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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]
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
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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
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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
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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=k q 1 q 2
r
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,其中 F 为两个点电荷之间的相互作
用力, q1 和 q2 分别为两个点电荷的电荷量, r 为它们之间的距离, k 为静电
力常量。通过应用库仑定律,学生可以解决电荷间的相互作用问题,理解物理
模型的构建和应用。
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== F
q ,其中 E 为电场强度, F 为试探电荷
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在电场中所受电场力, q 为试探电荷的电荷量。电场线是一种用来形象地描述
电场分布的假想曲线,电场线的疏密程度表示电场的强弱,电场线的切线方向
表示电场强度的方向。通过了解电场和电场强度的概念,学生可以深入理解电
荷间的相互作用以及电场的性质。
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
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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。
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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 。
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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 。
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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
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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。