陳宗燕，張 殷

(廣西師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣西 桂林 541004)

現(xiàn)代教學(xué)論研究指出，體驗(yàn)感知不是學(xué)習(xí)產(chǎn)生的根本原因，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的根本原因是問題，沒有問題就難以誘發(fā)和激起求知欲。同時，基礎(chǔ)教育課程改革強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生初步的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，強(qiáng)調(diào)要改變課程實(shí)施過于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、樂于探究?；谝陨蟽牲c(diǎn)，本課設(shè)計(jì)有兩條主線，一是以問題為主線，設(shè)計(jì)多個由易到難循序漸進(jìn)的問題，并且結(jié)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的演示，激發(fā)學(xué)生主動參與、積極思考，產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望；二是以探究性活動解決本節(jié)課的重難點(diǎn)。學(xué)生通過探究學(xué)習(xí)，觀察分析電荷間的相互作用規(guī)律，自制驗(yàn)電器，以突破本節(jié)課教學(xué)重難點(diǎn)。

1 教材分析和學(xué)情分析

1.1 教材分析

1.1.1 課標(biāo)要求：觀察摩擦起電現(xiàn)象，探究并了解同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引；舉例說明生活中的靜電現(xiàn)象。

1.1.2 地位作用分析：本節(jié)課選自滬粵版物理九年級上冊第十三章第1 節(jié)的《從閃電談起》，靜電現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。并且新課標(biāo)要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)了解靜電現(xiàn)象。

1.1.3 教材內(nèi)容分析：本章是電學(xué)知識的入門篇，學(xué)習(xí)靜電知識為引入簡單電路奠定基礎(chǔ)。教材從總體上有著從普遍到特殊的安排特點(diǎn)，本節(jié)內(nèi)容是簡單電路的一個特例，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。讓學(xué)生體驗(yàn)物理規(guī)律走向社會生產(chǎn)，體驗(yàn)物理規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用價值。

1.2 學(xué)情分析

九年級的學(xué)生思維活躍、求知欲較高，具備觀察、設(shè)計(jì)、操作簡易實(shí)驗(yàn)的能力，但缺乏對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的嘗試性的解釋，故在這個層次上開展探究教學(xué)是可行的。

由于靜電的知識比較抽象，電荷間相互作用規(guī)律的分析比較復(fù)雜，學(xué)生不易理解，再加上學(xué)生的感性認(rèn)識會給學(xué)生的學(xué)習(xí)也造成一定的障礙。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 物理觀念：了解摩擦起電現(xiàn)象及其原因；知道兩種電荷及其相互作用的規(guī)律；知道靜電現(xiàn)象的應(yīng)用和防護(hù)。

2.2 科學(xué)思維：通過實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生抽象概括，歸納總結(jié)，邏輯推理和創(chuàng)新的思維能力。

2.3 科學(xué)探究：通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析推理能力和運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。且通過自制驗(yàn)電器進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，加深對知識的理解。

2.4 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過多個趣味實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)、提高學(xué)生尊重科學(xué)，利用實(shí)驗(yàn)探索研究自然的科學(xué)素養(yǎng)。通過了解靜電的應(yīng)用與防止，消除對“電”的神秘感，關(guān)注靜電現(xiàn)象對人類生活的影響，使學(xué)生體會物理與技術(shù)的融合之美，感受到科學(xué)技術(shù)的重要。

3 教學(xué)重難點(diǎn)

3.1 教學(xué)重點(diǎn)：正確理解和分析摩擦起電的實(shí)質(zhì)；掌握自然界中的兩種電荷及探究電荷間的相互作用規(guī)律。

3.2 教學(xué)難點(diǎn)：認(rèn)識驗(yàn)電器的工作原理及如何檢驗(yàn)物體是否帶電；運(yùn)用靜電現(xiàn)象解決實(shí)際問題。

4 教學(xué)用具

4.1 實(shí)驗(yàn)器材：

3D 打印旋轉(zhuǎn)底座、吸管、餐巾紙、塑料尺、玻璃棒、絲綢、橡膠棒、毛皮、加熱器等（探究電荷間相互作用規(guī)律）

礦泉水瓶、鐵絲、鋁箔薄膜等（學(xué)生自制驗(yàn)電器）

4.2 演示器材：

靜電魔術(shù)棒/小型范德格拉夫起電機(jī)、鋁箔薄膜、鐵架臺、泡沫球等（靜電魔術(shù)實(shí)驗(yàn)）

特斯拉線圈、模擬閃電支架、接地線、導(dǎo)線等（自制模擬閃電演示儀）

12V DC 電源、高壓靜電發(fā)生器、有機(jī)玻璃管、3D 打印支架、銅線、檀香、打火機(jī)、玻璃瓶、開關(guān)、導(dǎo)線、激光頭等（自制靜電除塵演示儀）

