光电效应教学设计

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1、光电效应教学设计中国人民大学附属中学李志刚校内指导教师 宓奇区指导教师 刘丹杰 苏明义 宋诗伟1、 指导思想与理论依据1 .建构主义：以建构主义理论为指导，把认知建立在学生对客观的主动探究、发现的基础 上。建构主义理论一个重要概念是图式，图式是指个体对世界的知觉理解和思考的方式。 图式是认知结构的起点和核心，或者说是人类认识事物的基础。图式的形成和变化是认知 发展的实质，认知发展受三个过程的影响：即同化、顺化和平衡。同化是指学习个体对刺激输入的过滤或改变过程。也就是说个体在感受刺激时，把它们纳 入头脑中原有的图式之内，使其成为自身的一部分。顺应是指外部环境发生变化，而原有认知结构无法同化新环境

2、提供的信息时所引起的儿童 认知结构发生重组与改造的过程，即个体的认知结构因外部刺激的影响而发生改变的过 程。平衡是指学习者个体通过自我调节机制使认知发展从一个平衡状态向另一个平衡状态过渡 的过程。2 .物理教学的基本特征可以概括提炼为以下四点：以创设问题情景为切入点 呈现现象以观察实验(事实)为基础 一一展现特征以培养学生思维能力为核心 一一经典/量子 以提升学生探究能力为重点 一一有效控制变量2、 教学背景分析1 .内容分析：选彳3-5波粒二象性全章以人类对波粒二象性的认识的历史过程为线索，在介绍和引 领学生体会现代物理学研究的曲折过程之中，重建原有的对物质性质、规律的认知结构。 本节课比较

3、完整地展现了光电效应的发现、实验研究、理论解释、再实验研究的物理学研 究过程。实验和理论研究中建立了很多概念：光电子，逸出功，光子，其中光子”概念是最核心的概念。整个的研究过程，贯穿了人们对能量守恒观念从宏观到微观的拓展。本节课是经典理论与量子理论的第一次碰撞，光的波动性干扰(光作为波的连续性光的分立、不确定的粒子性)，以及微观抽象，给光电效应的解释带来很大障碍。2 .学生分析：学生已经学习了波动理论，对光的波动性的认知构建比较清晰牢固，本节光电效应现象可 能与学生已有的认知产生强烈冲突，而学生具有对未知领域的神秘感和强烈的好奇心和求 知欲，但往往重结论、轻过程。可以引导学生思考、体会实验现象

4、，设计实验方案，尝试 解释实验结果。之后引导性介绍爱因斯坦的革命性观点，学生可以继续对实验结果进行讨 论。如何使学生认识到经典理论的不足，是前提。为了实现这种思维转化，需提供凸显矛 盾的事实。为此，本节课把实验事实作为学习的基础，引导学生进行类比和想象，形成量 子思维和方法。本课应注重在以现象激发思维，以探究发现规律，以问题促使创造”，呈现历史，展现学科精神。3、 教学目标与重点、难点设计1 .教学目标【知识与技能】(1) 了解光电效应研究史实、光电效应现象、掌握光子的概念；(2)知道光电效应现象的规律；(3)理解光电效应方程的各个物理量的含义及其对光电效应的解释。【过程与方法】(1)通过探究

5、 光电效应规律”的过程，体会物理实验在物理学发展过程中的重要作用，体会 物理概念的形成过程，从而加深对概念的理解；(2)沿着实际物理学史的进程展开教学，使学生更能体验科学家的思维和科学的研究方法，真正达到像科学家一样思考问题 ”；(3)通过探究过程体会控制变量方法的运用；【情感态度价值观】(1)体验探究自然界规律的艰辛与喜悦.(2)陶冶崇尚科学、仰慕科学家，欣赏物理学的奇妙与和谐.(3)学习科学家敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神；(4)体会自然现象的多面性以及认识视角的多样性2 .教学重点和难点重点：(1)光电效应实验的设计与讨论(2)光电效应的理论解释难点：(1)光电效应

6、实验的设计与讨论(2)组织引导对光电效应的理论解释的讨论4、 教学资源与教学过程设计1 .教学资源：锌板，铁板，紫外线光源，普通光源，验电器，导线，皮毛，橡胶棒，普朗克常量测定仪(或光电效应实验装置)视频资源。2 .教学过程：教学环节教师为主的活动学生为主 的活动设 计息 图介绍赫兹的发现，引出光电效应的现象。思考、讨从历论并提出史回可能的设顾中想引入精色ffl l< l-i。人鼻塞用通海距正问题1:要在课堂上重复这个现象，需要哪些器材？题，教师给出并介绍一套器材 ，光直接照射不带电锌板，做演示实验(实验失让学败）：Hr）-fTn- 一.观察实验生进星（摩a qJ n现象，分析入思1.光

7、电效应的现象引入及实验 讨论U Iti .00吨修M实验失败 原因，给出考境 界。问题2:实验失败的可能原因分析：改进方案研究对象引导：光(光照时间、颜色 卜材料(锌板)、电十逸出后的空间的简单的方电特性案，可以物理情境引导：金属板的微观电结构结构在发生光电效应前后如何改变？确认有电问题3:要研究这个现象，可以从哪些方面入手？子能逸出激发讨论：涉求知及光、材欲和料、逸出讨论的电子(这欲，光电效应的3.电磁理论解右的疑难度，动能，方 向,）， 时间，颜 伍使学 生尽 快融 入课 堂1.介绍勒纳德等人的关注点，引导关注点聚焦到四个方面，然引导实验方案观察记录设计与讨论。实验现象关注点研究方案判断依

8、据再无尤电子遑出的 嚣电闪索担赛奈不同光景，不同率（飘色有无电流分组/与老师一起讨单位时间内递出的 电子！以MX. Bin 他辑察憾独电流外 -论并研究 方案（装递出电为声电子1 的最大制动鲍坛.温察量止电压1:才-耳Eg =皿置）府充解到密电子递 出的时间间“射现享有置照到有电旅 的时两间扁2.引导学生尝试给出“从经典电磁波理论观点出发的预期结果”可题设计：一边长为 L=1cm的正方形薄锌板，距光源r=1m .光源的功率为p=1W.假定光源向各个方向发射的能量是相同的，锌的逸出功是4.31eV,假定锌板表面的原子紧密排列，每个原子有两个自由电子，电子可以持续吸收光能直至逸出时损耗能量.试计算