人教版高中物理必修第三冊《第九章靜電場及其應用》大單元整體教學設計[2020課標]一、內容分析與整合二、《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》分解三、學情分析四、大主題或大概念設計五、大單元目標敘寫六、大單元教學重點七、大單元教學難點八、大單元整體教學思路九、學業評價十、大單元實施思路及教學結構圖十一、大情境、大任務創設十二、單元學歷案十三、學科實踐與跨學科學習設計十四、大單元作業設計十五、“教-學-評”一致性課時設計十六、大單元教學反思一、內容分析與整合（一）教學內容分析《第九章靜電場及其應用》是高中物理必修第三冊的重要內容，它涉及靜電學的基本概念、定律以及電場的應用等多個方面。本章的教學內容主要包括電荷、庫侖定律、電場和電場強度、靜電的防止與利用等知識點。這些內容不僅是電磁學的基礎，也是理解后續電磁感應、交流電等內容的重要前提。電荷是靜電學的基本概念，學生需要理解電荷的種類、電荷守恒定律以及元電荷的概念。通過了解電荷的產生和轉移方式，學生能夠認識到摩擦起電、感應起電等現象的本質。庫侖定律是描述電荷間相互作用力的基本定律，學生需要掌握庫侖定律的公式，并能夠應用它解決電荷間的相互作用問題。這一部分內容不僅要求學生具備基本的數學運算能力，還要求學生理解物理模型的構建和應用。電場和電場強度是本章的重點內容。電場是電荷周圍存在的一種特殊物質，而電場強度則是描述電場強弱的物理量。學生需要理解電場的基本性質，掌握電場強度的定義和計算方法，并能夠應用電場線形象地描述電場。學生還需要了解電場強度與試探電荷的關系，以及電場強度的疊加原理。靜電的防止與利用是本章的實用部分。學生需要了解靜電的危害，掌握防止靜電危害的方法，并能夠了解靜電在工業生產、日常生活中的應用。這部分內容不僅要求學生具備基本的物理知識，還要求學生能夠將理論知識應用于實際問題中，培養學生的實踐能力和創新意識。（二）單元內容分析本單元的內容可以分為四個部分：電荷、庫侖定律、電場和電場強度、靜電的防止與利用。這四個部分相互關聯，層層遞進，共同構成了靜電學的完整體系。電荷電荷是靜電學的基礎概念，它涉及電荷的種類、電荷守恒定律以及元電荷的概念。通過了解電荷的產生和轉移方式，學生可以初步認識靜電現象的本質。電荷守恒定律是自然界的基本規律之一，它表明電荷既不會創生也不會消滅，只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分。元電荷是電荷量的最小單元，所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數倍。庫侖定律庫侖定律是描述電荷間相互作用力的基本定律，它表明真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力與它們的電荷量的乘積成正比，與它們之間距離的二次方成反比。庫侖定律的公式為F=kq1q2r2電場和電場強度電場是電荷周圍存在的一種特殊物質，它具有能量和力的性質。電場強度是描述電場強弱的物理量，它定義為試探電荷在電場中所受電場力與試探電荷電荷量的比值。電場強度的公式為E==Fq靜電的防止與利用靜電的防止與利用是靜電學的實用部分。靜電現象在自然界和工業生產中廣泛存在，它們既可能帶來危害，也可能為人類所利用。例如，靜電放電可能引發火災或爆炸，而靜電吸附則廣泛應用于工業生產中的除塵、噴漆等領域。通過了解靜電的危害和利用方法，學生可以培養實踐能力和創新意識，將理論知識應用于實際問題中。（三）單元內容整合本單元的內容整合應圍繞靜電學的基本概念、定律以及電場的應用展開。通過介紹電荷的種類、電荷守恒定律以及元電荷的概念，引導學生初步認識靜電現象的本質。通過講解庫侖定律和電場強度的概念，引導學生深入理解電荷間的相互作用以及電場的性質。通過介紹靜電的防止與利用方法，引導學生將理論知識應用于實際問題中，培養學生的實踐能力和創新意識。在整合過程中，應注重知識點的內在聯系和邏輯順序。例如，在講解庫侖定律時，可以引導學生回顧電荷的概念和電荷守恒定律，從而加深對庫侖定律的理解。在講解電場強度時，可以引導學生回顧電場的概念和電場線的應用，從而加深對電場強度的理解。還可以通過實驗演示和案例分析等方式，幫助學生更好地理解和掌握靜電學的相關知識。二、《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》分解（一）物理觀念物質觀念學生應理解電荷是物質的一種基本屬性，能夠區分正電荷和負電荷，并理解電荷守恒定律。學生應理解電場是電荷周圍存在的一種特殊物質，具有能量和力的性質，能夠用電場線形象地描述電場的分布。運動與相互作用觀念學生應理解電荷間的相互作用力遵循庫侖定律，能夠應用庫侖定律解決電荷間的相互作用問題。學生應理解電場強度是描述電場強弱的物理量，能夠用電場強度公式計算電場強度，并理解電場強度與試探電荷的關系。能量觀念學生應理解電場具有能量，電荷在電場中移動時會產生電勢能的變化。學生應了解靜電現象中的能量轉化過程，如靜電放電過程中的能量釋放和靜電吸附過程中的能量轉移。（二）科學思維模型建構學生應能夠構建電荷、電場等物理模型，并用這些模型解釋靜電現象。學生應能夠應用物理模型解決電荷間的相互作用問題，如利用庫侖定律計算電荷間的相互作用力。科學推理學生應能夠根據實驗數據和物理定律進行科學推理，得出合理的結論。學生應能夠運用電場強度的概念進行邏輯推理，解決電場中的實際問題。科學論證學生應能夠用實驗數據和物理定律支持自己的觀點，進行科學論證。學生應能夠評價他人的觀點，并提出合理的質疑和反駁。質疑創新學生應敢于質疑已有的物理觀念和結論，提出新的觀點和假設。學生應能夠嘗試運用新的方法和手段解決靜電學中的問題，培養創新意識。（三）科學探究問題學生應能夠從生活實際出發，提出與靜電學相關的問題，如靜電放電的危害和靜電吸附的應用等。學生應能夠通過實驗觀察和數據分析，發現靜電學中的新問題和新現象。證據學生應能夠收集實驗數據和其他相關證據，支持自己的觀點和假設。學生應能夠運用實驗數據和物理定律進行邏輯推理，得出合理的結論。解釋學生應能夠用物理語言解釋靜電現象和實驗結果，如用庫侖定律解釋電荷間的相互作用力。學生應能夠將靜電學知識應用于實際問題中，提出合理的解決方案。交流學生應能夠與他人交流自己的觀點和實驗結果，進行學術討論和合作研究。學生應能夠撰寫實驗報告和科學論文，清晰地表達自己的研究過程和結論。（四）科學態度與責任科學本質學生應理解科學是一種探索自然規律的方法論體系，具有相對性和局限性。學生應認識到靜電學是物理學的一個分支，具有廣泛的應用價值和發展前景。科學態度學生應具備實事求是的科學態度，尊重實驗數據和物理定律，不迷信權威和教條。學生應具備開放和包容的心態，敢于質疑和挑戰已有的物理觀念和結論。社會責任學生應了解靜電現象在自然界和工業生產中的廣泛應用和潛在危害，具備防范靜電危害的意識。學生應能夠將靜電學知識應用于實際問題中，為解決社會問題貢獻自己的力量。通過本章的教學，學生應能夠深入理解靜電學的基本概念、定律以及電場的應用，培養科學思維和科學探究能力，形成正確的物理觀念和社會責任感。教師還應注重培養學生的實踐能力和創新意識，引導學生將理論知識應用于實際問題中，為未來的學習和工作打下堅實的基礎。三、學情分析在高中物理必修第三冊《第九章靜電場及其應用》的教學設計中，學情分析是確保教學有效性和針對性的重要環節。通過深入分析學生的已知內容、新知內容、學習能力以及可能遇到的學習障礙，教師可以更加精準地制定教學策略，促進學生的全面發展。（一）已知內容分析學生在進入第九章《靜電場及其應用》的學習之前，已經具備了一定的物理基礎知識和技能。根據《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，學生在此前的學習中已經掌握了力學和運動學的基本概念，包括質點、位移、速度、加速度、牛頓運動定律等，以及功和能的關系、機械能守恒定律等。在電磁學方面，學生已經學習了磁場的基本概念和性質，包括磁感應強度、磁感線、安培力、洛倫茲力等。