究：通过实验探究静电现象的应用与防护，培养创新意识和实践能力。科学态度与责任：培养安全意识和环保意识，认识科学技术在社会发展中的重要作用。教学实施步骤：复习旧知：回顾电场和电场强度的概念。引入新课：展示静电现象在生活中的应用与危害的图片或视频，引出静电的防止与利用的学习。新课讲授：讲解静电现象的危害，如静电火花引起的爆炸、电子设备的损坏等。介绍静电平衡、尖端放电和静电屏蔽的概念及其原理。讲解静电现象的利用，如静电除尘、静电喷漆、静电复印等。课堂互动：案例分析：分析静电事故的原因及防范措施。分组讨论：如何在日常生活中防止静电现象的危害？创意设计：鼓励学生设计一种利用静电现象的新产品。课堂小结：总结静电现象的危害与利用、静电平衡、尖端放电和静电屏蔽的概念及其应用。布置作业：撰写一篇小论文，探讨静电现象在日常生活中的应用与防护。2.教学结构图第九章静电场及其应用├──第一课时：电荷│├──物理观念││├──电荷的概念││├──自然界中的两种电荷│├──科学思维││├──类比推理││├──守恒思想│├──科学探究││├──摩擦起电实验││├──数据记录与分析│├──科学态度与责任││├──实事求是的科学态度││├──认识静电现象的应用与危害├──第二课时：库仑定律│├──物理观念││├──库仑定律的内容││├──点电荷的概念│├──科学思维││├──类比推理││├──科学思想和方法│├──科学探究││├──库仑扭秤实验││├──控制变量法│├──科学态度与责任││├──严谨求实的科学态度││├──认识库仑定律的应用├──第三课时：电场与电场强度│├──物理观念││├──电场的概念││├──电场线的应用│├──科学思维││├──模型建构││├──类比推理│├──科学探究││├──电场强度实验││├──数据记录与分析│├──科学态度与责任││├──认真细致的科学态度││├──认识电场的重要性├──第四课时：静电的防止与利用│├──物理观念││├──静电现象的危害与利用││├──静电平衡、尖端放电和静电屏蔽的概念│├──科学思维││├──案例分析││├──解决实际问题│├──科学探究││├──静电现象实验││├──创意设计│├──科学态度与责任││├──安全意识││├──环保意识3.具体教学实施步骤第一课时：电荷教学实施步骤：引入新课（约5分钟）通过多媒体展示静电现象的视频，如头发因静电竖起、塑料笔杆吸引纸屑等，引发学生兴趣。提出问题：“为什么这些物体会产生静电现象？静电现象是如何产生的？”引导学生思考并讨论。新课讲授（约25分钟）电荷的概念：讲解电荷是物质的一种基本属性，自然界中只存在两种电荷——正电荷和负电荷。介绍历史上对电荷的研究，如泰勒斯、王充、吉尔伯特等人的贡献。摩擦起电：演示摩擦起电实验，让学生观察毛皮摩擦过的橡胶棒吸引纸屑的现象。引导学生分析实验现象，尝试用原子结构模型解释摩擦起电的原因。电荷守恒定律：讲解电荷守恒定律的内容，强调在任何孤立系统中，电荷的总量保持不变。通过类比推理，让学生理解守恒思想在物理学中的应用。课堂互动（约10分钟）分组讨论：将学生分成小组，讨论为什么毛皮摩擦过的橡胶棒会吸引纸屑？鼓励学生从原子结构模型的角度进行解释。学生实验：提供不同材料（如丝绸、玻璃棒、橡胶棒等），让学生尝试用不同材料摩擦起电，观察并记录实验现象。课堂小结（约5分钟）总结电荷的概念、电荷守恒定律及摩擦起电的原因。强调电荷是物质的一种基本属性，自然界中只存在两种电荷；在任何孤立系统中，电荷的总量保持不变；摩擦起电是由于不同物质对电子的束缚能力不同导致的。布置作业（约5分钟）预习库仑定律的内容，思考两个点电荷之间的作用力与什么因素有关？尝试用自己的话解释库仑定律的含义。第二课时：库仑定律教学实施步骤：复习旧知（约5分钟）回顾电荷的概念和电荷守恒定律，提问学生：“什么是电荷？电荷守恒定律的内容是什么？”