滬教版高二物理選修3-1第二章第三節(jié)研究電場(chǎng)的能的性質(zhì)教學(xué)設(shè)計(jì)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、課程基本信息1.課程名稱：滬教版高二物理選修3-1第二章第三節(jié)研究電場(chǎng)的能的性質(zhì)

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高二年級(jí)（1）班

3.授課時(shí)間：2022年10月10日星期一第2節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電場(chǎng)能量的性質(zhì)，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力；通過(guò)分析電場(chǎng)與電勢(shì)的關(guān)系，增強(qiáng)學(xué)生的邏輯思維能力；在理解電場(chǎng)能量概念的基礎(chǔ)上，提高學(xué)生的物理模型構(gòu)建能力；通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力。三、學(xué)情分析高二年級(jí)的學(xué)生在物理學(xué)科上已具備一定的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)操作能力。在知識(shí)層面，學(xué)生對(duì)電場(chǎng)、電勢(shì)等基本概念有一定的了解，但對(duì)電場(chǎng)能量這一較為抽象的概念理解可能存在困難。在能力方面，學(xué)生能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)，但深入分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、提出假設(shè)和驗(yàn)證假設(shè)的能力還有待提高。在素質(zhì)方面，學(xué)生的邏輯思維能力和問(wèn)題解決能力逐漸增強(qiáng)，但部分學(xué)生可能對(duì)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣不高，缺乏主動(dòng)探究的精神。

行為習(xí)慣上，學(xué)生在課堂上能夠保持基本的紀(jì)律，但部分學(xué)生可能存在注意力不集中、參與度不高的情況。對(duì)課程學(xué)習(xí)的影響主要體現(xiàn)在以下方面：

1.知識(shí)基礎(chǔ)：學(xué)生對(duì)電場(chǎng)能量概念的理解程度直接影響他們對(duì)后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)，如電場(chǎng)能量與電場(chǎng)力做功的關(guān)系等。

2.實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ弘妶?chǎng)能量性質(zhì)的探究需要學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)操作技能和數(shù)據(jù)分析能力，這對(duì)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)技能提升有重要意義。

3.學(xué)習(xí)興趣：學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣直接影響他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力和參與度，因此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是提高教學(xué)效果的關(guān)鍵。

4.思維能力：電場(chǎng)能量性質(zhì)的研究需要學(xué)生運(yùn)用邏輯思維和抽象思維能力，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)具有重要意義。

1.調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的探究欲望。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和數(shù)據(jù)分析能力。

3.引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用邏輯思維和抽象思維能力，深入理解電場(chǎng)能量性質(zhì)。

4.關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，提供分層教學(xué)，確保每個(gè)學(xué)生都能在課堂上有所收獲。四、教學(xué)資源1.軟硬件資源：多功能教學(xué)平臺(tái)、電腦、投影儀、示波器、電場(chǎng)線板、電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)、電源、電阻、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材。

2.課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、物理學(xué)科專用教學(xué)軟件。

3.信息化資源：電場(chǎng)能量相關(guān)動(dòng)畫、實(shí)驗(yàn)視頻、在線測(cè)試題庫(kù)。

4.教學(xué)手段：多媒體課件、板書、實(shí)物演示、小組討論、實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)。五、教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課

（老師）同學(xué)們，大家好！今天我們來(lái)學(xué)習(xí)第二章第三節(jié)的內(nèi)容，研究電場(chǎng)的能的性質(zhì)。在上一節(jié)課中，我們學(xué)習(xí)了電場(chǎng)和電勢(shì)，今天我們將進(jìn)一步探討電場(chǎng)能量這一重要概念。

（學(xué)生）老師好，我們已經(jīng)了解了電場(chǎng)和電勢(shì)，對(duì)電場(chǎng)能量的性質(zhì)也很感興趣。

二、新課講授

（老師）首先，我們來(lái)回顧一下電場(chǎng)和電勢(shì)的基本概念。電場(chǎng)是電荷周圍空間的一種特殊物質(zhì)，它對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力；而電勢(shì)是描述電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能高低的物理量。那么，電場(chǎng)能量又是怎樣的呢？

（學(xué)生）老師，電場(chǎng)能量應(yīng)該是電場(chǎng)中所有電荷所具有的能量吧？

（老師）很好，你的理解很接近。電場(chǎng)能量是指電場(chǎng)中所有電荷所具有的勢(shì)能總和。接下來(lái)，我們將通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電場(chǎng)能量的性質(zhì)。

三、實(shí)驗(yàn)探究

（老師）為了更好地理解電場(chǎng)能量的性質(zhì)，我們進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：

1.實(shí)驗(yàn)一：觀察電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)能的關(guān)系

