立足实验探究生成.docVIP

立足实验 探究生成 《电荷守恒定律》这节课是高中电学内容的开始，也是学习电磁学、光学和其他物理学知识的重要基础. 近年来，笔者连续听了十几节《电荷及其守恒定律》课，不同教师对这节课的不同设计给了我很多启发，也促使我进行了一些反思，以下是自己对本节课教学设计的一些想法，期盼与各位同行交流. 一、 解读教师教学用书上的目标与要求 人民教育出版社《教师教学用书》对这节课的教学目标表述如下： （1） 知道自然界存在两种电荷，并且只存在两种电荷. 知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引. （2） 经历摩擦起电和感应起电的实验过程，了解使物体带电的方法，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质. （3） 理解电荷守恒定律. 以上加点的词，对我们正确理解和把握本节课的教学重点和难点有着明确的指导意义. 对于两种电荷之间相互作用的特点，是初中阶段已经掌握的知识，可以从复习巩固的层面上让学生了解，再加上原子结构的基础知识，这就构成了下一步从微观角度认识摩擦起电和感应起电两个典型实验现象的理论依据. 简单地说，教师只需要唤醒学生的回忆，将结论告诉学生，课堂上不建议对这些结论加以推理或证明. 高中侧重从物质微观结构的角度认识物体带电的本质. 对于“摩擦起电”和“感应起电”两个演示实验，强调的是要通过经历实验过程，从而达到了解和认识物体带电本质的教学目的. 所以这些演示实验必须做，最好是让学生亲自完成，而且要力求现象明显有说服力，同时结合物质的微观结构和电荷的相互作用规律来解释物体的带电机理，而实验结论的分析过程，还有一个重要的隐形目的，是为下面正确理解电荷守恒定律铺设台阶. 对电荷守恒定律的教学要求最高，是理解层次，但如何使学生达到理解呢？关键在于对这节课的教材处理是否恰当. 笔者认为立足于实验，在实验探究中生成是一个较好的策略. 二、 设计教学流程（部分） 1. 复习引入 根据课桌上提供的器材（小烧杯、灯泡、木制米尺、吸管、塑料保鲜袋），如图1所示，让学生尝试，如何能不接触但使支起的米尺转动？ 学生实验1：用小烧杯、灯泡做成支架（利用灯泡是因为接触处光滑、阻力小），放上木制米尺使之平衡，先用塑料吸管靠近米尺一端；然后用塑料保鲜袋摩擦后的吸管靠近米尺一端，观察米尺的转动情况，如图2所示. 实验分析：相互作用力不是万有引力，这个作用力应该是和摩擦有关系的. 猜测：摩擦起电. 今天开始我们要学习与电有关的知识，回顾电荷间相互作用的规律：自然界存在两种电荷；带电体能吸引轻小物体；同种电荷相排斥，异种电荷相吸引. 这是分析下面几个实验的依据（理论基础）. 2. 实验探究 学生实验2：摩擦起电使验电器张开；（玻棒摩擦丝绸、橡胶棒摩擦毛皮） 提出问题：探究一、摩擦为什么能生电？ 从物质的微观结构入手，首先复习物质的微观结构，原子原子核质子（正）中子电子（负） 实验结果论证：玻棒失去电子带正电、丝绸得到电子带负电；橡胶棒得到电子带负电、毛皮失去电子带正电. 实验结论：摩擦起电是因为电子的转移（多媒体模拟其转移过程） 演示实验感应起电（用静电计代替验电器来显示带电情况） 探究二、没有与带电体接触的静电计为何指针发生偏转？ 金属微观结构再分析： 金属原子原子核（几乎不动）电子（可自由移动） 实验结果论证：电荷重心偏移，使两端显电性，所以指针偏转. 思考：移去起感电荷，静电计指针偏转情况会如何？ 移去起感电荷，是否能让静电计指针依然偏转？ 枕形导体的a、b两部分再次接触，指针会发生什么现象？ 实验验证猜想：移去起感电荷，静电计指针不偏转；将枕形导体的a、b两部分分开，静电计指针依然偏转，再移去起感电荷，偏角减小；枕形导体的a、b两部分再次接触，指针还原. 实验结论：感应起电是因为电子的重新分布（多媒体模拟其移动过程） 3. 电荷守恒定律 对以上实验结论的分析，用不完全归纳法，得到电荷守恒定律如下： 电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变. 为了帮助学生理解定律，可以先设计以下三个问题： ①电中性的物体有无电荷存在？ ②所谓“电荷的中和”是不是正、负电荷一起消失了？ ③对于“电荷的总量保持不变”中的“电荷的总量”你是怎么理解的？（对“总量保持不变”的理解：可以是正电荷总数不变；负电荷总数不变；或正、负电荷总数不变） 但随着科学技术的发展，许多新的科学事实被不断发现，例如：一对正、负电子相遇和湮灭，转化为光子，而光子又不带电. 这就与电荷守恒定律相违背. 所以它又有了新的表述形式：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变. 三、 课堂教学中存在的问题 1. 对于“摩擦起电”和“感应起电”两个演示实验与建立电荷守恒定律的关系处理不当 有些教师对于“摩擦起电”和“感应起电