淺談“電荷間的相互作用”實(shí)驗(yàn)再改進(jìn)

韓鳴明

【摘要】電荷間的相互作用是初中物理電學(xué)的起始實(shí)驗(yàn)課，起到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的作用，然而，教材中的演示實(shí)驗(yàn)在實(shí)際操作中，存在著擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)等問(wèn)題，筆者經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從四個(gè)方面對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，起到了很好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】電荷間的相互作用 演示實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

【中圖分類號(hào)】G634.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）06-0267-01

電荷間的相互作用實(shí)驗(yàn)是九年級(jí)物理第十五章第一節(jié)內(nèi)容，多年來(lái)，許多同仁對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，然而，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)本就是一個(gè)永無(wú)止境的過(guò)程，我經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)本實(shí)驗(yàn)從四個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)，取得了很好的教學(xué)效果。

原實(shí)驗(yàn)是一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：用細(xì)線將玻璃棒或橡膠棒懸掛起來(lái)，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)懸掛著的帶電體容易擺動(dòng)和來(lái)回自由轉(zhuǎn)動(dòng)，而摩擦產(chǎn)生的電荷又是有限的，等到停下來(lái)，效果已經(jīng)不明顯了。作為初中電學(xué)的起始課，也是作為初中電學(xué)的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，它的地位和作用是顯而易見(jiàn)的。我覺(jué)得一個(gè)這樣的演示不足以讓學(xué)生剛剛接觸電學(xué)時(shí)激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的熱情，于是我從四個(gè)方面對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。

首先，第一個(gè)方面是演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：變懸掛式為支撐式，如圖1，由于轉(zhuǎn)軸和底座之間存在一定的摩擦，所以容易停下來(lái)，解決了以上問(wèn)題，還有就是方便，不用拿一個(gè)很重的支架和掛線問(wèn)題，三是價(jià)格便宜，3塊錢(qián)一對(duì)。效果非常理想。

第二個(gè)方面是增加分組實(shí)驗(yàn)，要利用實(shí)驗(yàn)挖掘?qū)W生主動(dòng)學(xué)習(xí)的一面，主動(dòng)性學(xué)習(xí)同學(xué)們?cè)谟^察了老師的演示實(shí)驗(yàn)后，肯定很想親自動(dòng)手嘗試一下，我用非常簡(jiǎn)單的器材來(lái)驗(yàn)證電荷間的相互作用，參與率可以說(shuō)達(dá)到100%。實(shí)驗(yàn)器材選用透明膠帶。先剪下一段透明膠帶粘在桌面上，然后再它的旁邊粘上第二條相同的膠帶，將二者迅速拉起，由于兩個(gè)膠帶帶電方式相同，這樣就驗(yàn)證了帶電體的一條重要特征——同種電荷相互排斥。之后，將一條膠帶粘在桌面上，再將另一條粘在第一條上面，使兩條膠帶一起離開(kāi)桌面，用手指摩擦它們，直到它們不再被手吸引，此時(shí)，迅速將它們分開(kāi)，它們同時(shí)被手吸引，這表明它們都帶上了電荷，而且它們彼此相互吸引，此時(shí)，它們帶了異種電荷。這樣就用了簡(jiǎn)單的器材驗(yàn)證了電荷間的相互作用規(guī)律。同時(shí)讓同學(xué)們體會(huì)到生活中處處有物理。

第三個(gè)方面是增加趣味實(shí)驗(yàn)，在同學(xué)們掌握了電荷間的相互作用規(guī)律之后，還沒(méi)有將同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情完全激發(fā)出來(lái)，為此，我設(shè)計(jì)了幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)，意在讓同學(xué)們?cè)趧倓偨佑|電學(xué)時(shí)對(duì)電學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣。可是玻璃棒和橡膠棒所帶電荷量是有限的，實(shí)驗(yàn)效果很不理想，經(jīng)過(guò)了多種嘗試后，我想到了靜電起電器，它是靠鋁片和銅電刷相互摩擦而產(chǎn)生大量異種并傳到到兩個(gè)金屬棒上，金屬棒上就帶有異種電荷了，有了它就解決了玻璃棒和橡膠棒電量不大的問(wèn)題，將起電器的兩個(gè)金屬棒分別與兩個(gè)泡沫小球連接，兩泡沫小球由于帶上了異種電荷而互相吸引，將兩泡沫小球接在同一個(gè)金屬桿上，兩泡沫小球帶上了同種電荷而互相排斥。對(duì)于同學(xué)們來(lái)說(shuō)這可比玻璃棒和橡膠棒有趣得多，還可以這樣：將起電器的兩個(gè)金屬棒分別與兩個(gè)易拉罐連接，兩易拉罐就帶上了大量異種電荷，將拉環(huán)放在二者之間，猜猜會(huì)發(fā)生什么？讓同學(xué)們討論并解釋其中的物理知識(shí)。

美國(guó)學(xué)者、著名的學(xué)習(xí)專家愛(ài)德加·戴爾曾提出過(guò)“學(xué)習(xí)金字塔”理論，采用小組討論、實(shí)際演練、馬上應(yīng)用等都可以大大提高學(xué)習(xí)效果。運(yùn)用多種教學(xué)手段，不僅可以使學(xué)生記憶深刻，更重要的是激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣。

同學(xué)們?cè)谕鏄?lè)中不知不覺(jué)學(xué)到了新知，學(xué)習(xí)物理的最終目的是要將學(xué)過(guò)的知識(shí)應(yīng)用到我們的生活，所以我進(jìn)行了第四個(gè)方面的應(yīng)用生活的改進(jìn)，設(shè)計(jì)情景：好濃的煙塵，它會(huì)污染我們的環(huán)境，你能用今天學(xué)過(guò)的知識(shí)將煙塵吸住么？讓同學(xué)們展開(kāi)討論，并引導(dǎo)同學(xué)們想到如果我們讓煙囪壁帶上一種電荷，讓煙塵帶上另外一種電荷，煙就跑不出來(lái)了，怎樣做呢？可以讓煙囪壁纏繞金屬線接上一根金屬桿，再將一根金屬線連接到另一根金屬桿，這樣，煙在往上冒時(shí)，就在煙囪內(nèi)部帶上了和煙壁不一樣的電荷，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，可以看到，濃煙消失了。也可以看到煙囪壁上沾有很多煙塵，制作這個(gè)教具，我經(jīng)歷了由無(wú)現(xiàn)象，到有現(xiàn)象，多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)桶越細(xì)越高，金屬線越密效果越好等等，向同學(xué)們分享教具的制作過(guò)程，進(jìn)而對(duì)同學(xué)們進(jìn)行情感價(jià)值觀教育。達(dá)到了教書(shū)育人的目的。向同學(xué)們介紹靜電除塵在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。物理學(xué)改變了人們的生活，也激發(fā)出同學(xué)們的創(chuàng)造欲望。

總之，物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，脫離實(shí)驗(yàn)的物理課不會(huì)是一節(jié)好的物理課，物理教師在教學(xué)中要充分發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢(shì)，利用好實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用多種教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。這樣才能使我們的學(xué)生快樂(lè)、輕松、高效的學(xué)習(xí)。

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