具體到第九章的內容，學生在日常生活中對靜電現象有一定的感性認識，如摩擦起電、靜電吸附、避雷針等。這些經驗為學生理解靜電場的基本概念和性質提供了一定的基礎。學生在數學方面已經掌握了向量運算、微積分基礎等知識，為學習電場強度、電勢等概念提供了必要的數學工具。學生在靜電學方面的理性認識相對薄弱。他們可能難以理解電荷的微觀本質、庫侖定律的推導過程、電場強度的矢量性以及靜電平衡狀態等抽象概念。在教學過程中，教師需要注重理論聯系實際，通過生動的實驗演示和案例分析，幫助學生加深對靜電學知識的理解。（二）新知內容分析第九章《靜電場及其應用》主要介紹了靜電場的基本概念、性質和應用。具體包括以下幾個方面：電荷：介紹電荷的種類、電荷守恒定律、元電荷的概念以及電荷的微觀本質。通過摩擦起電、感應起電等實驗，幫助學生理解電荷的產生和轉移過程。庫侖定律：介紹點電荷模型、庫侖定律的表述和推導過程，以及庫侖定律的應用。通過實驗測量兩個點電荷之間的作用力，驗證庫侖定律的正確性，并引導學生分析影響靜電力大小的因素。電場電場強度：介紹電場的概念、電場強度的定義和性質，以及電場線的繪制方法。通過實驗觀察電場對試探電荷的作用力，測量電場強度的大小和方向，幫助學生理解電場的物質性和矢量性。靜電的防止與利用：介紹靜電平衡狀態、尖端放電現象、靜電屏蔽原理以及靜電的應用和危害。通過案例分析，引導學生了解靜電在生活和生產中的應用和防護措施。這些新知內容不僅要求學生掌握靜電場的基本概念和性質，還要求學生具備運用所學知識解決實際問題的能力。在教學過程中，教師需要注重培養學生的科學思維方法和探究能力，引導學生通過實驗探究和理論分析，深入理解靜電場的本質和應用。（三）學生學習能力分析高中生在學習物理過程中，已經具備了一定的邏輯思維能力和抽象思維能力。他們能夠通過觀察實驗現象、分析數據結果，推導出物理規律；能夠通過運用數學工具，解決物理問題。靜電學作為電磁學的一個重要分支，其概念抽象、理論深奧，對學生的思維能力提出了更高的要求。邏輯思維能力：靜電學中的許多概念都是抽象的，如電場、電場強度等。學生需要通過邏輯思維，將這些抽象概念與具體實驗現象聯系起來，形成系統的知識體系。例如，在理解庫侖定律時，學生需要通過邏輯推理，分析影響靜電力大小的因素，并推導出庫侖定律的表達式。抽象思維能力：靜電學中的電場是一個看不見、摸不著的物體，但其客觀存在性需要通過實驗來驗證。學生需要具備抽象思維能力，將電場想象為一個具有物質性和矢量性的物體，并通過電場線等輔助工具來描述電場的分布和性質。實驗探究能力：實驗是物理學習的重要手段之一。學生需要通過實驗探究，驗證物理規律的正確性，并培養科學嚴謹的實驗態度和方法。在靜電學的學習中，學生需要通過實驗測量電場強度的大小和方向，觀察靜電平衡狀態和尖端放電現象等，從而加深對靜電學知識的理解。問題解決能力：靜電學知識在生活和生產中有著廣泛的應用。學生需要具備問題解決能力，將所學知識運用到實際問題的解決中。例如，在分析靜電危害和防護措施時，學生需要結合具體情況，提出合理的解決方案。（四）學習障礙突破策略針對學生在學習靜電學過程中可能遇到的學習障礙，教師可以采取以下策略來幫助學生突破難點：注重理論聯系實際：靜電學概念抽象、理論深奧，但與學生的日常生活密切相關。教師可以通過生活中的靜電現象引入新課，激發學生的學習興趣和好奇心。例如，在介紹摩擦起電時，教師可以讓學生親手做摩擦起電實驗，觀察實驗現象并思考其背后的物理原理。采用多樣化的教學手段：靜電學知識涉及面廣、內容繁多，教師可以采用多樣化的教學手段來提高教學效果。例如，利用多媒體課件展示電場線的繪制方法和電場強度的矢量性；通過動畫模擬靜電平衡狀態和尖端放電現象等。這些教學手段可以幫助學生更加直觀地理解靜電學知識。加強實驗探究環節：實驗是物理學習的重要環節之一。教師可以通過設計富有啟發性的實驗探究活動，引導學生通過觀察和思考來發現問題、解決問題。例如，在測量電場強度的大小時，教師可以讓學生自主選擇實驗器材和設計方案，并通過小組合作完成實驗探究任務。這樣不僅可以提高學生的實驗探究能力，還可以培養他們的團隊合作精神和創新能力。注重科學思維方法的培養：靜電學知識不僅要求學生掌握基本概念和性質，還要求學生具備科學思維方法和探究能力。教師可以通過引導學生分析實驗數據、推導物理公式等方式來培養他們的科學思維方法和探究能力。例如，在推導庫侖定律時，教師可以讓學生嘗試運用已知的物理規律和數學工具來推導出庫侖定律的表達式，并引導他們分析推導過程中的思維方法和邏輯鏈條。提供豐富的學習資源和拓展材料：靜電學知識涉及面廣、內容繁多，教師可以提供豐富的學習資源和拓展材料來幫助學生拓寬知識面和深化理解。例如，推薦相關的科普書籍、網站和學術論文等供學生參考學習；組織學生進行課外實踐活動或科研項目等以拓展他們的視野和增強實踐能力。針對學生在學習靜電學過程中可能遇到的學習障礙，教師可以通過注重理論聯系實際、采用多樣化的教學手段、加強實驗探究環節、注重科學思維方法的培養以及提供豐富的學習資源和拓展材料等方式來幫助他們突破難點、提高學習效果。教師還需要密切關注學生的學習情況和反饋意見，及時調整教學策略和方法以適應學生的需求和發展水平。四、大主題或大概念設計《第九章靜電場及其應用》的大主題設計為“探索靜電場的奧秘，理解電荷、電場及其應用”。本章內容緊密圍繞靜電現象展開，通過電荷、庫侖定律、電場及電場強度等核心概念的學習，引導學生深入探索靜電場的本質及其在日常生活和科學技術中的應用。本章旨在幫助學生形成對靜電場的系統認識，理解電荷間相互作用的基本規律，掌握電場強度的概念及其計算方法，并能夠運用所學知識分析靜電現象和解決實際問題。五、大單元目標敘寫（一）物理觀念電荷與靜電現象：學生能夠理解電荷是物質的一種基本屬性，電荷只有正負兩種，且電荷守恒。學生能夠描述靜電現象，如摩擦起電、感應起電等，并能解釋這些現象背后的物理原理。電場與電場強度：學生能夠理解電場是電荷周圍存在的一種特殊物質，具有能量和力的性質。學生能夠掌握電場強度的概念，理解其定義式E=F/q的物理意義，并能運用電場線形象地描述電場的分布和強弱。庫侖定律：學生能夠理解庫侖定律是描述真空中兩個靜止點電荷之間相互作用力的基本規律，掌握庫侖定律的公式F=k(q1q2)/(r2)，并能運用該定律計算點電荷間的相互作用力。靜電的應用與防止：學生能夠了解靜電在日常生活和科學技術中的廣泛應用，如靜電除塵、靜電噴漆等，并能分析靜電可能帶來的危害及防止措施。（二）科學思維模型建構：學生能夠通過質點、點電荷等理想化模型，簡化復雜的物理問題，提高解決問題的能力。例如，在探究庫侖定律時，將帶電體抽象為點電荷模型。科學推理：學生能夠運用已有的物理知識和科學方法，對靜電現象進行推理和分析。例如，根據電荷守恒定律推理出摩擦起電過程中電荷的轉移情況。科學論證：學生能夠基于實驗證據和邏輯推理，對靜電場的相關理論進行論證和檢驗。例如，通過實驗驗證庫侖定律的正確性。質疑創新：學生能夠勇于質疑已有的物理理論和觀點，提出新的假設和猜想，并通過實驗進行驗證。例如，對靜電場的應用提出新的設想和改進方案。（三）科學探究問題提出：學生能夠根據靜電現象和實驗觀察，提出具有探究價值的物理問題。例如，探究不同材質物體摩擦起電的效果差異。證據收集：學生能夠設計實驗方案，收集實驗數據，為探究問題提供有力的證據支持。例如，通過實驗測量不同距離下點電荷間的相互作用力。解釋交流：學生能夠基于實驗證據和邏輯推理，對探究結果進行解釋和交流，形成科學結論。例如，運用庫侖定律解釋點電荷間相互作用力的變化規律。反思評估：學生能夠反思探究過程中的不足和錯誤，評估實驗數據的可靠性和有效性，提出改進措施。例如，分析實驗誤差的來源并提出減小誤差的方法。（四）科學態度與責任科學本質認識：學生能夠認識到物理學是一門以實驗為基礎的科學，實驗證據是檢驗物理理論正確性的重要依據。科學態度培養：學生能夠保持對物理學的好奇心和求知欲，勇于探索未知領域，不迷信權威，敢于質疑和創新。社會責任擔當：學生能夠認識到物理學對人類社會發展的重要作用，關注物理學在環境保護、資源節約等方面的應用，積極承擔社會責任。