（學(xué)生）請(qǐng)同學(xué)們按照實(shí)驗(yàn)步驟，將電場(chǎng)線板放置在水平桌面上，并連接好電源。然后，在電場(chǎng)線板上放置一個(gè)帶電小球，觀察小球在不同位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。

2.實(shí)驗(yàn)二：探究電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系

（學(xué)生）請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，調(diào)整電場(chǎng)線板的傾斜角度，使電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系更加明顯。

（老師）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，請(qǐng)注意觀察小球的運(yùn)動(dòng)軌跡和電場(chǎng)線的變化，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

四、數(shù)據(jù)分析與討論

（老師）請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)能的關(guān)系，以及電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系。

（學(xué)生）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)能成正比，電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化成正比。

（老師）很好，你們的觀察和分析很準(zhǔn)確。接下來(lái)，我們進(jìn)一步探討電場(chǎng)能量的性質(zhì)。

五、性質(zhì)探究

（老師）電場(chǎng)能量的性質(zhì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.電場(chǎng)能量與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比

（學(xué)生）老師，這是因?yàn)樵陔妶?chǎng)中，電荷所具有的電勢(shì)能與其所處的電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。

2.電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化成正比

（學(xué)生）是的，根據(jù)能量守恒定律，電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的減少量。

3.電場(chǎng)能量具有可轉(zhuǎn)換性

（學(xué)生）老師，這意味著電場(chǎng)能量可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如動(dòng)能。

（老師）同學(xué)們的回答很到位。電場(chǎng)能量的可轉(zhuǎn)換性在許多物理現(xiàn)象中都有體現(xiàn)，如電容器的充放電過(guò)程。

六、總結(jié)與拓展

（老師）通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了電場(chǎng)能量的性質(zhì)，包括電場(chǎng)能量與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化成正比、電場(chǎng)能量具有可轉(zhuǎn)換性等。這些性質(zhì)在物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。

（學(xué)生）老師，我們知道了電場(chǎng)能量的性質(zhì)，那么在實(shí)際應(yīng)用中，如何利用這些性質(zhì)解決實(shí)際問(wèn)題呢？

（老師）很好，同學(xué)們提出了一個(gè)很好的問(wèn)題。在下一節(jié)課中，我們將學(xué)習(xí)電場(chǎng)能量的應(yīng)用，敬請(qǐng)期待。

七、課堂小結(jié)

（老師）今天我們學(xué)習(xí)了電場(chǎng)能量的性質(zhì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)分析，我們了解了電場(chǎng)能量與電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)力做功之間的關(guān)系。希望大家能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中，提高自己的物理素養(yǎng)。

（學(xué)生）謝謝老師，我們一定會(huì)努力學(xué)習(xí)，將物理知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中。

八、布置作業(yè)

（老師）請(qǐng)同學(xué)們完成以下作業(yè)：

1.復(fù)習(xí)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，整理筆記。

2.閱讀課本第二章第三節(jié)的相關(guān)內(nèi)容，思考電場(chǎng)能量在實(shí)際應(yīng)用中的體現(xiàn)。

3.思考如何利用電場(chǎng)能量的性質(zhì)解決實(shí)際問(wèn)題，下節(jié)課分享你的想法。

（學(xué)生）好的，老師，我們一定會(huì)認(rèn)真完成作業(yè)。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-電場(chǎng)能量的計(jì)算公式及其在實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)例，如電容器的電場(chǎng)能量計(jì)算。

-電場(chǎng)能量與電場(chǎng)強(qiáng)度分布的關(guān)系，通過(guò)具體案例如點(diǎn)電荷電場(chǎng)、均勻電場(chǎng)等來(lái)展示。

-電場(chǎng)能量與電場(chǎng)力做功的關(guān)系，包括保守力和非保守力的區(qū)別，以及電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系。

-電場(chǎng)能量與電勢(shì)能守恒定律的聯(lián)系，通過(guò)實(shí)例說(shuō)明電場(chǎng)中的能量守恒現(xiàn)象。

-電場(chǎng)能量在電磁學(xué)中的應(yīng)用，如電磁感應(yīng)、電磁波的產(chǎn)生等。

2.拓展建議：

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀相關(guān)的物理科普書籍，如《電磁學(xué)的故事》等，以增加對(duì)電場(chǎng)能量概念的理解。

-建議學(xué)生通過(guò)在線教育平臺(tái)，如國(guó)家開(kāi)放大學(xué)、中國(guó)大學(xué)MOOC等，觀看有關(guān)電場(chǎng)能量計(jì)算的在線課程。