引入新课（约5分钟）提出问题：“两个点电荷之间的作用力与什么因素有关？”引导学生思考并讨论。介绍库仑定律是描述两个点电荷之间相互作用力的定律。新课讲授（约25分钟）库仑定律的内容：讲解库仑定律的内容，即真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。库仑扭秤实验：介绍库仑扭秤实验的原理和过程，强调库仑通过巧妙的实验设计测量了两个点电荷之间的作用力。点电荷的概念：讲解点电荷的概念及其适用条件，强调当带电体之间的距离远大于它们自身的大小时，可以看作点电荷。课堂互动（约15分钟）分组实验：利用库仑定律实验装置，让学生探究两个点电荷之间的作用力与距离和电荷量的关系。要求学生记录实验数据，并尝试用库仑定律的公式进行解释。数据分析：引导学生分析实验数据，绘制图像，观察作用力与距离和电荷量的关系。讨论实验误差的来源及减小误差的方法。课堂小结（约5分钟）总结库仑定律的内容、公式及实验探究过程。强调库仑定律是描述两个点电荷之间相互作用力的基本定律；通过实验探究，可以验证库仑定律的正确性；在实验过程中要注意控制变量法和减小误差的方法。布置作业（约5分钟）预习电场的概念，思考电场是如何描述电荷间相互作用的？尝试用自己的话解释电场线的含义。第三课时：电场与电场强度教学实施步骤：复习旧知（约5分钟）回顾库仑定律的内容及公式，提问学生：“库仑定律是描述什么现象的定律？它的公式是什么？”引入新课（约5分钟）提出问题：“如何描述电荷间的相互作用？”引导学生思考并讨论。介绍电场是描述电荷间相互作用的一种物理量。新课讲授（约25分钟）电场的概念：讲解电场是电荷周围存在的一种物质，具有能量和力的性质。强调电场虽然看不见摸不着，但可以通过电荷在电场中的受力情况来感知它的存在。电场线：引入电场线的概念，用电场线描述电场的分布。讲解电场线的性质，如电场线从正电荷出发终止于负电荷、电场线不相交等。电场强度：讲解电场强度的定义和计算方法，强调电场强度是描述电场强弱的物理量。推导电场强度的公式，解释公式中各符号的含义。课堂互动（约15分钟）分组实验：利用电场强度实验装置，让学生测量不同位置的电场强度。要求学生记录实验数据，并尝试用电场强度的公式进行计算。数据分析：引导学生分析实验数据，绘制电场强度分布图。讨论电场强度与试探电荷的关系，强调电场强度是由电场本身决定的，与试探电荷无关。课堂小结（约5分钟）总结电场的概念、电场线的应用及电场强度的定义和计算方法。强调电场是描述电荷间相互作用的一种物理量；电场线可以直观地描述电场的分布；电场强度是描述电场强弱的物理量，与试探电荷无关。布置作业（约5分钟）预习静电的防止与利用的内容，思考如何在实际生活中应用静电知识？尝试列举几个静电应用的实例。第四课时：静电的防止与利用教学实施步骤：复习旧知（约5分钟）回顾电场和电场强度的概念，提问学生：“什么是电场？电场强度是如何定义的？”引入新课（约5分钟）展示静电现象在生活中的应用与危害的图片或视频，如静电除尘器、静电喷漆枪、静电复印机等。提出问题：“静电现象有哪些应用？又有哪些危害？如何防止静电现象的危害？”引出静电的防止与利用的学习。新课讲授（约25分钟）静电现象的危害：讲解静电现象的危害，如静电火花引起的爆炸、电子设备的损坏等。强调在易燃易爆场所要特别注意防止静电现象的危害。静电平衡、尖端放电和静电屏蔽：介绍静电平衡、尖端放电和静电屏蔽的概念及其原理。通过实例讲解这些现象在日常生活和工程技术中的应用，如避雷针的工作原理、高压线屏蔽技术等。静电现象的利用：讲解静电现象的利用，如静电除尘、静电喷漆、静电复印等。强调静电现象在环境保护、工业生产等领域的重要应用。课堂互动（约15分钟）案例分析：分析静电事故的原因及防范措施。提供几个典型的静电事故案例，让学生分组讨论并提出防范措施。分组讨论：如何在日常生活中防止静电现象的危害？