合作交流能力：學生能夠與他人進行有效的合作與交流，共同探究物理問題，分享探究成果和經驗。六、大單元教學重點電荷與靜電現象：重點講解電荷的概念、種類及守恒定律，通過實驗演示摩擦起電、感應起電等靜電現象，幫助學生形成對電荷和靜電現象的直觀認識。電場與電場強度：重點講解電場的概念、性質及電場強度的定義和計算方法，通過電場線的繪制和分析，幫助學生理解電場的分布和強弱。庫侖定律：重點講解庫侖定律的內容、公式及適用范圍，通過實驗驗證庫侖定律的正確性，幫助學生掌握點電荷間相互作用力的計算方法。靜電的應用與防止：重點介紹靜電在日常生活和科學技術中的廣泛應用及可能帶來的危害，引導學生分析靜電現象的實際問題，提出防止靜電危害的有效措施。七、大單元教學難點電場強度的理解與應用：電場強度是一個抽象的概念，學生難以理解其物理意義和應用方法。通過電場線的繪制和分析，幫助學生建立電場強度的直觀認識，并引導學生運用電場強度公式解決實際問題。庫侖定律的實驗驗證：庫侖定律的實驗驗證需要精確的實驗操作和數據處理能力，學生難以獨立完成。通過分組實驗和合作學習，引導學生共同設計實驗方案、收集實驗數據并進行分析處理，提高學生的實驗技能和團隊合作能力。靜電現象的解釋與分析：靜電現象涉及多個物理概念和原理的綜合應用，學生難以準確解釋和分析。通過案例分析和討論交流，引導學生運用所學知識分析靜電現象背后的物理原理，提高學生的分析問題和解決問題的能力。靜電危害的防止措施：靜電危害的防止措施需要結合實際情況進行綜合考慮和分析，學生難以提出有效的解決措施。通過情境模擬和角色扮演等活動形式，引導學生結合實際情況分析靜電危害的原因和影響，提出有效的防止措施和改進方案。八、大單元整體教學思路在《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》的指導下，針對2019人教版高中物理必修第三冊《第九章靜電場及其應用》的教學內容，本大單元的整體教學思路旨在通過一系列精心設計的教學活動，引導學生深入理解靜電場的基本概念、性質及其在生活中的應用，全面提升學生的物理學科核心素養。本大單元計劃用四個課時完成，涵蓋“電荷”、“庫侖定律”、“電場與電場強度”以及“靜電的防止與利用”四個核心主題。以下是對這四個課時的教學目標的詳細設定和教學思路的闡述。（一）教學目標設定1.物理觀念第一課時：電荷理解電荷的概念，知道自然界中只存在兩種電荷（正電荷和負電荷），能解釋摩擦起電和感應起電的現象。理解電荷守恒定律，體會守恒思想在物理學中的應用。第二課時：庫侖定律理解庫侖定律的內容，知道點電荷的概念，能計算兩個點電荷之間的靜電力。體會庫侖定律的建立過程，理解科學思想和方法在物理學中的應用。第三課時：電場與電場強度理解電場的概念，知道電場是一種物質，能用電場線描述電場的分布。理解電場強度的定義和計算方法，能用電場強度描述電場的強弱。第四課時：靜電的防止與利用理解靜電現象的危害與利用，知道靜電平衡、尖端放電和靜電屏蔽的概念。能運用靜電知識解決實際問題，認識靜電現象在日常生活中的應用與防護。2.科學思維第一課時：電荷通過類比和推理，理解電荷守恒定律，培養邏輯思維和抽象思維能力。通過觀察并描述摩擦起電實驗現象，嘗試用原子結構模型解釋摩擦起電的原因，培養模型建構能力。第二課時：庫侖定律通過類比和推理，理解庫侖定律的建立過程，培養科學推理能力。通過實驗探究庫侖定律，學會控制變量法，培養實驗設計和數據分析能力。第三課時：電場與電場強度通過模型建構和類比推理，理解電場強度的定義和計算方法，培養模型建構和科學推理能力。通過實驗探究電場強度的分布規律，學會用試探電荷測量電場強度，培養實驗設計和數據分析能力。第四課時：靜電的防止與利用通過案例分析，學會運用靜電知識解決實際問題，培養問題解決能力和創新思維。通過創意設計，鼓勵學生設計一種利用靜電現象的新產品，培養創新思維和實踐能力。3.科學探究第一課時：電荷觀察并描述摩擦起電實驗現象，培養觀察能力和實驗操作能力。嘗試用原子結構模型解釋摩擦起電的原因，培養科學探究能力和科學論證能力。第二課時：庫侖定律利用庫侖定律實驗裝置，探究兩個點電荷之間的作用力與距離和電荷量的關系，培養實驗探究能力和數據分析能力。記錄實驗數據，繪制圖像，分析實驗結果，培養科學探究能力和科學論證能力。第三課時：電場與電場強度利用電場強度實驗裝置，測量不同位置的電場強度，培養實驗探究能力和數據分析能力。記錄實驗數據，繪制電場強度分布圖，培養科學探究能力和科學論證能力。第四課時：靜電的防止與利用分析靜電事故的原因及防范措施，培養問題解決能力和科學探究能力。鼓勵學生設計一種利用靜電現象的新產品，并進行創意設計，培養創新思維和實踐能力。4.科學態度與責任第一課時：電荷培養實事求是的科學態度，認識靜電現象在日常生活中的應用與危害。培養學生的環保意識和安全意識，了解靜電現象可能帶來的環境問題和安全問題。第二課時：庫侖定律培養嚴謹求實的科學態度，認識庫侖定律在物理學和工程技術中的應用。培養學生的社會責任感，了解物理學知識在工程技術中的應用對社會發展的貢獻。第三課時：電場與電場強度培養認真細致的科學態度，認識電場在物理學和工程技術中的重要作用。培養學生的創新意識和實踐能力，鼓勵學生在實驗探究中發現問題、解決問題。第四課時：靜電的防止與利用培養安全意識和環保意識，認識科學技術在社會發展中的重要作用。培養學生的社會責任感和職業道德，了解靜電現象的防止與利用對社會發展和環境保護的貢獻。（二）教學思路1.第一課時：電荷引入新課通過多媒體展示靜電現象的視頻，如頭發因靜電豎起、塑料筆桿吸引紙屑等，引發學生興趣。提出問題：“為什么這些物體會產生靜電現象？靜電現象是如何產生的？”引導學生思考并討論。新課講授講解電荷是物質的一種基本屬性，自然界中只存在兩種電荷——正電荷和負電荷。介紹歷史上對電荷的研究，如泰勒斯、王充、吉爾伯特等人的貢獻。演示摩擦起電實驗，讓學生觀察毛皮摩擦過的橡膠棒吸引紙屑的現象。引導學生分析實驗現象，嘗試用原子結構模型解釋摩擦起電的原因。講解電荷守恒定律的內容，強調在任何孤立系統中，電荷的總量保持不變。通過類比推理，讓學生理解守恒思想在物理學中的應用。課堂互動分組討論：將學生分成小組，討論為什么毛皮摩擦過的橡膠棒會吸引紙屑？鼓勵學生從原子結構模型的角度進行解釋。學生實驗：提供不同材料（如絲綢、玻璃棒、橡膠棒等），讓學生嘗試用不同材料摩擦起電，觀察并記錄實驗現象。課堂小結總結電荷的概念、電荷守恒定律及摩擦起電的原因。強調電荷是物質的一種基本屬性，自然界中只存在兩種電荷；在任何孤立系統中，電荷的總量保持不變；摩擦起電是由于不同物質對電子的束縛能力不同導致的。布置作業預習庫侖定律的內容，思考兩個點電荷之間的作用力與什么因素有關？嘗試用自己的話解釋庫侖定律的含義。2.第二課時：庫侖定律復習舊知回顧電荷的概念和電荷守恒定律，提問學生：“什么是電荷？電荷守恒定律的內容是什么？”引入新課提出問題：“兩個點電荷之間的作用力與什么因素有關？”引導學生思考并討論。介紹庫侖定律是描述兩個點電荷之間相互作用力的定律。新課講授講解庫侖定律的內容，即真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力與它們的電荷量的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。介紹庫侖扭秤實驗的原理和過程，強調庫侖通過巧妙的實驗設計測量了兩個點電荷之間的作用力。講解點電荷的概念及其適用條件，強調當帶電體之間的距離遠大于它們自身的大小時，可以看作點電荷。課堂互動分組實驗：利用庫侖定律實驗裝置，讓學生探究兩個點電荷之間的作用力與距離和電荷量的關系。要求學生記錄實驗數據，并嘗試用庫侖定律的公式進行解釋。數據分析：引導學生分析實驗數據，繪制圖像，觀察作用力與距離和電荷量的關系。討論實驗誤差的來源及減小誤差的方法。課堂小結總結庫侖定律的內容、公式及實驗探究過程。強調庫侖定律是描述兩個點電荷之間相互作用力的基本定律；通過實驗探究，可以驗證庫侖定律的正確性；在實驗過程中要注意控制變量法和減小誤差的方法。