集電空心球、金屬建筑物、支架、車輻條、3D 打印座、木棒、導(dǎo)線等（自制避雷針演示儀）

4.3 多媒體：PPT、視頻資料

5 教法分析

探究電荷間的相互作用規(guī)律和驗(yàn)電器的工作原理是本節(jié)課的教學(xué)重難點(diǎn)，要讓學(xué)生能理解靜電現(xiàn)象就要讓學(xué)生親自體驗(yàn)、探究、總結(jié)結(jié)論，這是突破難點(diǎn)和突出重點(diǎn)的重要手段，因此本節(jié)課借助講授法、實(shí)驗(yàn)法和演示法相結(jié)合的教學(xué)方法使學(xué)生主動參與，樂于探索，積極思考，學(xué)會運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下，學(xué)生通過討論、探究、自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過程，增強(qiáng)創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力，體現(xiàn)學(xué)生主體性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生由“學(xué)會”到“會學(xué)”的轉(zhuǎn)變。

6 基于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程

6.1 新課導(dǎo)入——“魔術(shù)”實(shí)驗(yàn)

教師：同學(xué)們都喜歡看魔術(shù)，但你們會變魔術(shù)嗎？同學(xué)們有沒有想過學(xué)好物理也可以變魔術(shù)呢？今天老師就來給同學(xué)們變個魔術(shù)。（如圖1 所示）

圖1 靜電魔術(shù)棒

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生知道學(xué)好物理可以變魔術(shù)，這樣便可以很好的激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

教師：老師用靜電魔術(shù)棒與鋁箔薄膜演示實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們注意，將鋁箔薄膜放在手和魔術(shù)棒之間。同學(xué)們看到什么現(xiàn)象呀？

學(xué)生：鋁箔薄膜在手和魔術(shù)棒之間來回跳躍。

教師：同學(xué)們結(jié)合前面所學(xué)的知識思考，鋁箔薄膜為什么會在手和魔術(shù)棒之間來回跳躍呢？

學(xué)生：學(xué)生進(jìn)行思考。

設(shè)計(jì)意圖：通過魔術(shù)表演，營造神秘感，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

教師：魔術(shù)棒中裝有電池，說明做好該實(shí)驗(yàn)需要具備什么？

學(xué)生：魔術(shù)是靠電才能做出來的。

教師：但鋁箔薄膜沒有接入電，怎么會跳躍呢？我們來看一下魔術(shù)棒里面是什么？（拆開魔術(shù)棒）

學(xué)生：電機(jī)、皮帶……

教師：我們帶著疑問，來體驗(yàn)一個小實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：留下懸念，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

6.2 新課教學(xué)——電是什么教師：（提出問題1）同學(xué)們用塑料尺摩擦頭發(fā)，再將塑料尺的一端靠近小紙屑，觀察到了什么現(xiàn)象？

學(xué)生：學(xué)生分組討論，深入探究。再次用玻璃棒、絲綢和橡膠棒、毛皮體驗(yàn)。最后通過分析，得出摩擦起電及其實(shí)質(zhì)。

教師：教師進(jìn)行分析歸納，總結(jié)摩擦起電的定義和實(shí)質(zhì)。

教師：（應(yīng)用舉例）生活中有哪些是摩擦起電現(xiàn)象？PPT 展示相關(guān)圖片。

學(xué)生：冬天脫毛衣。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生學(xué)會聯(lián)系生活實(shí)際舉例說明摩擦起電的應(yīng)用，加深記憶。

6.3 新課教學(xué)——學(xué)生分組“探究電荷間的相互作用”

教師：（提出問題2）當(dāng)兩個帶電荷的物體相互靠近時，會發(fā)生怎樣的現(xiàn)象呢？

學(xué)生：吸引、排斥、靜止。

教師：我們能否用實(shí)驗(yàn)的方法來驗(yàn)證呢？下面給兩分鐘同學(xué)們思考一下，并根據(jù)猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生：學(xué)生根據(jù)科學(xué)探究的過程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：提出問題；猜想與假設(shè)；制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)；分析與論證；評估。

教師：巡視指導(dǎo)：觀察學(xué)生的分工協(xié)作是否合理；針對學(xué)生在不同問題中出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行糾正。

