庫侖定律教學(xué)探討

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(曲阜師范大學(xué)附屬中學(xué))

在電磁學(xué)的范圍內(nèi)，庫侖定律被視作基礎(chǔ)性的物理定律，因而在當(dāng)前現(xiàn)有的物理學(xué)科體系中占據(jù)了主導(dǎo)性的位置。從傳統(tǒng)模式來看，教師通常為同學(xué)們講授庫侖定律密切相關(guān)的根本定理以及其中涉及到的習(xí)題，然后借助課堂演示讓同學(xué)們對此深化理解。但是近些年以來，新課改正在致力于全面推進(jìn)，因此庫侖定律涉及到的傳統(tǒng)課堂模式也在實(shí)現(xiàn)相應(yīng)轉(zhuǎn)化。為了優(yōu)化課堂流程，針對庫侖定律的相關(guān)課節(jié)就要融入更多物理實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)措施來激發(fā)學(xué)生針對上述知識點(diǎn)的濃厚興趣，培育其更高層次的物理學(xué)科實(shí)踐素養(yǎng)。

一、設(shè)置整體性的教學(xué)目標(biāo)

對于電磁學(xué)來講，庫侖定律應(yīng)當(dāng)屬于其中不可或缺的核心性定律。因此如果要深入探究電磁學(xué)，那么通常都會涉及到上述定律。因此從基本特性的視角看，庫侖定律密切連接了電磁學(xué)與力學(xué)，對于帶電體能夠發(fā)生的彼此作用予以詳細(xì)闡釋。在學(xué)好庫侖定律的前提下，學(xué)生就能順利過渡至后期與之有關(guān)的電學(xué)學(xué)習(xí)。庫侖定律本身應(yīng)當(dāng)包含實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入以及定性分析，上述二者共同構(gòu)成了核心性的課堂流程。針對電荷作用力應(yīng)當(dāng)予以深入探析，確保能夠順利予以課堂導(dǎo)入。

因此在設(shè)置課堂目標(biāo)時，關(guān)鍵需要落實(shí)于電荷量、電荷距離以及電荷作用力，對于上述要素都要著手予以深入探究。教師在開展實(shí)驗(yàn)演示的前提下，應(yīng)當(dāng)能夠?yàn)橥瑢W(xué)們透徹闡釋上述各項(xiàng)要素的相互關(guān)系。實(shí)質(zhì)上，點(diǎn)電荷與帶電體應(yīng)當(dāng)可以實(shí)現(xiàn)彼此的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而創(chuàng)建了聯(lián)想狀態(tài)的點(diǎn)電荷模型。除此以外，教師還需要運(yùn)用庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)的方式來深入闡釋與之有關(guān)的公式，借助課堂實(shí)驗(yàn)來調(diào)動學(xué)生對此的參與熱情以及探究興趣。

二、優(yōu)化課堂流程

師生如果要共同探析庫侖定律涉及到的深層次內(nèi)涵，則應(yīng)當(dāng)把關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)向電荷作用力有關(guān)的影響要素。在必要時，還可以運(yùn)用控制變量法對此予以深入探析。針對點(diǎn)電荷而言，應(yīng)當(dāng)能夠適用教學(xué)滲透的措施，對于同學(xué)們自身具備的抽象物理思路進(jìn)行全方位的激發(fā)，通過建模來簡化當(dāng)前現(xiàn)有的物理學(xué)科難題。對于培育價值理念以及情感態(tài)度而言，師生應(yīng)當(dāng)致力于深入探求自然規(guī)律，在對比萬有引力與靜電力這兩類作用力的前提下培育更高層次的科學(xué)態(tài)度。具體而言，庫侖定律教學(xué)通常涉及到如下流程。

首先是預(yù)備必要的實(shí)驗(yàn)器材。在本課節(jié)中，教學(xué)器材應(yīng)當(dāng)包含鐵架臺、投影儀與電腦、玻璃棒、小球、絲綢以及細(xì)線等物品。通過開展多層次的啟發(fā)教學(xué)、類比教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)探究，對于學(xué)生現(xiàn)有的課堂體會應(yīng)當(dāng)能夠予以全面深化，在此前提下學(xué)會精確判定點(diǎn)電荷處于真空狀態(tài)時的受力大小以及電荷相互作用力。

其次是導(dǎo)入新課的講解。在真正進(jìn)入該課節(jié)的講授之前，教師需要與同學(xué)們共同溫習(xí)當(dāng)前現(xiàn)有的物理知識。通過課前導(dǎo)入可知，自然界應(yīng)當(dāng)存在負(fù)電荷以及正電荷這兩類不同電荷。但是截至目前，同學(xué)們針對上述二者表現(xiàn)出來的內(nèi)在作用力并沒有予以透徹了解。此外，課前導(dǎo)入還會涉及到趣味性的物理課實(shí)驗(yàn)，借助課堂演示來引入整個課堂流程。例如，教師對此可以設(shè)置“驗(yàn)電羽毛”或者“怒發(fā)沖冠”的導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)，以便于激發(fā)濃厚的興趣。