布置作業預習電場的概念，思考電場是如何描述電荷間相互作用的？嘗試用自己的話解釋電場線的含義。3.第三課時：電場與電場強度復習舊知回顧庫侖定律的內容及公式，提問學生：“庫侖定律是描述什么現象的定律？它的公式是什么？”引入新課提出問題：“如何描述電荷間的相互作用？”引導學生思考并討論。介紹電場是描述電荷間相互作用的一種物理量。新課講授講解電場是電荷周圍存在的一種物質，具有能量和力的性質。強調電場雖然看不見摸不著，但可以通過電荷在電場中的受力情況來感知它的存在。引入電場線的概念，用電場線描述電場的分布。講解電場線的性質，如電場線從正電荷出發終止于負電荷、電場線不相交等。講解電場強度的定義和計算方法，強調電場強度是描述電場強弱的物理量。推導電場強度的公式，解釋公式中各符號的含義。課堂互動分組實驗：利用電場強度實驗裝置，讓學生測量不同位置的電場強度。要求學生記錄實驗數據，并嘗試用電場強度的公式進行計算。數據分析：引導學生分析實驗數據，繪制電場強度分布圖。討論電場強度與試探電荷的關系，強調電場強度是由電場本身決定的，與試探電荷無關。課堂小結總結電場的概念、電場線的應用及電場強度的定義和計算方法。強調電場是描述電荷間相互作用的一種物理量；電場線可以直觀地描述電場的分布；電場強度是描述電場強弱的物理量，與試探電荷無關。布置作業預習靜電的防止與利用的內容，思考如何在實際生活中應用靜電知識？嘗試列舉幾個靜電應用的實例。4.第四課時：靜電的防止與利用復習舊知回顧電場和電場強度的概念，提問學生：“什么是電場？電場強度是如何定義的？”引入新課展示靜電現象在生活中的應用與危害的圖片或視頻，如靜電除塵器、靜電噴漆槍、靜電復印機等。提出問題：“靜電現象有哪些應用？又有哪些危害？如何防止靜電現象的危害？”引出靜電的防止與利用的學習。新課講授講解靜電現象的危害，如靜電火花引起的爆炸、電子設備的損壞等。強調在易燃易爆場所要特別注意防止靜電現象的危害。介紹靜電平衡、尖端放電和靜電屏蔽的概念及其原理。通過實例講解這些現象在日常生活和工程技術中的應用，如避雷針的工作原理、高壓線屏蔽技術等。講解靜電現象的利用，如靜電除塵、靜電噴漆、靜電復印等。強調靜電現象在環境保護、工業生產等領域的重要應用。課堂互動案例分析：分析靜電事故的原因及防范措施。提供幾個典型的靜電事故案例，讓學生分組討論并提出防范措施。分組討論：如何在日常生活中防止靜電現象的危害？鼓勵學生從生活實際出發，提出切實可行的防范措施。創意設計：鼓勵學生設計一種利用靜電現象的新產品。要求學生畫出設計草圖并簡要說明工作原理和應用場景。課堂小結總結靜電現象的危害與利用、靜電平衡、尖端放電和靜電屏蔽的概念及其應用。強調在日常生活和工程技術中要特別注意防止靜電現象的危害；同時也要充分利用靜電現象的有利方面為人類服務。布置作業撰寫一篇小論文，探討靜電現象在日常生活中的應用與防護。要求學生結合所學知識和生活實際進行撰寫，字數不少于800字。（三）教學實施策略情境教學通過多媒體展示靜電現象的視頻和圖片，創設生動的教學情境，激發學生的學習興趣和探究欲望。利用實驗裝置進行課堂演示和學生實驗，讓學生在實踐中感受靜電現象的魅力，加深對物理概念的理解。問題引導在教學過程中，不斷提出問題引導學生思考，培養學生的問題意識和探究能力。鼓勵學生提出問題，通過討論和交流解決問題，培養學生的合作精神和交流能力。實驗探究設計豐富的實驗活動，讓學生在實驗中探究物理規律，培養學生的實驗探究能力和數據分析能力。引導學生學會控制變量法、數據記錄與分析等實驗方法，提高學生的實驗操作技能。模型建構通過類比和推理，引導學生建構物理模型，如點電荷模型、電場線模型等，培養學生的模型建構能力。利用物理模型解釋物理現象和解決問題，提高學生的科學思維和科學論證能力。案例分析提供典型的靜電事故案例，讓學生分析事故原因及防范措施，培養學生的安全意識和環保意識。通過案例分析，讓學生了解靜電現象在日常生活和工程技術中的應用與防護，提高學生的實際應用能力。創意設計鼓勵學生設計一種利用靜電現象的新產品，培養學生的創新思維和實踐能力。通過創意設計活動，讓學生將所學知識應用于實際生活中，提高學生的創新意識和解決問題的能力。（四）教學評價過程性評價通過課堂問答、小組討論、實驗操作等方式，及時了解學生的學習情況和掌握程度。對學生的表現給予及時的反饋和評價，鼓勵學生積極參與課堂活動和實驗探究。結果性評價通過課后作業、小論文等方式，檢查學生的學習成果和掌握情況。對學生的作業和小論文進行認真批改和點評，指出存在的問題和改進的方向。表現性評價通過實驗操作技能、小組討論表現、創意設計成果等方式，評價學生的綜合能力和實際應用能力。對學生的表現給予全面的評價和鼓勵，激發學生的學習興趣和探究欲望。本大單元的整體教學思路旨在通過一系列精心設計的教學活動，引導學生深入理解靜電場的基本概念、性質及其在生活中的應用，全面提升學生的物理學科核心素養。在教學過程中，注重情境教學、問題引導、實驗探究、模型建構、案例分析和創意設計等方面的教學實施策略，采用過程性評價、結果性評價和表現性評價等多種評價方式，確保教學目標的全面達成。九、學業評價在2019人教版高中物理必修第三冊《第九章靜電場及其應用》的教學中，學業評價是確保學生學習成效、反饋教學效果、促進學生核心素養發展的重要環節。本章節的教學內容涵蓋了電荷、庫侖定律、電場及電場強度、靜電的防止與利用等多個核心概念，旨在通過學業評價全面、系統地評估學生在物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任等方面的表現。以下是根據《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結合教學設計結構模板，為本章節設計的學業評價方案。（一）物理觀念教學目標：學生能夠形成關于電荷、電場等基本概念和規律的物理觀念，理解電荷守恒定律、庫侖定律、電場強度等物理量的含義。學生能夠運用物理觀念解釋靜電現象及其在日常生活中的應用，如靜電除塵、靜電復印等。學習目標：理解電荷的概念，知道電荷守恒定律，并能解釋摩擦起電、感應起電等現象。掌握庫侖定律的內容，能夠運用庫侖定律計算點電荷之間的靜電力。理解電場的概念，知道電場是一種物質，能用電場線描述電場，理解電場強度的定義和計算方法。了解靜電的防止與利用，能夠列舉靜電在日常生活中的應用實例。評價目標：理解與應用：通過選擇題、填空題等形式，考察學生對電荷、電場等基本概念和規律的理解程度，如電荷守恒定律的應用、庫侖定律的計算等。解釋與說明：設計情境題或案例分析題，要求學生運用物理觀念解釋靜電現象，如解釋為什么脫毛衣時會產生火花、靜電除塵的工作原理等。綜合應用：通過綜合應用題，考察學生將物理觀念應用于解決實際問題的能力，如計算兩個點電荷之間的靜電力、設計靜電實驗方案等。（二）科學思維教學目標：培養學生運用科學思維方法分析物理問題的能力，如模型建構、科學推理、科學論證等。提高學生的抽象思維能力和邏輯推理能力，使學生能夠將復雜的物理問題簡化為物理模型進行求解。學習目標：學會用點電荷模型、電場線模型等物理模型描述靜電現象。能夠運用科學推理方法分析電荷之間的相互作用力，理解庫侖定律的推導過程。能夠運用科學論證方法證明電場強度的定義方法的合理性，理解電場強度的矢量性。評價目標：模型建構：通過模型建構題，考察學生運用物理模型描述靜電現象的能力，如用點電荷模型描述電荷之間的相互作用、用電場線模型描述電場分布等。科學推理：設計推理題，要求學生根據已知條件進行邏輯推理，得出物理結論，如根據庫侖定律推導出兩個點電荷之間的靜電力公式等。科學論證：通過論證題，考察學生運用科學證據和邏輯論證物理觀點的能力，如論證電場強度的定義方法的合理性、靜電平衡狀態的穩定性等。（三）科學探究教學目標：培養學生的科學探究能力，使學生能夠提出問題、設計實驗、收集數據、分析數據并得出結論。提高學生的實驗操作能力和數據處理能力，使學生能夠獨立完成靜電實驗并準確記錄和分析實驗數據。