淺談“電荷間的相互作用”實驗再改進(jìn)

韓鳴明

【摘要】電荷間的相互作用是初中物理電學(xué)的起始實驗課，起到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的作用，然而，教材中的演示實驗在實際操作中，存在著擺動和轉(zhuǎn)動等問題，筆者經(jīng)過多年的教學(xué)經(jīng)驗，從四個方面對本實驗進(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 演示實驗 實驗改進(jìn)

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

電荷間的相互作用實驗是九年級物理第十五章第一節(jié)內(nèi)容，多年來，許多同仁對本實驗進(jìn)行了改進(jìn)，然而，實驗改進(jìn)本就是一個永無止境的過程，我經(jīng)過多年的教學(xué)實踐，根據(jù)實驗中發(fā)現(xiàn)的問題，對本實驗從四個方面進(jìn)行了改進(jìn)，取得了很好的教學(xué)效果。

原實驗是一個演示實驗：用細(xì)線將玻璃棒或橡膠棒懸掛起來，實驗中發(fā)現(xiàn)懸掛著的帶電體容易擺動和來回自由轉(zhuǎn)動，而摩擦產(chǎn)生的電荷又是有限的，等到停下來，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)的第一個實驗，它的地位和作用是顯而易見的。我覺得一個這樣的演示不足以讓學(xué)生剛剛接觸電學(xué)時激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的熱情，于是我從四個方面對該實驗進(jìn)行了改進(jìn)。

首先，第一個方面是演示實驗的改進(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，解決了以上問題，還有就是方便，不用拿一個很重的支架和掛線問題，三是價格便宜，3塊錢一對。效果非常理想。

第二個方面是增加分組實驗，要利用實驗挖掘?qū)W生主動學(xué)習(xí)的一面，主動性學(xué)習(xí)同學(xué)們在觀察了老師的演示實驗后，肯定很想親自動手嘗試一下，我用非常簡單的器材來驗證電荷間的相互作用，參與率可以說達(dá)到100%。實驗器材選用透明膠帶。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，由于兩個膠帶帶電方式相同，這樣就驗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桌面，用手指摩擦它們，直到它們不再被手吸引，此時，迅速將它們分開，它們同時被手吸引，這表明它們都帶上了電荷，而且它們彼此相互吸引，此時，它們帶了異種電荷。這樣就用了簡單的器材驗證了電荷間的相互作用規(guī)律。同時讓同學(xué)們體會到生活中處處有物理。

第三個方面是增加趣味實驗，在同學(xué)們掌握了電荷間的相互作用規(guī)律之后，還沒有將同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情完全激發(fā)出來，為此，我設(shè)計了幾個小實驗，意在讓同學(xué)們在剛剛接觸電學(xué)時對電學(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，實驗效果很不理想，經(jīng)過了多種嘗試后，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題，將起電器的兩個金屬棒分別與兩個泡沫小球連接，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金屬桿上，兩泡沫小球帶上了同種電荷而互相排斥。對于同學(xué)們來說這可比玻璃棒和橡膠棒有趣得多，還可以這樣：將起電器的兩個金屬棒分別與兩個易拉罐連接，兩易拉罐就帶上了大量異種電荷，將拉環(huán)放在二者之間，猜猜會發(fā)生什么？讓同學(xué)們討論并解釋其中的物理知識。

美國學(xué)者、著名的學(xué)習(xí)專家愛德加·戴爾曾提出過“學(xué)習(xí)金字塔”理論，采用小組討論、實際演練、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)們在玩樂中不知不覺學(xué)到了新知，學(xué)習(xí)物理的最終目的是要將學(xué)過的知識應(yīng)用到我們的生活，所以我進(jìn)行了第四個方面的應(yīng)用生活的改進(jìn)，設(shè)計情景：好濃的煙塵，它會污染我們的環(huán)境，你能用今天學(xué)過的知識將煙塵吸住么？讓同學(xué)們展開討論，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，就在煙囪內(nèi)部帶上了和煙壁不一樣的電荷，轉(zhuǎn)動手柄，可以看到，濃煙消失了。也可以看到煙囪壁上沾有很多煙塵，制作這個教具，我經(jīng)歷了由無現(xiàn)象，到有現(xiàn)象，多次試驗，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程，進(jìn)而對同學(xué)們進(jìn)行情感價值觀教育。達(dá)到了教書育人的目的。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)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，脫離實驗的物理課不會是一節(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，利用好實驗，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、輕松、高效的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]（美）保羅·齊澤維茨PHYSICS principles and problems 浙江教育出版社 2008年8月.

[2]梁燦彬，秦光戎，梁竹鍵，電磁學(xué) 北京：高等教育出版社，1980.