學(xué)生：學(xué)生進(jìn)行分組探究，對比實(shí)驗(yàn)。（如圖2）

圖2 探究電荷間的相互作用實(shí)驗(yàn)器材

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生根據(jù)科學(xué)探究的過程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，教師設(shè)計(jì)系列問題引導(dǎo)學(xué)生分析電荷間的相互作用規(guī)律，突出教學(xué)重點(diǎn)。

教師：老師看同學(xué)們做得差不多了，現(xiàn)在請各小組分別來分享一下你們的想法。首先有請第一組。

學(xué)生：學(xué)生分析總結(jié)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并分享。

教師：我們結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)論，魔術(shù)棒應(yīng)該帶什么電荷呢？

學(xué)生：在旋轉(zhuǎn)平臺上與玻璃棒相互排斥，帶正電荷。

設(shè)計(jì)意圖：在物理學(xué)中，比較研究是一種常用的方法。通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主獲取知識。

教師：教師利用實(shí)驗(yàn)器材再次演示魔術(shù)棒實(shí)驗(yàn)，從而解釋魔術(shù)的成因，與情境導(dǎo)入相呼應(yīng)。

教師：下雨天，常常伴隨著閃電，同學(xué)們知道閃電是怎么形成的嗎？

教師：教師介紹模擬閃電實(shí)驗(yàn)器材，并進(jìn)行演示“模擬閃電”實(shí)驗(yàn)。（如圖3）

圖3 模擬閃電演示儀

學(xué)生：教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組討論，得到尖端放電現(xiàn)象和閃電的形成原因。

設(shè)計(jì)意圖：通過自制教具的演示，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，感受物理實(shí)驗(yàn)帶來的視覺震撼。

6.4 新課教學(xué)——學(xué)生“自制驗(yàn)電器”

教師：（提出問題3）驗(yàn)電器的作用是什么？驗(yàn)電器的結(jié)構(gòu)如何？驗(yàn)電器中兩金屬指針為什么會張開？

教師：教師進(jìn)行演示驗(yàn)電器并介紹其結(jié)構(gòu)。（如圖4）

圖4 自制驗(yàn)電器

學(xué)生：學(xué)生觀察分析驗(yàn)電器，并得出驗(yàn)電器的原理。

教師：接下來同學(xué)們按照提供的實(shí)驗(yàn)器材開始分組設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生：（學(xué)生自制驗(yàn)電器）根據(jù)驗(yàn)電器原理以及教師提供的實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生自制驗(yàn)電器。

教師：教師巡視指導(dǎo)：觀察學(xué)生的分工協(xié)作是否合理。針對學(xué)生在不同問題中出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行糾正。

設(shè)計(jì)意圖：教師設(shè)計(jì)系列問題，引導(dǎo)學(xué)生觀察分析驗(yàn)電器，并得出驗(yàn)電器的原理。根據(jù)驗(yàn)電器原理以及教師提供的實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生進(jìn)行自制驗(yàn)電器，讓學(xué)生通過探索掌握知識，突破教學(xué)難點(diǎn)。

6.5 新課教學(xué)——靜電現(xiàn)象的應(yīng)用與防護(hù)

圖6 避雷針演示儀

教師：引導(dǎo)學(xué)生自主閱讀課本，思考討論：靜電現(xiàn)象在日常生活中有什么應(yīng)用？如何防護(hù)靜電現(xiàn)象給我們帶來的危害？

學(xué)生：小組討論。

教師：教師舉例說明靜電現(xiàn)象的應(yīng)用與防護(hù)，接下來介紹自制教具，并進(jìn)行演示靜電除塵和避雷針引雷，引導(dǎo)學(xué)生思考。（如圖5、6）

圖5 靜電除塵演示儀

設(shè)計(jì)意圖：一方面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面學(xué)以致用，體會“從生活走向物理，從物理走向社會”的教育理念。

7 教學(xué)反思

課堂中通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和自制教具的運(yùn)用，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手實(shí)踐能力，而且在讓學(xué)生親歷分組進(jìn)行探究活動的過程，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體地位的思想，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，符合物理核心素養(yǎng)的基本要求。作為一名物理教師，要學(xué)會利用好各種實(shí)驗(yàn)，尤其是演示實(shí)驗(yàn)，一方面要增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的效果，使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加直觀、明顯；另一方面也要努力提高自身的動手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，嘗試自制出一些有創(chuàng)意的教具，幫助學(xué)生更加直觀的理解物理知識，突破教學(xué)重難點(diǎn)。