學習目標：學會提出與靜電現象相關的科學問題，并能設計實驗方案進行探究。能夠熟練操作靜電實驗器材，準確記錄實驗數據并進行處理和分析。能夠根據實驗數據得出結論，并撰寫實驗報告進行交流和反思。評價目標：提出問題：通過情境題或討論題，考察學生提出與靜電現象相關的科學問題的能力，如提出關于靜電除塵效率的影響因素的問題等。設計實驗：設計實驗設計題，要求學生根據科學問題設計實驗方案，包括實驗目的、實驗器材、實驗步驟等。實驗操作：通過實驗操作題或實驗報告評價，考察學生的實驗操作能力和數據處理能力，如評價學生操作靜電起電機、測量電場強度等實驗的表現。得出結論：通過數據分析題或實驗報告評價，考察學生根據實驗數據得出結論的能力，并要求學生撰寫實驗報告進行交流和反思。（四）科學態度與責任教學目標：培養學生的科學態度，使學生能夠尊重科學事實、崇尚科學精神、堅持實事求是。提高學生的社會責任感，使學生能夠關注科學·技術·社會·環境（STSE）的關系，積極參與環境保護和可持續發展等活動。學習目標：樹立尊重科學事實、崇尚科學精神的態度，能夠實事求是地評價物理觀點和實驗結論。關注靜電現象在日常生活中的應用及其對環境和社會的影響，積極參與靜電污染的防治和靜電技術的應用等活動。遵守實驗室規則和安全規范，確保實驗過程中的安全和環境保護。評價目標：科學態度：通過討論題或案例分析題，考察學生的科學態度，如評價學生對靜電現象的解釋是否尊重科學事實、是否堅持實事求是等。社會責任感：設計STSE題或社會實踐活動題，考察學生的社會責任感，如要求學生調查靜電污染的現狀并提出防治措施、參與靜電技術的應用和推廣等活動。實驗室規則和安全規范：通過實驗操作評價或實驗室安全知識測試，考察學生遵守實驗室規則和安全規范的情況，如評價學生在實驗操作過程中是否遵守安全規范、是否妥善處理實驗廢棄物等。學業評價方案實施建議多樣化評價方式：結合選擇題、填空題、情境題、案例分析題、模型建構題、推理題、論證題、實驗設計題、實驗操作題、數據分析題等多種題型，全面評價學生在物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任等方面的表現。過程性評價與終結性評價相結合：不僅關注學生的最終學習成果（如考試成績、實驗報告等），還關注學生的學習過程（如課堂表現、實驗操作、小組討論等），通過過程性評價及時反饋學生的學習情況，調整教學策略。自我評價與同伴評價相結合：鼓勵學生進行自我評價和同伴評價，培養學生的自我反思能力和團隊合作精神。通過自我評價，學生可以了解自己的學習情況和不足之處；通過同伴評價，學生可以借鑒他人的優點和經驗，共同進步。利用信息技術手段：充分利用信息技術手段（如在線測試系統、虛擬實驗室等）進行學業評價，提高評價效率和準確性。通過信息技術手段還可以為學生提供更多的學習資源和互動機會，促進學生的學習和發展。學業評價案例案例一：物理觀念評價——選擇題題目：關于電場強度的定義式E=F/q，下列說法正確的是（）A.E與試探電荷q受到的電場力F成正比，與試探電荷q的電荷量成反比B.E是矢量，其方向與試探電荷q所受電場力F的方向相同C.E是描述電場性質的物理量，與試探電荷q無關D.在同一個電場中，試探電荷q在不同位置受到的電場力F越大，該位置的電場強度E越大評價目標：考察學生對電場強度定義式的理解程度，包括電場強度的矢量性、與試探電荷無關的性質等。參考答案：C案例二：科學思維評價——模型建構題題目：用點電荷模型描述兩個等量異種點電荷的電場分布，并用電場線畫出其電場線分布圖。評價目標：考察學生運用點電荷模型和電場線模型描述靜電現象的能力，以及學生的空間想象能力和作圖能力。參考答案：學生應能夠正確畫出兩個等量異種點電荷的電場線分布圖，電場線從正電荷出發指向負電荷，形成兩個相對的“漏斗”形狀。案例三：科學探究評價——實驗設計題題目：設計實驗方案探究影響平行板電容器電容大小的因素。評價目標：考察學生提出科學問題、設計實驗方案的能力，以及學生對電容器電容影響因素的理解程度。參考答案：實驗目的：探究影響平行板電容器電容大小的因素。實驗器材：平行板電容器、靜電計、電源、開關、導線若干。實驗步驟：將平行板電容器與靜電計相連，測量并記錄初始電容值。改變平行板電容器的正對面積，測量并記錄電容值的變化。改變平行板電容器兩極板間的距離，測量并記錄電容值的變化。改變平行板電容器兩極板間的電介質種類（如空氣、紙張等），測量并記錄電容值的變化。實驗結論：根據實驗數據得出平行板電容器電容大小與正對面積成正比、與兩極板間距離成反比、與電介質種類有關的結論。案例四：科學態度與責任評價——STSE題題目：調查你所在學校或社區的靜電污染現狀，并提出防治措施。評價目標：考察學生的社會責任感、關注STSE關系的能力以及提出和解決實際問題的能力。參考答案：學生應能夠結合實際情況調查靜電污染的現狀（如打印機、復印機產生的靜電灰塵等），并提出針對性的防治措施（如定期清潔打印機、復印機、使用靜電消除器等）。學生還可以提出推廣靜電技術的應用（如靜電除塵、靜電復印等）以改善環境和提高生產效率的建議。通過以上學業評價方案的設計和實施，可以全面、系統地評估學生在《第九章靜電場及其應用》這一章節的學習成效，促進學生的核心素養發展。通過多樣化的評價方式和過程性評價與終結性評價相結合的方法，還可以及時反饋學生的學習情況，調整教學策略，提高教學效果。十、大單元實施思路及教學結構圖1.實施思路針對2019人教版高中物理必修第三冊《第九章靜電場及其應用》的教學內容，本大單元的實施思路將圍繞“電荷”、“庫侖定律”、“電場與電場強度”以及“靜電的防止與利用”四個核心主題展開，計劃用四個課時完成。通過一系列精心設計的教學活動，旨在培養學生的物理觀念、科學思維、科學探究能力和科學態度與責任，全面提升學生的物理學科核心素養。第一課時：電荷教學目標：物理觀念：理解電荷的概念，知道自然界中只存在兩種電荷，能解釋摩擦起電和感應起電的現象。科學思維：通過類比和推理，理解電荷守恒定律，體會守恒思想在物理學中的應用。科學探究：觀察并描述摩擦起電實驗現象，嘗試用原子結構模型解釋摩擦起電的原因。科學態度與責任：培養實事求是的科學態度，認識靜電現象在日常生活中的應用與危害。教學實施步驟：引入新課：通過展示靜電現象的視頻或實驗，引發學生興趣，提出“為什么有的物體容易帶電，而有的物體很難帶電？”的問題。新課講授：講解電荷的概念，介紹歷史上對電荷的研究，如泰勒斯、王充、吉爾伯特等人的貢獻。演示摩擦起電實驗，讓學生觀察并描述實驗現象。引入原子結構模型，解釋摩擦起電的原因，強調電荷守恒定律。課堂互動：分組討論：為什么毛皮摩擦過的橡膠棒會吸引紙屑？學生實驗：嘗試用不同材料摩擦起電，觀察并記錄實驗現象。課堂小結：總結電荷的概念、電荷守恒定律及摩擦起電的原因。布置作業：預習庫侖定律的內容，思考兩個點電荷之間的作用力與什么因素有關。第二課時：庫侖定律教學目標：物理觀念：理解庫侖定律的內容，知道點電荷的概念，能計算兩個點電荷之間的靜電力。科學思維：通過類比和推理，理解庫侖定律的建立過程，體會科學思想和方法。科學探究：通過實驗探究庫侖定律，學會控制變量法。科學態度與責任：培養嚴謹求實的科學態度，認識庫侖定律在物理學和工程技術中的應用。教學實施步驟：復習舊知：回顧電荷的概念和電荷守恒定律。引入新課：提出問題：“兩個點電荷之間的作用力與什么因素有關？”引出庫侖定律的學習。新課講授：講解庫侖定律的內容，介紹庫侖扭秤實驗。推導庫侖定律的公式，解釋公式中各符號的含義。討論點電荷的概念及其適用條件。課堂互動：分組實驗：利用庫侖定律實驗裝置，探究兩個點電荷之間的作用力與距離和電荷量的關系。數據分析：記錄實驗數據，繪制圖像，分析實驗結果。課堂小結：總結庫侖定律的內容、公式及實驗探究過程。布置作業：預習電場的概念，思考電場是如何描述電荷間相互作用的。第三課時：電場與電場強度教學目標：物理觀念：理解電場的概念，知道電場是一種物質，能用電場線描述電場的分布。科學思維：通過模型建構和類比推理，理解電場強度的定義和計算方法。科學探究：通過實驗探究電場強度的分布規律，學會用試探電荷測量電場強度。