鼓励学生从生活实际出发，提出切实可行的防范措施。创意设计：鼓励学生设计一种利用静电现象的新产品。要求学生画出设计草图并简要说明工作原理和应用场景。课堂小结（约5分钟）总结静电现象的危害与利用、静电平衡、尖端放电和静电屏蔽的概念及其应用。强调在日常生活和工程技术中要特别注意防止静电现象的危害；同时也要充分利用静电现象的有利方面为人类服务。布置作业（约5分钟）撰写一篇小论文，探讨静电现象在日常生活中的应用与防护。要求学生结合所学知识和生活实际进行撰写，字数不少于800字。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定（一）物理观念电荷学生能够理解电荷的概念，知道自然界中只存在两种电荷（正电荷和负电荷），并能解释摩擦起电和感应起电的现象。学生能够理解电荷守恒定律，认识到在任何孤立系统中，电荷的总量保持不变，体会守恒思想在物理学中的应用。库仑定律学生能够理解库仑定律的内容，知道点电荷的概念，并能计算两个点电荷之间的静电力。学生能够理解库仑定律的建立过程，体会科学思想和方法在物理学中的应用。电场与电场强度学生能够理解电场的概念，知道电场是一种物质，具有能量和力的性质，并能用电场线描述电场的分布。学生能够理解电场强度的定义和计算方法，知道电场强度是描述电场强弱的物理量。静电的防止与利用学生能够理解静电现象的危害与利用，知道静电平衡、尖端放电和静电屏蔽的概念及其原理。学生能够理解静电现象在日常生活和工程技术中的应用，如静电除尘、静电喷漆、静电复印等。（二）科学思维电荷学生能够通过类比和推理，理解电荷守恒定律，培养守恒思想。学生能够通过观察摩擦起电实验现象，尝试用原子结构模型解释摩擦起电的原因，培养模型建构能力。库仑定律学生能够通过类比和推理，理解库仑定律的建立过程，体会科学推理的重要性。学生能够通过控制变量法探究库仑定律，培养科学探究能力。电场与电场强度学生能够通过模型建构和类比推理，理解电场强度的定义和计算方法。学生能够通过实验探究电场强度的分布规律，学会用试探电荷测量电场强度，培养实验探究能力。静电的防止与利用学生能够通过案例分析，学会运用静电知识解决实际问题，培养解决实际问题的能力。学生能够通过创意设计，鼓励其设计一种利用静电现象的新产品，培养创新意识和创新能力。（三）科学探究电荷学生能够观察并描述摩擦起电实验现象，培养观察能力和描述能力。学生能够通过分组讨论，探讨摩擦起电的原因，培养合作与交流能力。库仑定律学生能够通过分组实验，探究两个点电荷之间的作用力与距离和电荷量的关系，培养实验操作能力。学生能够通过数据分析，记录实验数据并绘制图像，分析实验结果，培养数据分析和处理能力。电场与电场强度学生能够通过分组实验，测量不同位置的电场强度，培养实验设计能力。学生能够通过讨论电场强度与试探电荷的关系，培养批判性思维能力。静电的防止与利用学生能够通过案例分析，分析静电事故的原因及防范措施，培养问题解决能力。学生能够通过分组讨论，探讨如何在日常生活中防止静电现象的危害，培养合作与交流能力。（四）科学态度与责任电荷学生能够培养实事求是的科学态度，认识静电现象在日常生活中的应用与危害。学生能够增强安全意识，了解静电现象可能带来的安全隐患。库仑定律学生能够培养严谨求实的科学态度，认识库仑定律在物理学和工程技术中的应用。学生能够增强创新意识，了解科学探索对人类进步的重要性。电场与电场强度学生能够培养认真细致的科学态度，认识电场在物理学和工程技术中的重要作用。学生能够增强环保意识，了解电场对人类生活环境的潜在影响。静电的防止与利用学生能够培养安全意识和环保意识，认识科学技术在社会发展中的重要作用。学生能够增强社会责任感，了解如何运用科学知识为社会服务。二、大情境与大任务创设（一）大情境创设为了使学生更好地理解《第九章静电场及其应用》的教学内容，我们将创设一个大情境——“静电世界的探索与应用”。