劉愛民
(宣化第一中學(xué) 河北 張家口 075100)
“閃光燈,用閃光燈!”學(xué)生迅速回應(yīng).
“現(xiàn)在老師的手里有一個(gè)閃光燈,我把它的電源取下來,那它還會(huì)閃光嗎?”
“不會(huì)!”學(xué)生毫不猶豫,異口同聲.
在所有學(xué)生的注視下,筆者取出了閃光燈的4節(jié)電池,然后按下了閃光燈的開關(guān)(圖1).“嚓!”閃光燈閃出了強(qiáng)烈的光.
圖1
剎那間,教室里靜悄悄的,似乎時(shí)間出現(xiàn)了停止,學(xué)生不可思議的眼神告訴我,“怎么會(huì)這樣?”
“同學(xué)們感覺很奇怪吧,沒有了電源,它為什么還會(huì)閃光呢?因?yàn)樵谒膬?nèi)部有一種重要的電子元件即電容器,今天這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)它.”筆者適時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生.
學(xué)生的求知欲被強(qiáng)烈地調(diào)動(dòng)起來了,這也是筆者此處設(shè)計(jì)的目的所在.物理學(xué)科在高中階段被認(rèn)為理科中最難學(xué)且高考中最容易失分的,相當(dāng)一部分學(xué)生因?yàn)槲锢韺W(xué)不好才學(xué)了文科,而物理學(xué)科掉隊(duì)的學(xué)生往往又是因?yàn)閷W(xué)習(xí)物理的興趣不高,激情不夠,再加上學(xué)科本身的難度,所以學(xué)好很不容易.新穎的課堂導(dǎo)入會(huì)最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,其他參賽教師雖然也用到了閃光燈,但只是介紹了閃光燈的結(jié)構(gòu),這也是這節(jié)課的亮點(diǎn)之一.
FIB、PT、APTT及TT以希森美康CA-600全自動(dòng)血凝分析儀進(jìn)行檢測,D-D以乳膠凝集法進(jìn)行檢測。PLT試劑為日本光電MEK-6318K,TT、PT、D-D、APTT試劑為上海太陽生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)。
“請同學(xué)們看桌面上的電容器,電子蜂鳴器和電源,這個(gè)電容器的長引線為正極,短引線為負(fù)極,電子蜂鳴器的紅色接線為正,黑色接線為負(fù).那如何用電容器使電子蜂鳴器發(fā)出聲音呢?動(dòng)手試試.”
在這里,筆者讓學(xué)生設(shè)計(jì)電路,親身體驗(yàn)電容器的充、放電過程,一步步揭開沒有電池閃光燈卻會(huì)發(fā)光的“面紗”.
“原來真的是小小電容器起的作用.它可以用來儲(chǔ)存電荷以及能量.”實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,學(xué)生表現(xiàn)出了釋然的神色,明白了電容器的作用和功能.
“電容器的作用我們明白了,那電容器儲(chǔ)存電荷的多少又與什么有關(guān)呢?我們怎么去研究它呢?”緊接著,筆者又提出了新的問題.
“實(shí)驗(yàn)探究!”有學(xué)生搶先說道.
在這個(gè)問題的探究上,課本把電容器類比不同的容器裝水,實(shí)際上只給學(xué)生建立了一種比較牽強(qiáng)的模糊關(guān)系(當(dāng)然類比也是一種重要的方法,只不過下面的實(shí)驗(yàn)方法更符合物理的實(shí)驗(yàn)原則,更具有說服力).
經(jīng)過激烈的討論后,筆者與學(xué)生一起設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)面板.
一個(gè)是電子鐘實(shí)驗(yàn)(定性分析電容的定義式),兩個(gè)相同的電容器,用不同電壓充電后再給電子鐘放電,通過觀察電子鐘秒針?biāo)吒駭?shù)來確定電壓與電量的定性關(guān)系(圖2非常直觀).
圖2
圖3
另外一個(gè)是電容定量演示實(shí)驗(yàn),先給一個(gè)電容器充電后測其電壓,斷開電源后再與另一相同電容器并聯(lián),電量平分后再次測量電壓,反復(fù)操作,從而得到電壓與電量的定量關(guān)系(圖3).最終得到衡量電容器儲(chǔ)電本領(lǐng)大小的物理量即電容,其計(jì)算式C=(即電容的定義式,Q和U只能用來計(jì)算C,但不能決定C,即使不充電,電容器的儲(chǔ)電本領(lǐng)還是一樣大的).
實(shí)驗(yàn)的探究,使電容定義式的得出非常有說服力,更加深了學(xué)生對電容這個(gè)物理量的深刻認(rèn)識,開闊了學(xué)生的眼界,拓展了學(xué)生的思維空間.
“既然電容的大小與電壓、電量無關(guān),那它與本身的哪些因素有關(guān)呢?”
學(xué)生又進(jìn)入激烈的討論與探究之中.
課本在這里給出了一個(gè)靜電實(shí)驗(yàn),但是靜電實(shí)驗(yàn)受空氣濕度影響非常大,要么不成功,即使成功了,現(xiàn)象也不會(huì)太明顯.前面的參賽教師均沒有成功,有的教師靠講解,大部分教師用動(dòng)畫模擬.
“同學(xué)們,我們的實(shí)驗(yàn)失敗了,該怎么辦呢?”實(shí)驗(yàn)依然沒有成功.
“用更先進(jìn)的測量工具!”
于是,筆者拿出了個(gè)頭兒超大的范氏起電機(jī)(圖4)來代替普通的感應(yīng)起電機(jī).
……
圖4
“同學(xué)們,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯,我們的實(shí)驗(yàn)又失敗了,該怎么辦呢?”
“環(huán)境不允許,起電機(jī)不能帶電,我們這種實(shí)驗(yàn)方法……”我繼續(xù)引導(dǎo).
“改變實(shí)驗(yàn)方法!能不能直接測電容?”
終于,筆者與學(xué)生一起設(shè)計(jì)了另外一個(gè)實(shí)驗(yàn),找了兩個(gè)面積約為1m2的金屬板,還有4塊等大的厚塑料桌布(事先備好的),通過改變金屬板的正對面積及桌布的層數(shù),用數(shù)字電容表直接測量平行板電容器的電容,得到了電容的決定因素.不僅問題得到了解決,同時(shí)改變了高中物理教學(xué)一直以來只能定性研究平行板電容器公式而不能定量研究的狀況.
“吁……”學(xué)生長出了一口氣,這才經(jīng)過三次實(shí)驗(yàn),科學(xué)家經(jīng)過上百上千次實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是多么的不容易.
物理學(xué)本就是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,如果教學(xué)得當(dāng),學(xué)生會(huì)產(chǎn)生濃厚的興趣,也就不會(huì)覺得那么難學(xué).尤其新課程背景下的實(shí)驗(yàn)教學(xué),要有新模式、新方法,改革傳統(tǒng)模式,大力開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué),把握好“趣、景、動(dòng)、思”4個(gè)環(huán)節(jié).實(shí)驗(yàn)可以取于教材而又不拘泥于教材,用身邊大家所熟悉的東西制作教具,既說明問題,又發(fā)人深思.相信教師的付出與學(xué)生的收獲一定是成正比的.
1 朱世坤,辛旭平,聶宜珍.設(shè)計(jì)創(chuàng)新型物理實(shí)驗(yàn)導(dǎo)論.北京:科學(xué)出版社,2010
2 劉彬生,吳月江.創(chuàng)新中學(xué)物理實(shí)驗(yàn).北京:北京師范大學(xué)出版社,2011