科學態度與責任：培養認真細致的科學態度，認識電場在物理學和工程技術中的重要作用。教學實施步驟：復習舊知：回顧庫侖定律的內容及公式。引入新課：提出問題：“如何描述電荷間的相互作用？”引出電場的學習。新課講授：講解電場的概念，介紹電場是一種物質，具有能量和力的性質。引入電場線的概念，用電場線描述電場的分布。講解電場強度的定義和計算方法，強調試探電荷的作用。課堂互動：分組實驗：利用電場強度實驗裝置，測量不同位置的電場強度。數據分析：記錄實驗數據，繪制電場強度分布圖。討論：電場強度與試探電荷的關系。課堂小結：總結電場的概念、電場線的應用及電場強度的定義和計算方法。布置作業：預習靜電的防止與利用的內容，思考如何在實際生活中應用靜電知識。第四課時：靜電的防止與利用教學目標：物理觀念：理解靜電現象的危害與利用，知道靜電平衡、尖端放電和靜電屏蔽的概念。科學思維：通過案例分析，學會運用靜電知識解決實際問題。科學探究：通過實驗探究靜電現象的應用與防護，培養創新意識和實踐能力。科學態度與責任：培養安全意識和環保意識，認識科學技術在社會發展中的重要作用。教學實施步驟：復習舊知：回顧電場和電場強度的概念。引入新課：展示靜電現象在生活中的應用與危害的圖片或視頻，引出靜電的防止與利用的學習。新課講授：講解靜電現象的危害，如靜電火花引起的爆炸、電子設備的損壞等。介紹靜電平衡、尖端放電和靜電屏蔽的概念及其原理。講解靜電現象的利用，如靜電除塵、靜電噴漆、靜電復印等。課堂互動：案例分析：分析靜電事故的原因及防范措施。分組討論：如何在日常生活中防止靜電現象的危害？創意設計：鼓勵學生設計一種利用靜電現象的新產品。課堂小結：總結靜電現象的危害與利用、靜電平衡、尖端放電和靜電屏蔽的概念及其應用。布置作業：撰寫一篇小論文，探討靜電現象在日常生活中的應用與防護。2.教學結構圖第九章靜電場及其應用├──第一課時：電荷│├──物理觀念││├──電荷的概念││├──自然界中的兩種電荷│├──科學思維││├──類比推理││├──守恒思想│├──科學探究││├──摩擦起電實驗││├──數據記錄與分析│├──科學態度與責任││├──實事求是的科學態度││├──認識靜電現象的應用與危害├──第二課時：庫侖定律│├──物理觀念││├──庫侖定律的內容││├──點電荷的概念│├──科學思維││├──類比推理││├──科學思想和方法│├──科學探究││├──庫侖扭秤實驗││├──控制變量法│├──科學態度與責任││├──嚴謹求實的科學態度││├──認識庫侖定律的應用├──第三課時：電場與電場強度│├──物理觀念││├──電場的概念││├──電場線的應用│├──科學思維││├──模型建構││├──類比推理│├──科學探究││├──電場強度實驗││├──數據記錄與分析│├──科學態度與責任││├──認真細致的科學態度││├──認識電場的重要性├──第四課時：靜電的防止與利用│├──物理觀念││├──靜電現象的危害與利用││├──靜電平衡、尖端放電和靜電屏蔽的概念│├──科學思維││├──案例分析││├──解決實際問題│├──科學探究││├──靜電現象實驗││├──創意設計│├──科學態度與責任││├──安全意識││├──環保意識3.具體教學實施步驟第一課時：電荷教學實施步驟：引入新課（約5分鐘）通過多媒體展示靜電現象的視頻，如頭發因靜電豎起、塑料筆桿吸引紙屑等，引發學生興趣。提出問題：“為什么這些物體會產生靜電現象？靜電現象是如何產生的？”引導學生思考并討論。新課講授（約25分鐘）電荷的概念：講解電荷是物質的一種基本屬性，自然界中只存在兩種電荷——正電荷和負電荷。介紹歷史上對電荷的研究，如泰勒斯、王充、吉爾伯特等人的貢獻。摩擦起電：演示摩擦起電實驗，讓學生觀察毛皮摩擦過的橡膠棒吸引紙屑的現象。引導學生分析實驗現象，嘗試用原子結構模型解釋摩擦起電的原因。電荷守恒定律：講解電荷守恒定律的內容，強調在任何孤立系統中，電荷的總量保持不變。通過類比推理，讓學生理解守恒思想在物理學中的應用。課堂互動（約10分鐘）分組討論：將學生分成小組，討論為什么毛皮摩擦過的橡膠棒會吸引紙屑？鼓勵學生從原子結構模型的角度進行解釋。學生實驗：提供不同材料（如絲綢、玻璃棒、橡膠棒等），讓學生嘗試用不同材料摩擦起電，觀察并記錄實驗現象。課堂小結（約5分鐘）總結電荷的概念、電荷守恒定律及摩擦起電的原因。強調電荷是物質的一種基本屬性，自然界中只存在兩種電荷；在任何孤立系統中，電荷的總量保持不變；摩擦起電是由于不同物質對電子的束縛能力不同導致的。布置作業（約5分鐘）預習庫侖定律的內容，思考兩個點電荷之間的作用力與什么因素有關？嘗試用自己的話解釋庫侖定律的含義。第二課時：庫侖定律教學實施步驟：復習舊知（約5分鐘）回顧電荷的概念和電荷守恒定律，提問學生：“什么是電荷？電荷守恒定律的內容是什么？”引入新課（約5分鐘）提出問題：“兩個點電荷之間的作用力與什么因素有關？”引導學生思考并討論。介紹庫侖定律是描述兩個點電荷之間相互作用力的定律。新課講授（約25分鐘）庫侖定律的內容：講解庫侖定律的內容，即真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力與它們的電荷量的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。庫侖扭秤實驗：介紹庫侖扭秤實驗的原理和過程，強調庫侖通過巧妙的實驗設計測量了兩個點電荷之間的作用力。點電荷的概念：講解點電荷的概念及其適用條件，強調當帶電體之間的距離遠大于它們自身的大小時，可以看作點電荷。課堂互動（約15分鐘）分組實驗：利用庫侖定律實驗裝置，讓學生探究兩個點電荷之間的作用力與距離和電荷量的關系。要求學生記錄實驗數據，并嘗試用庫侖定律的公式進行解釋。數據分析：引導學生分析實驗數據，繪制圖像，觀察作用力與距離和電荷量的關系。討論實驗誤差的來源及減小誤差的方法。課堂小結（約5分鐘）總結庫侖定律的內容、公式及實驗探究過程。強調庫侖定律是描述兩個點電荷之間相互作用力的基本定律；通過實驗探究，可以驗證庫侖定律的正確性；在實驗過程中要注意控制變量法和減小誤差的方法。布置作業（約5分鐘）預習電場的概念，思考電場是如何描述電荷間相互作用的？嘗試用自己的話解釋電場線的含義。第三課時：電場與電場強度教學實施步驟：復習舊知（約5分鐘）回顧庫侖定律的內容及公式，提問學生：“庫侖定律是描述什么現象的定律？它的公式是什么？”引入新課（約5分鐘）提出問題：“如何描述電荷間的相互作用？”引導學生思考并討論。介紹電場是描述電荷間相互作用的一種物理量。新課講授（約25分鐘）電場的概念：講解電場是電荷周圍存在的一種物質，具有能量和力的性質。強調電場雖然看不見摸不著，但可以通過電荷在電場中的受力情況來感知它的存在。電場線：引入電場線的概念，用電場線描述電場的分布。講解電場線的性質，如電場線從正電荷出發終止于負電荷、電場線不相交等。電場強度：講解電場強度的定義和計算方法，強調電場強度是描述電場強弱的物理量。推導電場強度的公式，解釋公式中各符號的含義。課堂互動（約15分鐘）分組實驗：利用電場強度實驗裝置，讓學生測量不同位置的電場強度。要求學生記錄實驗數據，并嘗試用電場強度的公式進行計算。數據分析：引導學生分析實驗數據，繪制電場強度分布圖。討論電場強度與試探電荷的關系，強調電場強度是由電場本身決定的，與試探電荷無關。課堂小結（約5分鐘）總結電場的概念、電場線的應用及電場強度的定義和計算方法。強調電場是描述電荷間相互作用的一種物理量；電場線可以直觀地描述電場的分布；電場強度是描述電場強弱的物理量，與試探電荷無關。布置作業（約5分鐘）預習靜電的防止與利用的內容，思考如何在實際生活中應用靜電知識？嘗試列舉幾個靜電應用的實例。第四課時：靜電的防止與利用教學實施步驟：復習舊知（約5分鐘）回顧電場和電場強度的概念，提問學生：“什么是電場？電場強度是如何定義的？”引入新課（約5分鐘）展示靜電現象在生活中的應用與危害的圖片或視頻，如靜電除塵器、靜電噴漆槍、靜電復印機等。提出問題：“靜電現象有哪些應用？又有哪些危害？如何防止靜電現象的危害？”