库仑定律教学的高端备课.doc

库仑定律教学的高端备课
库仑定律教学的高端备课
库仑定律教学的高端备课
库仑定律教学的高端备课
王慧　 邢红军（首都师范大学物理系 北京 １00０4８)
陈清梅（北京中医药大学基础部 北京 100102）
原载《物理通报》20１４年第5期
摘要：此次高端备课以类比法为主线,遵从物理教学的逻辑和学生的认知规律，对“库仑定律”一节进行重新设计，以期在降低“库仑定律”教学难度、培养学生逻辑思维能力方面有所裨益.
关键词：库仑定律 高端备课　 类比法 　逻辑思维
“库仑定律”是现行人教版《高中物理·选修3 –1》“静电场”一章的内容，作为电磁学的基本定律，它不仅是力学向电磁学过渡的桥梁,而且是整个电磁学的基石。但是到目前为比,对库仑定律的教学设计还存在诸多争议．有鉴于此，我们拟采用高端备课的方式,运用类比法深化对库仑定律的理解，以彰显物理教学的逻辑，促进物理课堂的有效教学。
１传统教学设计存在的问题
查阅文献发现，有关库仑定律的教学设计基本都是以人教版教材为蓝本,将教学活动按顺序分为三个部分:
(1)　通过实验探究影响电荷间相互作用的因素,得到的结论是电荷间的相互作用力随着电荷量的增大而增大,随着电荷间距离的增大而减小；
（2) 直接给出库仑定律的内容,即：“真空中两个静比点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上”;
库仑定律教学的高端备课
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(３） 通过库仑扭秤实验得出库仑定律的表达式 Ｆ =　ｋ.
笔者基于物理教学的逻辑和学生的认知规律，以高端的视角对库仑定律的教学进行了深入的剖析，结果发现,上述教学设计存在着“三个不符合”．
第一，教学顺序与教学的逻辑不符合．库仑定律理应是定性研究与定量研究的结果，而教材却把库仑定律的内容放在定性研究与定量研究之间,使得新知识的获得既不能承前亦不能启后,在定性实验之后直接给出库仑定律，很可能使学生产生错误认识，认为如果一个量随着另一个量的增大而增大就是正比关系，反之就是反比关系．
第二，，库仑扭秤实验涉及到用扭丝的转角(库仑扭秤的主要工作部件）间接测量静电力变化的比值关系、涉及到扭力的概念和力矩平衡的知识,这些知识都远远超出了学生现有的认知水平。在技能层而，由于库仑扭秤结构上的复杂性和操作上的精确性，重演这个实验，需要介绍实验器材、分析实验原理、讲解操作方法,学生难以自主驾驭。而且教学实践表明，此实验很难获得想要的结果。
第三,探究实验与历史事实不符合．库仑定律得以完备精准描述，并不只是一个扭秤实验就能完成的，扭秤实验只能验证同号电荷间的相互作用力，而对异号电荷间的库仑力则是库仑通过电摆实验得出．因此，教材通过库仑扭秤实验就得到库仑定律是违背历史事实的．
究其原因,探究实验难辞其咎．由于实验本身的难度打乱了从定性到定量得出结论的逻辑思路,使知识获得的过程缺乏逻辑性，,库仑定律的建立既是实验事实的总结,也是理论研究的成果．在物理课堂教学中，学生间接经验的获得未必非要重演科学家的实验，类比法同样是科学家在建立定律时应用的一种重要科学方法，教学中没有必要厚此薄彼