在这个大情境中，学生将扮演一名静电领域的探索者，通过一系列的实验、探究和实践活动，深入了解静电现象的产生、应用及防护。具体来说，这个大情境可以包括以下几个子情境：静电现象的初探学生通过实验观察静电现象，如摩擦起电、感应起电等，感受静电的神奇魅力。学生通过讨论和交流，探讨静电现象的产生原因和影响因素。库仑定律的揭秘学生通过分组实验，探究两个点电荷之间的作用力与距离和电荷量的关系，验证库仑定律的正确性。学生通过数据分析和图像绘制，深入理解库仑定律的物理意义和应用价值。电场的描绘与探究学生通过实验测量不同位置的电场强度，学会用电场线描述电场的分布。学生通过讨论和交流，探讨电场强度与试探电荷的关系，以及电场在物理学和工程技术中的应用。静电的防止与利用学生通过案例分析，了解静电现象的危害与利用，探讨如何在日常生活中防止静电现象的危害。学生通过创意设计，鼓励其设计一种利用静电现象的新产品，展示静电现象的广泛应用前景。（二）大任务创设在大情境创设的基础上，我们将设计一系列大任务，以引导学生深入探索静电世界的奥秘。任务一：静电现象的初探任务描述：学生需要完成以下实验任务，并撰写实验报告。实验一：摩擦起电实验。使用不同材料（如丝绸、玻璃棒、橡胶棒等）进行摩擦起电实验，观察并记录实验现象。实验二：感应起电实验。使用静电感应装置进行感应起电实验，观察并记录实验现象。任务目标：通过实验观察静电现象，理解电荷的概念和产生原因；培养观察能力和描述能力；增强安全意识。活动建议：学生可以在实验室分组进行实验，每组选择不同材料进行实验；实验过程中要注意安全操作，避免触电等安全事故的发生。任务二：库仑定律的揭秘任务描述：学生需要使用库仑定律实验装置进行分组实验，并完成以下任务。任务一：探究两个点电荷之间的作用力与距离的关系。保持电荷量不变，改变两个点电荷之间的距离，记录作用力的大小并绘制图像。任务二：探究两个点电荷之间的作用力与电荷量的关系。保持距离不变，改变两个点电荷的电荷量，记录作用力的大小并绘制图像。任务目标：通过实验探究库仑定律的正确性；理解点电荷的概念和库仑定律的物理意义；培养实验操作能力、数据分析能力和图像绘制能力；增强严谨求实的科学态度。活动建议：学生可以在实验室分组进行实验，每组负责一个探究任务；实验过程中要注意控制变量法的应用，确保实验结果的准确性；实验结束后要撰写实验报告，对实验结果进行分析和讨论。任务三：电场的描绘与探究任务描述：学生需要使用电场强度实验装置进行分组实验，并完成以下任务。任务一：测量不同位置的电场强度。在电场中放置试探电荷，测量其受力大小并计算电场强度；改变试探电荷的位置和方向，重复上述测量过程。任务二：描绘电场线。根据测量的电场强度大小和方向，用电场线描绘电场的分布；比较不同电场（如匀强电场、点电荷电场等）的电场线分布特点。任务目标：通过实验测量电场强度并描绘电场线；理解电场的概念和电场强度的定义；培养实验设计能力、数据分析能力和图像绘制能力；增强认真细致的科学态度。活动建议：学生可以在实验室分组进行实验，每组负责一个测量任务；实验过程中要注意测量精度和误差分析；实验结束后要撰写实验报告，对电场线的分布特点进行分析和讨论。任务四：静电的防止与利用任务描述：学生需要完成以下案例分析任务和创意设计任务。任务一：案例分析。分析静电事故的原因及防范措施，撰写案例分析报告。可以选择加油站静电事故、煤矿静电事故等典型案例进行分析。任务二：创意设计。鼓励学生设计一种利用静电现象的新产品，并撰写创意设计方案。产品可以是静电除尘器、静电喷漆枪、静电复印机等实际应用产品，也可以是具有创新性的静电应用产品。任务目标：通过案例分析了解静电现象的危害与防范措施；通过创意设计展示静电现象的广泛应用前景；培养问题解决能力、创新意识和创新能力；增强安全意识和环保意识。