引出靜電的防止與利用的學習。新課講授（約25分鐘）靜電現象的危害：講解靜電現象的危害，如靜電火花引起的爆炸、電子設備的損壞等。強調在易燃易爆場所要特別注意防止靜電現象的危害。靜電平衡、尖端放電和靜電屏蔽：介紹靜電平衡、尖端放電和靜電屏蔽的概念及其原理。通過實例講解這些現象在日常生活和工程技術中的應用，如避雷針的工作原理、高壓線屏蔽技術等。靜電現象的利用：講解靜電現象的利用，如靜電除塵、靜電噴漆、靜電復印等。強調靜電現象在環境保護、工業生產等領域的重要應用。課堂互動（約15分鐘）案例分析：分析靜電事故的原因及防范措施。提供幾個典型的靜電事故案例，讓學生分組討論并提出防范措施。分組討論：如何在日常生活中防止靜電現象的危害？鼓勵學生從生活實際出發，提出切實可行的防范措施。創意設計：鼓勵學生設計一種利用靜電現象的新產品。要求學生畫出設計草圖并簡要說明工作原理和應用場景。課堂小結（約5分鐘）總結靜電現象的危害與利用、靜電平衡、尖端放電和靜電屏蔽的概念及其應用。強調在日常生活和工程技術中要特別注意防止靜電現象的危害；同時也要充分利用靜電現象的有利方面為人類服務。布置作業（約5分鐘）撰寫一篇小論文，探討靜電現象在日常生活中的應用與防護。要求學生結合所學知識和生活實際進行撰寫，字數不少于800字。十一、大情境、大任務創設一、教學目標設定（一）物理觀念電荷學生能夠理解電荷的概念，知道自然界中只存在兩種電荷（正電荷和負電荷），并能解釋摩擦起電和感應起電的現象。學生能夠理解電荷守恒定律，認識到在任何孤立系統中，電荷的總量保持不變，體會守恒思想在物理學中的應用。庫侖定律學生能夠理解庫侖定律的內容，知道點電荷的概念，并能計算兩個點電荷之間的靜電力。學生能夠理解庫侖定律的建立過程，體會科學思想和方法在物理學中的應用。電場與電場強度學生能夠理解電場的概念，知道電場是一種物質，具有能量和力的性質，并能用電場線描述電場的分布。學生能夠理解電場強度的定義和計算方法，知道電場強度是描述電場強弱的物理量。靜電的防止與利用學生能夠理解靜電現象的危害與利用，知道靜電平衡、尖端放電和靜電屏蔽的概念及其原理。學生能夠理解靜電現象在日常生活和工程技術中的應用，如靜電除塵、靜電噴漆、靜電復印等。（二）科學思維電荷學生能夠通過類比和推理，理解電荷守恒定律，培養守恒思想。學生能夠通過觀察摩擦起電實驗現象，嘗試用原子結構模型解釋摩擦起電的原因，培養模型建構能力。庫侖定律學生能夠通過類比和推理，理解庫侖定律的建立過程，體會科學推理的重要性。學生能夠通過控制變量法探究庫侖定律，培養科學探究能力。電場與電場強度學生能夠通過模型建構和類比推理，理解電場強度的定義和計算方法。學生能夠通過實驗探究電場強度的分布規律，學會用試探電荷測量電場強度，培養實驗探究能力。靜電的防止與利用學生能夠通過案例分析，學會運用靜電知識解決實際問題，培養解決實際問題的能力。學生能夠通過創意設計，鼓勵其設計一種利用靜電現象的新產品，培養創新意識和創新能力。（三）科學探究電荷學生能夠觀察并描述摩擦起電實驗現象，培養觀察能力和描述能力。學生能夠通過分組討論，探討摩擦起電的原因，培養合作與交流能力。庫侖定律學生能夠通過分組實驗，探究兩個點電荷之間的作用力與距離和電荷量的關系，培養實驗操作能力。學生能夠通過數據分析，記錄實驗數據并繪制圖像，分析實驗結果，培養數據分析和處理能力。電場與電場強度學生能夠通過分組實驗，測量不同位置的電場強度，培養實驗設計能力。學生能夠通過討論電場強度與試探電荷的關系，培養批判性思維能力。靜電的防止與利用學生能夠通過案例分析，分析靜電事故的原因及防范措施，培養問題解決能力。學生能夠通過分組討論，探討如何在日常生活中防止靜電現象的危害，培養合作與交流能力。（四）科學態度與責任電荷學生能夠培養實事求是的科學態度，認識靜電現象在日常生活中的應用與危害。學生能夠增強安全意識，了解靜電現象可能帶來的安全隱患。庫侖定律學生能夠培養嚴謹求實的科學態度，認識庫侖定律在物理學和工程技術中的應用。學生能夠增強創新意識，了解科學探索對人類進步的重要性。電場與電場強度學生能夠培養認真細致的科學態度，認識電場在物理學和工程技術中的重要作用。學生能夠增強環保意識，了解電場對人類生活環境的潛在影響。靜電的防止與利用學生能夠培養安全意識和環保意識，認識科學技術在社會發展中的重要作用。學生能夠增強社會責任感，了解如何運用科學知識為社會服務。二、大情境與大任務創設（一）大情境創設為了使學生更好地理解《第九章靜電場及其應用》的教學內容，我們將創設一個大情境——“靜電世界的探索與應用”。在這個大情境中，學生將扮演一名靜電領域的探索者，通過一系列的實驗、探究和實踐活動，深入了解靜電現象的產生、應用及防護。具體來說，這個大情境可以包括以下幾個子情境：靜電現象的初探學生通過實驗觀察靜電現象，如摩擦起電、感應起電等，感受靜電的神奇魅力。學生通過討論和交流，探討靜電現象的產生原因和影響因素。庫侖定律的揭秘學生通過分組實驗，探究兩個點電荷之間的作用力與距離和電荷量的關系，驗證庫侖定律的正確性。學生通過數據分析和圖像繪制，深入理解庫侖定律的物理意義和應用價值。電場的描繪與探究學生通過實驗測量不同位置的電場強度，學會用電場線描述電場的分布。學生通過討論和交流，探討電場強度與試探電荷的關系，以及電場在物理學和工程技術中的應用。靜電的防止與利用學生通過案例分析，了解靜電現象的危害與利用，探討如何在日常生活中防止靜電現象的危害。學生通過創意設計，鼓勵其設計一種利用靜電現象的新產品，展示靜電現象的廣泛應用前景。（二）大任務創設在大情境創設的基礎上，我們將設計一系列大任務，以引導學生深入探索靜電世界的奧秘。任務一：靜電現象的初探任務描述：學生需要完成以下實驗任務，并撰寫實驗報告。實驗一：摩擦起電實驗。使用不同材料（如絲綢、玻璃棒、橡膠棒等）進行摩擦起電實驗，觀察并記錄實驗現象。實驗二：感應起電實驗。使用靜電感應裝置進行感應起電實驗，觀察并記錄實驗現象。任務目標：通過實驗觀察靜電現象，理解電荷的概念和產生原因；培養觀察能力和描述能力；增強安全意識。活動建議：學生可以在實驗室分組進行實驗，每組選擇不同材料進行實驗；實驗過程中要注意安全操作，避免觸電等安全事故的發生。任務二：庫侖定律的揭秘任務描述：學生需要使用庫侖定律實驗裝置進行分組實驗，并完成以下任務。任務一：探究兩個點電荷之間的作用力與距離的關系。保持電荷量不變，改變兩個點電荷之間的距離，記錄作用力的大小并繪制圖像。任務二：探究兩個點電荷之間的作用力與電荷量的關系。保持距離不變，改變兩個點電荷的電荷量，記錄作用力的大小并繪制圖像。任務目標：通過實驗探究庫侖定律的正確性；理解點電荷的概念和庫侖定律的物理意義；培養實驗操作能力、數據分析能力和圖像繪制能力；增強嚴謹求實的科學態度。活動建議：學生可以在實驗室分組進行實驗，每組負責一個探究任務；實驗過程中要注意控制變量法的應用，確保實驗結果的準確性；實驗結束后要撰寫實驗報告，對實驗結果進行分析和討論。任務三：電場的描繪與探究任務描述：學生需要使用電場強度實驗裝置進行分組實驗，并完成以下任務。任務一：測量不同位置的電場強度。在電場中放置試探電荷，測量其受力大小并計算電場強度；改變試探電荷的位置和方向，重復上述測量過程。任務二：描繪電場線。根據測量的電場強度大小和方向，用電場線描繪電場的分布；比較不同電場（如勻強電場、點電荷電場等）的電場線分布特點。任務目標：通過實驗測量電場強度并描繪電場線；理解電場的概念和電場強度的定義；培養實驗設計能力、數據分析能力和圖像繪制能力；增強認真細致的科學態度。活動建議：學生可以在實驗室分組進行實驗，每組負責一個測量任務；實驗過程中要注意測量精度和誤差分析；實驗結束后要撰寫實驗報告，對電場線的分布特點進行分析和討論。任務四：靜電的防止與利用任務描述：學生需要完成以下案例分析任務和創意設計任務。任務一：案例分析。分析靜電事故的原因及防范措施，撰寫案例分析報告。可以選擇加油站靜電事故、煤礦靜電事故等典型案例進行分析。任務二：創意設計。鼓勵學生設計一種利用靜電現象的新產品，并撰寫創意設計方案。