淺談“靜電現象”的教學

張正太

【摘 要】“靜電現象”教學內容在蘇科版2002年版的《物理》教材基礎上做了一些變動和調整，筆者通過演示實驗、學生活動，全力引導學生觀察靜電現象，發現并提出問題，分析歸納、邏輯推理，在探究中激發學生學習的興趣，建構物理知識，享受成功的樂趣。

【關鍵詞】 靜電現象；科學探究；摩擦起電；教學設計

【中圖分類號】G633.7 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2016）13-0051-02

《義務教育物理課程標準（2011年版）》（簡稱《標準》）指出：“科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。將科學探究列入‘課程內容’，旨在讓學生經歷與科學工作者相似的探究過程，主動獲取物理知識，領悟科學探究的方法，發展科學探究的能力，體驗科學探究的樂趣，養成實事求是的科學態度和敢于創新的科學精神”。由于《標準》新增了“靜電”知識，因而蘇科版2012年版（簡稱“新版”）的《物理》教科書對于“靜電現象”一節，在2002年版（簡稱“舊版”）的基礎上作了一定的調整。筆者以“靜電現象”的教材為例，在研究課本的基礎上，使學生在自主探究的過程中最大限度地提升學生的觀察能力和創新意識。

一、教材分析與教學目標

摩擦起電是生活中常見的電現象，因而《標準》新增了“靜電”知識。新版教材為了順應其要求，同時為體現“建模法”構建整章教材的特點，對舊版教科書中“靜電現象”一節的教學內容，做了一定的調整和充實。

其一，將對摩擦起電的解釋的內容放到了下一節。其二，增加了“自然界和生活中的靜電現象”及“‘生活·物理·社會’——介紹中國古代對靜電現象的認識”的內容。新版教科書通過這樣的調整和充實，更符合《標準》的要求：觀察摩擦起電現象，探究并了解同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。筆者以為編者的意圖是：確保學生通過“活動”的內容，發現電荷間的相互作用規律，并感悟自然界中只存在兩種電荷的邏輯關系；教師還可引導學生，通過對靜電現象的觀察與分析，推斷出兩種不同物質摩擦后所帶的異種電荷；創造性地運用探究所得到的結論，掌握判斷物體是否帶電、帶何種電荷的方法及原理。這樣的編排，通過“自然界和生活中的靜電現象”，進一步體現從生活走進物理，從物理走向社會的新課程理念；由“中國古代對靜電現象的認識”介紹，滲透思想教育的理念。這樣的編排，使探究活動得以有效地開展，保證了“三維目標”的有效落實。

本節課的教學目標是：1.從生活中的靜電現象及通過摩擦使物體帶電的活動，讓學生了解摩擦起電現象及帶電體的基本性質。2.通過比較用絲綢摩擦過的兩根玻璃棒和用毛皮摩擦過的兩根橡膠棒之間的相互作用情況，知道“同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”；通過對是否存在第三種電荷的探究活動，體驗“自然界中只有兩種電荷”的邏輯思維過程。3.通過驗電器的原理、用檢驗電荷判斷帶電體所帶何種電荷的創意設想，培養學生的創新能力和合作交流的團隊意識。4.了解生活中的靜電現象及其應用與防護，從物理走向社會。靜電實驗由于會受空氣濕度影響，做好實驗，增大實驗的可見度；通過探究，認識自然界只存在兩種電荷的邏輯推理是上好本節課的關鍵。

二、教學建議與思考

（一）創設問題情境，從生活走進物理

實驗引入，從生活走進物理?！办o電現象”的新課引入是從用塑料梳子梳理頭發這一最常見的生活現象入手的，并通過演示實驗、學生實驗，全力引導學生觀察現象、提出問題、得出摩擦起電及帶電體的基本性質。為“靜電現象”的研究提供素材。

1.演示：塑料梳子在頭發上梳了幾下后，觀察到下列現象：（1）梳子靠近桌面上的輕小物體，輕小物體會被吸引。（2）當梳子靠近頭發時，頭發隨梳子“飄”起來；梳子越梳，頭發會越蓬松。