第三是師生共同探究。學(xué)習(xí)庫倫定律不能缺少師生在課堂上的相互配合，與傳統(tǒng)模式的課堂講授相比，建立于師生協(xié)作前提下的定律教學(xué)具備更加突顯的趣味性與實(shí)效性。在師生緊密配合的同時，同學(xué)們將會真切體會到學(xué)習(xí)庫侖定律的價值所在，同時也感受到了學(xué)習(xí)上述定律的趣味性。如果涉及到某些難度相對較大的課堂知識點(diǎn)，師生還需致力于共同探究，進(jìn)而創(chuàng)建了愉悅友愛的物理課氛圍。

三、開展課堂實(shí)驗(yàn)

實(shí)質(zhì)上，庫倫定律并非孤立性的，其與物理學(xué)科的其他定律之間具備密不可分的內(nèi)在聯(lián)系。與此同時，庫倫定律本身建立于物理實(shí)驗(yàn)之上，如果學(xué)生對其能夠透徹予以體會，那么將會有助于靜磁學(xué)以及靜電學(xué)的后期學(xué)習(xí)。因此可見，針對庫侖定律有必要運(yùn)用推導(dǎo)得出與之有關(guān)的表達(dá)式，據(jù)此才能致力于深入探析其他物理知識。在設(shè)置課堂實(shí)驗(yàn)時，通常應(yīng)當(dāng)關(guān)注如下的關(guān)鍵點(diǎn)。

1.針對電荷作用力

在探索庫侖定律之前，針對電荷作用力首先需要予以深入探究。這是因?yàn)?，學(xué)生只有在透徹理解電荷作用力之后，才能明確庫侖定律涉及到的關(guān)鍵性知識點(diǎn)。因此在設(shè)置課堂實(shí)驗(yàn)時，教師可以選擇懸掛小球的實(shí)驗(yàn)，首先將三個小球懸掛于鐵支架的下側(cè)位置上，然后讓同學(xué)們針對上述小球來分析其自身承受的作用力。通過運(yùn)用上述的實(shí)驗(yàn)演示，針對電荷彼此作用應(yīng)當(dāng)將其表示為f，對于豎直方向與懸掛線之間的夾角表示為a，而小球質(zhì)量表示為m。因此可見，師生通過判斷現(xiàn)有的夾角大小，應(yīng)當(dāng)能夠歸納得出電荷作用力。

2.針對定量研究以及定性研究

在傳統(tǒng)模式下，針對物理學(xué)科通常傾向于定性分析，其中關(guān)鍵在于透徹掌握特定類型的物理定律。但是不應(yīng)當(dāng)忽視，定量分析在當(dāng)前物理課中同樣應(yīng)當(dāng)占據(jù)關(guān)鍵性的位置。教師在指引同學(xué)們共同探究庫倫定律時，應(yīng)當(dāng)逐漸加深針對特定公式的定性理解，在此前提下再去過渡至定量探究。因此在課堂上，教師可以向?qū)W生提出如下問題：電荷作用力在本質(zhì)上也應(yīng)當(dāng)構(gòu)成物體受力的典型，而電荷作用力與同學(xué)們已經(jīng)學(xué)過的哪些作用力比較類似？通過運(yùn)用上述的思維啟發(fā)方式，應(yīng)當(dāng)可以順利過渡至定量分析，對于物理學(xué)科涉及到的嚴(yán)謹(jǐn)思維予以全面的塑造。

3.針對具體的定律運(yùn)用

通過開展庫倫實(shí)驗(yàn)的方式，應(yīng)當(dāng)可以歸納得出庫侖定律中的詳細(xì)內(nèi)容。具體來講，庫侖定律指的是點(diǎn)電荷在真空靜止的狀態(tài)下，其電量乘積與電荷作用二者應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)正比的聯(lián)系，與此同時，點(diǎn)電荷距離的平方應(yīng)當(dāng)與電荷作用呈現(xiàn)反比的聯(lián)系。如果能夠連接兩個點(diǎn)電荷，則可以給出與作用力有關(guān)的連線。具體在解題運(yùn)用時，學(xué)生針對上述定律有必要予以靈活適用，在必要時應(yīng)當(dāng)能夠聯(lián)想至靜電力、摩擦力以及彈力等多種類型的物體受力，從而全面判斷并且歸納得到電荷受力的基本特征。

四、結(jié)語

學(xué)生如果能夠?qū)W好庫倫定律，那么有助于為后期物理學(xué)習(xí)提供必需的指引。因此如果要從根源入手來提升教學(xué)實(shí)效性，則需要憑借課堂實(shí)驗(yàn)以及師生協(xié)作的方式來優(yōu)化課堂氛圍，確保學(xué)生能夠擁有親手演示的機(jī)會，進(jìn)而加深針對整個課節(jié)的深層次了解。未來在物理課的相關(guān)實(shí)踐中，師生還需共同歸納經(jīng)驗(yàn)，在此前提下深化學(xué)生針對庫侖定律以及有關(guān)習(xí)題的體會與理解，培育探究物理學(xué)科知識的強(qiáng)烈興趣。