產品可以是靜電除塵器、靜電噴漆槍、靜電復印機等實際應用產品，也可以是具有創新性的靜電應用產品。任務目標：通過案例分析了解靜電現象的危害與防范措施；通過創意設計展示靜電現象的廣泛應用前景；培養問題解決能力、創新意識和創新能力；增強安全意識和環保意識。活動建議：學生可以在課堂上進行案例分析和創意設計的討論和交流；案例分析報告和創意設計方案可以在課后完成并提交給教師審閱；優秀的創意設計作品可以在班級或學校進行展示和推廣。三、教學實施步驟情境導入教師通過展示靜電現象的視頻或實驗，引發學生興趣并提出大情境——“靜電世界的探索與應用”。教師簡要介紹本章的教學內容和教學目標，引導學生進入學習狀態。任務一實施學生分組進行實驗一和實驗二，觀察并記錄實驗現象。學生分組討論實驗結果，探討靜電現象的產生原因和影響因素。教師巡視指導學生的實驗操作和討論過程，及時解答學生的疑問。任務二實施學生分組進行實驗一和任務二，探究兩個點電荷之間的作用力與距離和電荷量的關系。學生記錄實驗數據并繪制圖像，分析實驗結果并撰寫實驗報告。教師對學生的實驗報告進行審閱和反饋，指出存在的問題和改進方向。任務三實施學生分組進行實驗一和任務二，測量不同位置的電場強度并描繪電場線。學生比較不同電場的電場線分布特點，分析電場強度的變化規律。教師對學生的實驗結果和圖像繪制進行評價和指導，提高學生的實驗設計能力和數據分析能力。任務四實施學生分組進行案例分析和創意設計任務，撰寫案例分析報告和創意設計方案。學生在課堂上進行案例分析和創意設計的討論和交流，分享各自的觀點和想法。教師對學生的案例分析報告和創意設計方案進行審閱和評價，鼓勵學生進行創新性的思考和設計。總結與反思教師對本章的教學內容進行總結和回顧，強調靜電現象的重要性和應用價值。學生反思自己的學習過程和成果，總結存在的問題和改進方向。教師布置課后作業和預習任務，為下一章的學習做好準備。通過以上教學實施步驟，學生將在大情境的引導下深入探索靜電世界的奧秘，完成一系列大任務并達成教學目標。學生將在實驗探究、案例分析、創意設計等活動中培養科學思維、科學探究和科學態度與責任等核心素養。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時單元主題：第九章靜電場及其應用課時安排：本單元計劃用四個課時完成，具體安排如下：第一課時：電荷第二課時：庫侖定律第三課時：電場與電場強度第四課時：靜電的防止與利用（二）學習目標（一）物理觀念第一課時：電荷理解電荷的概念，知道自然界中只存在兩種電荷（正電荷和負電荷）。理解摩擦起電和感應起電的現象，能用原子結構模型解釋摩擦起電的原因。理解電荷守恒定律，體會守恒思想在物理學中的應用。第二課時：庫侖定律理解庫侖定律的內容，知道點電荷的概念，能計算兩個點電荷之間的靜電力。理解庫侖定律的建立過程，體會科學思想和方法。知道電場是一種物質，具有能量和力的性質。第三課時：電場與電場強度理解電場線的概念，能用電場線描述電場的分布。理解電場強度的定義和計算方法，知道電場強度是描述電場強弱的物理量。理解試探電荷的作用，知道電場強度與試探電荷無關。第四課時：靜電的防止與利用理解靜電現象的危害與利用，知道靜電平衡、尖端放電和靜電屏蔽的概念。理解靜電現象在日常生活和工程技術中的應用，如靜電除塵、靜電噴漆、靜電復印等。認識靜電現象在社會發展中的重要作用。（二）科學思維第一課時：電荷通過類比和推理，理解電荷守恒定律，培養守恒思想。通過觀察摩擦起電實驗現象，嘗試用原子結構模型解釋摩擦起電的原因，培養科學推理能力。第二課時：庫侖定律通過類比和推理，理解庫侖定律的建立過程，培養科學思維。通過實驗探究庫侖定律，學會控制變量法，培養科學探究能力。第三課時：電場與電場強度通過模型建構和類比推理，理解電場強度的定義和計算方法，培養建模能力。通過實驗探究電場強度的分布規律，學會用試探電荷測量電場強度，培養實驗設計能力。第四課時：靜電的防止與利用通過案例分析，學會運用靜電知識解決實際問題，培養問題解決能力。通過創意設計，鼓勵學生設計利用靜電現象的新產品，培養創新意識和實踐能力。（三）科學探究第一課時：電荷觀察并描述摩擦起電實驗現象，嘗試用原子結構模型解釋摩擦起電的原因。分組討論為什么毛皮摩擦過的橡膠棒會吸引紙屑，培養合作與交流能力。第二課時：庫侖定律利用庫侖定律實驗裝置，探究兩個點電荷之間的作用力與距離和電荷量的關系。記錄實驗數據，繪制圖像，分析實驗結果，培養實驗數據處理能力。第三課時：電場與電場強度利用電場強度實驗裝置，測量不同位置的電場強度。記錄實驗數據，繪制電場強度分布圖，培養實驗設計與實施能力。第四課時：靜電的防止與利用分析靜電事故的原因及防范措施，培養安全意識。分組討論如何在日常生活中防止靜電現象的危害，培養合作與交流能力。創意設計利用靜電現象的新產品，培養創新意識和實踐能力。（四）科學態度與責任第一課時：電荷培養實事求是的科學態度，認識靜電現象在日常生活中的應用與危害。增強對科學知識的好奇心和求知欲，激發探索自然現象的興趣。第二課時：庫侖定律培養嚴謹求實的科學態度，認識庫侖定律在物理學和工程技術中的應用。增強對科學研究的尊重和理解，激發投身科學研究的熱情。第三課時：電場與電場強度培養認真細致的科學態度，認識電場在物理學和工程技術中的重要作用。增強對科學知識的敬畏之心，激發探索自然界奧秘的動力。第四課時：靜電的防止與利用培養安全意識和環保意識，認識科學技術在社會發展中的重要作用。增強對社會責任的認識和擔當，激發為社會進步貢獻力量的決心。（三）評價任務第一課時：電荷評價任務1：通過觀察摩擦起電實驗現象，評價學生能否用原子結構模型解釋摩擦起電的原因。評價任務2：通過分組討論，評價學生能否理解電荷守恒定律，并體會守恒思想在物理學中的應用。第二課時：庫侖定律評價任務1：通過實驗探究庫侖定律，評價學生能否學會控制變量法，并準確記錄實驗數據。評價任務2：通過繪制圖像和分析實驗結果，評價學生能否理解庫侖定律的內容，并準確計算兩個點電荷之間的靜電力。第三課時：電場與電場強度評價任務1：通過測量不同位置的電場強度，評價學生能否理解電場強度的定義和計算方法。評價任務2：通過繪制電場強度分布圖，評價學生能否用電場線描述電場的分布，并理解電場強度的物理意義。第四課時：靜電的防止與利用評價任務1：通過分析靜電事故的原因及防范措施，評價學生能否培養安全意識，并理解靜電現象的危害與利用。評價任務2：通過創意設計利用靜電現象的新產品，評價學生能否培養創新意識和實踐能力，并認識科學技術在社會發展中的重要作用。（四）學習過程第一課時：電荷引入新課通過展示靜電現象的視頻或實驗（如頭發因靜電豎起、塑料筆桿吸引紙屑等），引發學生興趣。提出問題：“為什么這些物體會產生靜電現象？靜電現象是如何產生的？”引導學生思考并討論。新課講授電荷的概念：講解電荷是物質的一種基本屬性，自然界中只存在兩種電荷——正電荷和負電荷。介紹歷史上對電荷的研究，如泰勒斯、王充、吉爾伯特等人的貢獻。摩擦起電：演示摩擦起電實驗，讓學生觀察毛皮摩擦過的橡膠棒吸引紙屑的現象。引導學生分析實驗現象，嘗試用原子結構模型解釋摩擦起電的原因。電荷守恒定律：講解電荷守恒定律的內容，強調在任何孤立系統中，電荷的總量保持不變。通過類比推理，讓學生理解守恒思想在物理學中的應用。課堂互動分組討論：將學生分成小組，討論為什么毛皮摩擦過的橡膠棒會吸引紙屑？鼓勵學生從原子結構模型的角度進行解釋。學生實驗：提供不同材料（如絲綢、玻璃棒、橡膠棒等），讓學生嘗試用不同材料摩擦起電，觀察并記錄實驗現象。課堂小結總結電荷的概念、電荷守恒定律及摩擦起電的原因。強調電荷是物質的一種基本屬性，自然界中只存在兩種電荷；在任何孤立系統中，電荷的總量保持不變；摩擦起電是由于不同物質對電子的束縛能力不同導致的。布置作業預習庫侖定律的內容，思考兩個點電荷之間的作用力與什么因素有關？嘗試用自己的話解釋庫侖定律的含義。第二課時：庫侖定律復習舊知回顧電荷的概念和電荷守恒定律，提問學生：“什么是電荷？電荷守恒定律的內容是什么？”引入新課提出問題：“兩個點電荷之間的作用力與什么因素有關？”引導學生思考并討論。介紹庫侖定律是描述兩個點電荷之間