基于問題解決的自我探究

摘要：場是除實物以外物質存在的另一種形式，學生將通過電場的學習加深對于世界物質性和物質運動多樣性的認識。學生通過對電場力的性質學習獲得了運用運動學方法處理帶電體在電場中的相關問題，而電場能的性質是從能量的角度處理帶電體在電場中的相關問題，是在電場力的性質學習基礎上的延續和升華。筆者在平時的教學中，注重引導學生基于問題解決實施自我探究的教學，本文略舉一例，作一創新設計。

關鍵詞：電場能的性質；問題解決；設計

教學目標

知識與技能

1 理解電勢、電勢能、電勢差、電場力做功的特點。2. 理解等勢面、電場力做功與電勢能變化的關系。3. 學會處理電場線、等勢面及運動軌跡問題。

過程與方法；掌握判斷場強大小、電勢高低的方法，判斷電勢能變化的方法。

情感態度與價值觀，體會帶電體在電場中運動時的能量關系，進一步感受自然界的能量轉化。

教學策略選擇與設計

教學重點：掌握場強大小、電勢高低、電勢能變化的判斷方法。

教學難點：處理等勢面與運動軌跡類問題。

教學過程

一、 喚醒知識，引入新課

師：電場最基本的性質是什么？生：對放入其中的電荷有力的作用。師：電場強度的三個公式及其適用范圍？電場強度的方向是如何規定的？

生：E=Fq——一切電場

E=kQr2——點電荷產生的電場

E=Ud——勻強電場

規定正電荷所受電場力的方向為該點的場強方向。

師：請畫出等量同種和異種電荷的電場線分布。

學生在草稿紙上作答 師：利用剛才大家作的電場線分布圖，如何判斷某點場強大小和方向？生：電場線的疏密反映場強大小，某點切線方向是該點的場強方向。

教師：通過前面的學習我們掌握了電場力的性質，今天我們將從能的角度研究帶電體在電場中的相關問題。

二、 活動推進，習得新知

活動一：靜電力做功的特點、電勢能及其變化

例題1：在如圖所示的勻強電場E中，把正電荷q從A點沿路徑A→C→B移到B點，與把它直接從A點沿直線AB 移到B點，

問題1：電場力做功相同嗎？ 問題2：電場力做正功還是負功？ 問題3：電勢能是增加還是減少？ 問題4：電荷若沿圖中曲線從A移到B，則以上問題答案呢？

學生分小組討論（問題難度不大，討論時間控制在3分鐘以內）請小組代表上黑板講解師生共同完成隨堂小結：

活動二：電勢、電勢差、電勢能變化

教師和學生一起回顧以下知識：

電場力做功與電勢能關系： WAB=EPA-EPB

勢能與電勢關系：EP=φq

電勢差與電勢關系：UAB=φA-φB

電場力做功與電勢差關系：WAB=UABq

師：同學們還有什么方法可以判斷電勢能的變化呢？

生：電勢法。

例題2圖為電場中的一條電場線，A、B為這條電場線上的兩點，則（）

A. B點的場強一定比A點的小

B. B點的電勢一定比A點的低

C. 將電荷從A點移到B點，電荷的電勢能一定減小

D. A點的正電荷在只受電場力作用下一定沿電場線運動到B點

學生按照座位分成四個小組，每個小組討論一個選項，并總結判斷方法。

D選項小組內一定會有爭議，教師應當在旁聆聽，關注研究方向，如果研究方向錯誤要及時點撥。

活動三：等勢面與軌跡類問題

師：什么是等勢面？生：等勢面——電場中電勢相等的點構成的曲面叫做等勢面。

師：等勢面的性質有哪些？生回答后師：請畫出勻強電場、點電荷、等量同種和等量異種電荷的電場線和等勢面的分布？學生在草稿紙上作答，教師選取部分同學答案展示，并及時糾錯。

例題3虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點電荷.一帶電粒子以一定初速度射入電場，實線為粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，a、b、c三點是實線與虛線的交點.則該粒子（）

A. 帶負電

B. 在c點受力最大

C. 在b點的電勢能大于在c點的電勢能

D. 由a點到b點的動能變化量大于由b點到c點的動能變化量

師：上節課我們如何處理帶電粒子與電場線軌跡問題？

生回答。師點評。

三、 課堂總結，方法歸類略

四、 課后反思

（一） 問題解決中建構知識

本節課通過問題情境的創設和問題的解決基本能夠達到課前設定的教學目標，能夠幫助學生在建構基礎知識的同時，獲得運用所學知識分析、解決問題的能力。通過喚醒學生已有的電場知識，引導學生自主建構，很好地突出了本節課的重點，將等勢面與軌跡問題轉化為電場線與軌跡問題有效地突破了難點，激發了學生學習興趣，提升了學生的思維品質。

（二） 課堂問題

教學設計中可以先創設情境，通過教師的引導，學生提出需要解決的問題。課堂生成的問題多了，學生的積極性就高了，課堂就具有了智慧，課堂就有了生命力。

作者簡介：姜軍，江蘇省淮安市，江蘇省清江中學。