活动建议：学生可以在课堂上进行案例分析和创意设计的讨论和交流；案例分析报告和创意设计方案可以在课后完成并提交给教师审阅；优秀的创意设计作品可以在班级或学校进行展示和推广。三、教学实施步骤情境导入教师通过展示静电现象的视频或实验，引发学生兴趣并提出大情境——“静电世界的探索与应用”。教师简要介绍本章的教学内容和教学目标，引导学生进入学习状态。任务一实施学生分组进行实验一和实验二，观察并记录实验现象。学生分组讨论实验结果，探讨静电现象的产生原因和影响因素。教师巡视指导学生的实验操作和讨论过程，及时解答学生的疑问。任务二实施学生分组进行实验一和任务二，探究两个点电荷之间的作用力与距离和电荷量的关系。学生记录实验数据并绘制图像，分析实验结果并撰写实验报告。教师对学生的实验报告进行审阅和反馈，指出存在的问题和改进方向。任务三实施学生分组进行实验一和任务二，测量不同位置的电场强度并描绘电场线。学生比较不同电场的电场线分布特点，分析电场强度的变化规律。教师对学生的实验结果和图像绘制进行评价和指导，提高学生的实验设计能力和数据分析能力。任务四实施学生分组进行案例分析和创意设计任务，撰写案例分析报告和创意设计方案。学生在课堂上进行案例分析和创意设计的讨论和交流，分享各自的观点和想法。教师对学生的案例分析报告和创意设计方案进行审阅和评价，鼓励学生进行创新性的思考和设计。总结与反思教师对本章的教学内容进行总结和回顾，强调静电现象的重要性和应用价值。学生反思自己的学习过程和成果，总结存在的问题和改进方向。教师布置课后作业和预习任务，为下一章的学习做好准备。通过以上教学实施步骤，学生将在大情境的引导下深入探索静电世界的奥秘，完成一系列大任务并达成教学目标。学生将在实验探究、案例分析、创意设计等活动中培养科学思维、科学探究和科学态度与责任等核心素养。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：第九章静电场及其应用课时安排：本单元计划用四个课时完成，具体安排如下：第一课时：电荷第二课时：库仑定律第三课时：电场与电场强度第四课时：静电的防止与利用（二）学习目标（一）物理观念第一课时：电荷理解电荷的概念，知道自然界中只存在两种电荷（正电荷和负电荷）。理解摩擦起电和感应起电的现象，能用原子结构模型解释摩擦起电的原因。理解电荷守恒定律，体会守恒思想在物理学中的应用。第二课时：库仑定律理解库仑定律的内容，知道点电荷的概念，能计算两个点电荷之间的静电力。理解库仑定律的建立过程，体会科学思想和方法。知道电场是一种物质，具有能量和力的性质。第三课时：电场与电场强度理解电场线的概念，能用电场线描述电场的分布。理解电场强度的定义和计算方法，知道电场强度是描述电场强弱的物理量。理解试探电荷的作用，知道电场强度与试探电荷无关。第四课时：静电的防止与利用理解静电现象的危害与利用，知道静电平衡、尖端放电和静电屏蔽的概念。理解静电现象在日常生活和工程技术中的应用，如静电除尘、静电喷漆、静电复印等。认识静电现象在社会发展中的重要作用。（二）科学思维第一课时：电荷通过类比和推理，理解电荷守恒定律，培养守恒思想。通过观察摩擦起电实验现象，尝试用原子结构模型解释摩擦起电的原因，培养科学推理能力。第二课时：库仑定律通过类比和推理，理解库仑定律的建立过程，培养科学思维。通过实验探究库仑定律，学会控制变量法，培养科学探究能力。第三课时：电场与电场强度通过模型建构和类比推理，理解电场强度的定义和计算方法，培养建模能力。通过实验探究电场强度的分布规律，学会用试探电荷测量电场强度，培养实验设计能力。第四课时：静电的防止与利用通过案例分析，学会运用静电知识解决实际问题，培养问题解决能力。通过创意设计，鼓励学生设计利用静电现象的新产品，培养创新意识和实践能力。（三）科学探究第一课时：电荷观察并描述摩擦起电实验现象，尝试用原子结构模型解释摩擦起电的原因。分组讨论为什么毛皮摩擦过的橡胶棒会吸引纸屑，培养合作与交流能力。