1、 库仑定律 的教学启示 武汉市江夏区金口高中 黄幸福 摘要： 让学生体验科学探究的过程，使之掌握科学研究的方法比直接教给学生知识更重要。新课改后，实验室的器材配备可能暂时没有跟教科书配套，但只 要积极想办法，总可以找到能够说明物理原理的实验方法和器材， 让学生参与探究过程，会有意想不到的收获 。 准确的物理概念、严密的科学推理仍是物理课堂的主旋律，但是如果能够创造条件让学生参与物理现象的探究，既可以让学生获取基本的感性认识，又可以 充分调动他们的学习积极性，能够达到事半功倍的效果！ 关键词： 自主探究 体验 器材 普通高中物理课程标准明确提出要提高学生的科学素养， 重在 让学生掌握探究物理问题
2、的 过程与 方法， 理解科学探究的本质。 在新课改背景下，高中物理 应该通过不同方式引导学生进行自主学习、 主动探究 ， 然而在 日常教学中 ，受多种 因素 制约，很多教师仍然难以贯彻新课程的教学理念，重 视物理 知识的讲授，容易忽视“过程与方法”的探索。 我们 以 高中 物理 选修 （人教版 3 1） 第一章第二节“库仑定律”的教学实践，谈谈 教学 体会 。 “库仑定律”是静电学 核心内容 之一 。 我处理 本节 教材的 基本思路 如图 所示。 学生提出猜想：库伦力大小可能与那些因素有关？ 学生提出设计方案，验证猜想 实验探究 1：电荷量一定时，库伦力与距离关系 实验探究 2：距离一定时，库
3、伦力与电荷量关系 库伦力与电荷 量、距离关系的定性结论 教师讲述：库伦扭秤结构、原理，实验方法 库伦定律及其公式 库伦定律的应用、例题 人教版 教 材对实验的描述 ，是通 过一幅示意图 （如右图所示） 说明在电荷量一定时，电荷间的作用力跟电荷间距离有关。 但是用目前普通中学实验室的设备很难观察到课本示意图描述的现象。 主要困难是： 带电体所带的电荷量很快会减少 ，要 让全班学生 清晰地 观察到 悬挂小球在三个不同距离时小球偏移的角度大小困难很大，即 难以保证在较长时间内两带电体所带电荷量不变。其次 ，悬挂的带电小球受力大小 是从偏移角度看出来的，改变 两球距离不好控制， 因为 偏 移角度改变的
4、时候，两球的距离也 在 随着改变 。 实际操作中，小球的悬挂点移动并不方便，若 桌面的带电球 固定，则悬挂小球的位置每次都要做出标记比较麻烦 。 在课前实验准备时，发现实验可见度不高，如果教师演示并讲授，学生参与的机会少，可能教学效果会大打折扣。我萌生把这个实验改为学生探究实验的想法 首先 是器材准备。考虑 到 实验室 可用于悬挂 的带电小球不多， 经过试验用自制的铝箔 小 筒代替 小球效果较好。 将 干净的 铝箔 （化学实验室有） 剪成约 3x3厘米小块，然后卷成 直径约 0.8厘米 小筒用细线悬挂起来，近 距离观察实验效果明显。 这种小圆筒代替悬 挂的小球， 将演示实验改为学生探究。 由于
5、 实验室里面对 固定的带电 球 是为演示 准备的，数量 不够分组要求，试 用其他带绝缘柄的其他器材代替，发现演示静电感应的枕型导体组 拆开 可以 代替带电球。 拿出几台 感应起电机让学生共用。 器材问题得到解决。 我在实际 教学中，首先让学生回忆质点间的万有引力大小与哪些因素有关，然后让学生猜想：电荷间也存在相互作用力，你认为这种力的大小跟那些因素有关呢？在教学实践中发现大多学生都能够作出正确的猜想，然后要求学生设计方案进行 实验 定性证实。由于第一节关于电荷间作用力的教学中，学生已经知道电荷间有引力 和斥力，加之课本示意图的提示作用，学生很容易想到的是用悬挂的小球跟固定小球带同种电荷，通过观