-組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，探討電場(chǎng)能量在日常生活和工業(yè)中的應(yīng)用，如靜電除塵、靜電噴涂等。

-提供一些電場(chǎng)能量相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中親自操作，加深對(duì)電場(chǎng)能量概念的理解。

-布置一些拓展作業(yè)，如設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證電場(chǎng)能量守恒定律，或者計(jì)算一個(gè)具體電容器在充電過(guò)程中的電場(chǎng)能量變化。

-鼓勵(lì)學(xué)生參加物理競(jìng)賽或科學(xué)展覽，通過(guò)競(jìng)賽或展覽的形式，展示他們對(duì)電場(chǎng)能量知識(shí)的掌握和應(yīng)用。

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理學(xué)前沿領(lǐng)域的研究，如量子電動(dòng)力學(xué)中電場(chǎng)能量的量子化現(xiàn)象，以拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

-提供一些電場(chǎng)能量相關(guān)的數(shù)學(xué)工具和軟件，如MATLAB、Python等，讓學(xué)生通過(guò)編程來(lái)模擬和計(jì)算電場(chǎng)能量問(wèn)題。七、課后作業(yè)1.作業(yè)內(nèi)容：計(jì)算一個(gè)電容器的電場(chǎng)能量，已知電容器的電容為C=2μF，兩板間電壓為U=100V。

解答：電場(chǎng)能量W=1/2*C*U^2=1/2*2*10^-6*(100)^2=1*10^-3J。

2.作業(yè)內(nèi)容：一個(gè)點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中從位置A移動(dòng)到位置B，電場(chǎng)力做功為W=10J，求電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差。

解答：電勢(shì)差U=W/q，其中q為電荷量。假設(shè)電荷量為q=2C，則U=10J/2C=5V。

3.作業(yè)內(nèi)容：一個(gè)電容器由兩塊平行板組成，板間距離為d=0.01m，板面積為S=0.1m^2，介電常數(shù)為ε=8.85×10^-12F/m。求電容器充電到電壓U=100V時(shí)的電場(chǎng)能量。

解答：電場(chǎng)能量W=1/2*ε*ε0*E^2*S*d，其中E為電場(chǎng)強(qiáng)度，ε0為真空介電常數(shù)。首先計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度E=U/d=100V/0.01m=10^4V/m。然后計(jì)算電場(chǎng)能量W=1/2*8.85×10^-12*8.85×10^-12*(10^4)^2*0.1*0.01=3.96×10^-7J。

4.作業(yè)內(nèi)容：一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中沿電場(chǎng)線方向從位置A移動(dòng)到位置B，電場(chǎng)力做功為W=20J，粒子的電荷量為q=3C，求粒子在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能差。

解答：電勢(shì)能差ΔE=W/q=20J/3C=6.67J。

5.作業(yè)內(nèi)容：一個(gè)電容器由兩塊平行板組成，板間距離為d=0.02m，板面積為S=0.2m^2，介電常數(shù)為ε=10^-9F/m。如果電容器充電到電壓U=200V，求電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量。

解答：電場(chǎng)能量W=1/2*ε*ε0*E^2*S*d，其中E為電場(chǎng)強(qiáng)度，ε0為真空介電常數(shù)。首先計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度E=U/d=200V/0.02m=10^4V/m。然后計(jì)算電場(chǎng)能量W=1/2*10^-9*8.85×10^-12*(10^4)^2*0.2*0.02=1.7×10^-5J。八、反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示，增強(qiáng)直觀感受。在講解電場(chǎng)能量性質(zhì)時(shí)，我通過(guò)實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀感受到電場(chǎng)能量的變化，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

2.引入生活實(shí)例，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。我嘗試將電場(chǎng)能量與日常生活實(shí)例相結(jié)合，如靜電除塵、靜電噴涂等，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠更好地理解電場(chǎng)能量的實(shí)際應(yīng)用。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問(wèn)題

1.學(xué)生對(duì)抽象概念理解困難。在講解電場(chǎng)能量性質(zhì)時(shí)，部分學(xué)生對(duì)抽象概念理解存在困難，導(dǎo)致他們?cè)诤罄m(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)中遇到障礙。

2.教學(xué)方式單一，缺乏互動(dòng)。在課堂教學(xué)中，我主要采用講授法，缺乏與學(xué)生之間的互動(dòng)，導(dǎo)致學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)不足。

3.評(píng)價(jià)方式單一，忽視學(xué)生個(gè)性化發(fā)展。目前，我主要采用考試成績(jī)作為評(píng)價(jià)學(xué)生的唯一標(biāo)準(zhǔn)，忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的個(gè)性化發(fā)展。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.深化實(shí)驗(yàn)