第二课时：库仑定律利用库仑定律实验装置，探究两个点电荷之间的作用力与距离和电荷量的关系。记录实验数据，绘制图像，分析实验结果，培养实验数据处理能力。第三课时：电场与电场强度利用电场强度实验装置，测量不同位置的电场强度。记录实验数据，绘制电场强度分布图，培养实验设计与实施能力。第四课时：静电的防止与利用分析静电事故的原因及防范措施，培养安全意识。分组讨论如何在日常生活中防止静电现象的危害，培养合作与交流能力。创意设计利用静电现象的新产品，培养创新意识和实践能力。（四）科学态度与责任第一课时：电荷培养实事求是的科学态度，认识静电现象在日常生活中的应用与危害。增强对科学知识的好奇心和求知欲，激发探索自然现象的兴趣。第二课时：库仑定律培养严谨求实的科学态度，认识库仑定律在物理学和工程技术中的应用。增强对科学研究的尊重和理解，激发投身科学研究的热情。第三课时：电场与电场强度培养认真细致的科学态度，认识电场在物理学和工程技术中的重要作用。增强对科学知识的敬畏之心，激发探索自然界奥秘的动力。第四课时：静电的防止与利用培养安全意识和环保意识，认识科学技术在社会发展中的重要作用。增强对社会责任的认识和担当，激发为社会进步贡献力量的决心。（三）评价任务第一课时：电荷评价任务1：通过观察摩擦起电实验现象，评价学生能否用原子结构模型解释摩擦起电的原因。评价任务2：通过分组讨论，评价学生能否理解电荷守恒定律，并体会守恒思想在物理学中的应用。第二课时：库仑定律评价任务1：通过实验探究库仑定律，评价学生能否学会控制变量法，并准确记录实验数据。评价任务2：通过绘制图像和分析实验结果，评价学生能否理解库仑定律的内容，并准确计算两个点电荷之间的静电力。第三课时：电场与电场强度评价任务1：通过测量不同位置的电场强度，评价学生能否理解电场强度的定义和计算方法。评价任务2：通过绘制电场强度分布图，评价学生能否用电场线描述电场的分布，并理解电场强度的物理意义。第四课时：静电的防止与利用评价任务1：通过分析静电事故的原因及防范措施，评价学生能否培养安全意识，并理解静电现象的危害与利用。评价任务2：通过创意设计利用静电现象的新产品，评价学生能否培养创新意识和实践能力，并认识科学技术在社会发展中的重要作用。（四）学习过程第一课时：电荷引入新课通过展示静电现象的视频或实验（如头发因静电竖起、塑料笔杆吸引纸屑等），引发学生兴趣。提出问题：“为什么这些物体会产生静电现象？静电现象是如何产生的？”引导学生思考并讨论。新课讲授电荷的概念：讲解电荷是物质的一种基本属性，自然界中只存在两种电荷——正电荷和负电荷。介绍历史上对电荷的研究，如泰勒斯、王充、吉尔伯特等人的贡献。摩擦起电：演示摩擦起电实验，让学生观察毛皮摩擦过的橡胶棒吸引纸屑的现象。引导学生分析实验现象，尝试用原子结构模型解释摩擦起电的原因。电荷守恒定律：讲解电荷守恒定律的内容，强调在任何孤立系统中，电荷的总量保持不变。通过类比推理，让学生理解守恒思想在物理学中的应用。课堂互动分组讨论：将学生分成小组，讨论为什么毛皮摩擦过的橡胶棒会吸引纸屑？鼓励学生从原子结构模型的角度进行解释。学生实验：提供不同材料（如丝绸、玻璃棒、橡胶棒等），让学生尝试用不同材料摩擦起电，观察并记录实验现象。课堂小结总结电荷的概念、电荷守恒定律及摩擦起电的原因。强调电荷是物质的一种基本属性，自然界中只存在两种电荷；在任何孤立系统中，电荷的总量保持不变；摩擦起电是由于不同物质对电子的束缚能力不同导致的。布置作业预习库仑定律的内容，思考两个点电荷之间的作用力与什么因素有关？尝试用自己的话解释库仑定律的含义。第二课时：库仑定律复习旧知回顾电荷的概念和电荷守恒定律，提问学生：“什么是电荷？电荷守恒定律的内容是什么？”引入新课提出问题：“两个点电荷之间的作用力与什么因素有关？”引导学生思考并讨论。介绍库仑定律是描述两个点电荷之间