6、察细线偏移角度大小，间接说明小球受力大小。 学生分组 实验时 不仅 很容易直接观察到电荷量一定时，距离越大 库伦力越小 ， 在 移动桌面 的 带电球使之尽可能接近悬挂小筒 时 ，还能够清楚 观察到细线偏移角度变大从而说明距离变小，电荷间的作用力变大 ，这比距离变大时相互作用力减小更有说服力 。实验 中我还 观察到学生创造性地用羊毛衫摩擦塑料尺，然后接触悬挂的铝箔小筒 ，也可以清楚观察到小球之间的库伦斥力大小跟他们的距离有关 ！ 在 进一步 探究库伦力的大小 跟电荷量关系 时 ， 绝大多数小组 几乎 无需教师提示， 自然而然地 会 拿另一个相同的 不带电 小筒接触一下悬挂的 带电 小筒， 分走悬
7、挂小球的部分电量 （在第一节教学时已经提到过相同带电体接触时电量的分配） ， 可以明显看出偏移角度减小， 从而观察到库伦力跟电荷量的关系 。 学生通过 实验 探究验证 了 自己的猜想 正确 ！ 思维 已 异常活跃，此时 提示学生：刚才的探究只是电荷间受力的定性 认识，要探究电荷间受力的大小的定量关系，还需要精密的实验研究 究。 在这个时候通过图片 介绍库伦扭 秤的结构原理，并讲述 库仑定律 及其公式，学生比较轻松地 掌握了本节 的 教学 内容，达到了教学目标要求。 通过这堂课 的教学 过程， 我有如下启示： 其一，让学生体验科学探究的过程，使之掌握科学研究的方法比直接教给学生知识更重要。本节课
8、 教学过程中， 学生探究 实验 花费了一些时间， 进行课本例题 分析 的时间 显得很仓促，但是，从课后作业发现，学生对本知识点还是掌握得很好，说明 激发出学生对课程内容的兴趣，引起他们对探讨的物理问题的注意，发挥 他们自主学习 的潜力 比老师 亲自 讲授效果更好。 其二 ， 新课改后，实验室的器材配备可能暂时没有跟教科书配套，但只要积极想办法，总可以找到能够说明物理原理的实验方法和器材，特 别是让学生参与探究过程，会有意想不到的收获。 做为物理老师，课前实验准备和投入是上好一堂课的关键。有了好的教学思路，限于器材不能满足，多数老师往往选择退缩。为了把库仑定律的演示实验改为学生探究，我在器材准备
9、方面花了很长时间，尝试过在泡沫球外面包一层锡箔等方法做悬挂小球，由于难以把小球做成相同的大小，最后还是选定用铝箔，将铝箔剪成 3x3厘米同样大小，很容易做成几十个大 小基本相同的小筒，既满足作 为悬挂小筒用，也方便作为减小电荷量时的移电工具 中学实验室大多是按照课改前的教学要求配备的实验器材，课改后，教学方法 、 手段更丰富，以前的器材进行变通或者改进仍然可以满足教学要求，甚至很多以前的演示实验都可以改为让学生自主探究。多年来，很多老师在讲库仑定律这节内容时，往往是通过库伦扭秤实验的介绍来讲述库仑定律，学生基本是被动接受。通过这种探究活动， 学生体验到了探究过程 的乐趣，当教师再讲 精密的库伦
10、扭秤进行的定量实验时，学生注意力很集中，很乐意接受。 他们感受到科学的研究在定性探究的基础上，还需要 反复进行严密的定量试验，从而激发出 将来积极投身科学研究的热情，学生能力得到培养。 其三， 课堂教学既要传授物理知识和原理，更要培养学生形成 良好的思维习惯，并使之了解 科学家们研究物理规律的发展历程。物理学虽是一门以实验为基础的科学，但是，并不是所有规律都要求学生探究 解决，学生的探究活动只是体验研究物理问题的方法，培养动手能力。在学生取得初步探究结论后，教师应该引导学生了解 物理 理论（规律）的发展历史和科学家们研究这个问题的科学历程 。准确的物理概念、严密的科学推理仍是物理课堂的主旋律，但是如果能够创造条件让学生参与物理现象的探究，既可以让学生获取基本的感性认识，又可以充分调动他们的学习积极性， 能够达到事半功倍的效果！ 总之， 平时的 物理教学中， 要落实 新课标提出的教学目标，全面提高学生的科学素养，就要尽量想办法 吸引学生主动参与， 让他们 亲历物理规律的 发 现 过程，获得创造性的情感体验，增进对物理 概念和物理研究过程的理解，这样也 有利于学生 形成发现问题、提出问题和解决问题的意识，发展 创造力和想象力 。 2011-5-20 联系电话： 13477051089