2.提出問題并得到結論：用塑料梳梳理頭發后會自動吸引輕小物體，說明它們之間有引力；頭發越梳理越蓬松，說明頭發之間存在斥力。這是否屬于分子力的作用，為什么？教師再引導學生回憶分子力，對比物體間的距離，感知其性質的不同，并由小學科學課上已學過的知識，學生自然會回答出屬于靜電現象，從而得到：摩擦起電，帶電體具有吸引輕小物體的性質的結論；由現象（2），又能順其自然進入“兩種電荷”的活動探究。

（二）改進實驗裝置，凸顯實驗效果

1.活動探究電荷間的相互作用。（1）改進實驗裝置并演示。演示1：一根尼龍細線懸吊著一根羽毛，用手觸摸羽毛使之不帶電。將用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近羽毛，羽毛主動接近玻璃棒，使細線明顯偏離豎直位置而呈現出較大的夾角；當羽毛接觸到玻璃棒后又會立即彈開，而且當玻璃棒靠近羽毛時，羽毛明顯避讓，之間呈現出斥力。演示2：用手觸摸細線懸吊的羽毛使之不帶電。改用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近羽毛，所觀察到的實驗現象與“演示1”相同。演示3：先用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸羽毛，使之帶上與橡膠棒相同的電荷，再將用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近羽毛，羽毛會主動接近玻璃棒。（2）分析、交流得出電荷間的相互作用規律。分析演示1、2，實驗現象的前半段，羽毛主動接近帶電棒，原因是棒帶電而吸引輕小物體；后者因羽毛接觸帶電的玻璃棒而使羽毛帶上與玻璃棒相同電性的電荷而相互排斥。結論：原來不帶電的物體與一帶電體接觸后，會帶上與原帶電體電性相同電荷的帶電方式叫作接觸帶電。分析演示3，得到：①絲綢摩擦過的玻璃棒與毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷為兩種不同電荷；②電荷間的相互作用規律是同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

2.猜想并提出問題，探究“兩種電荷”。（1）猜想提問：除了絲綢摩擦過的玻漓棒和毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的兩種不同電荷外，自然界中是否存在第三種電荷，假如存在第三種電荷你能推出它們之間的相互作用關系嗎？（2）先討論交流所提出的問題，再讓學生利用各種不同材質的物體摩擦帶電后加以驗證。在驗證性實驗基礎上，最后歸納總結出“兩個凡是”，即凡是與絲綢摩擦過的玻璃棒相互吸引的帶電體，必與毛皮摩擦過的橡膠棒相互排斥；凡是與毛皮摩擦過的橡膠棒相互吸引的帶電體，必與絲綢摩擦過的玻璃棒相互排斥。故而得出結論：自然界中只有兩種電荷。

上述實驗若遇陰天，可自備一只“烘箱”，在上端開口的硬紙盒下方放入一通電的150W的白熾燈，保證環境干燥即可成功。

（三）擴大研究成果，增強創新意識

1.根據本節課一開始演示所觀察到的現象，分析、交流得到：兩種不同材質的絕緣物體，摩擦后帶異種電荷。這一自然生成性的結論，也為用電子論解釋摩擦起電現象埋下了伏筆。

2.通過假設性的提問：若給你玻璃棒、絲綢、橡膠棒、毛皮等器材，你能否驗證出塑料梳子所帶電荷是帶正電還是帶負電嗎？請敘說你的驗證方案。這樣做，在培養學生創新意識的同時，訓練了學生的語言組織能力。

3.由演示“當帶電的玻璃棒或橡膠棒接近用尼龍細線懸吊著的不帶電的羽毛時，羽毛會主動接近帶電棒；當羽毛接觸到帶電棒后，又會立即彈開，而且當玻璃棒追蹤羽毛時，羽毛明顯避讓”，回答：教科書后第30頁“www”題2制作一個簡單的驗電器，說出它的作用及工作原理。對于新增的“自然界和生活中的靜電現象”及“‘生活·物理·社會’——介紹中國古代對靜電現象的認識”的內容，只需安排學生自學、交流完成即可。

“靜電現象”一課的教學，若按上述程序引導學生通過大量的靜電實驗活動，進行觀察與分析，就能充分激發學生的好奇心、求知欲，培養學生的觀察能力、分析推理能力，增強學生的創新意識。