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在整个高中物理中,同学们最不好理解,实验最不容易做成功的莫过于静电场这一章节。在静电场这一章节中,所学的知识都比较抽象,对抽象思维能力的要求较高。同学们不再有很直接的生活体验或生活现象,又由于静电学的实验大多是定性的实验,少量是定量实验,加上静电学实验对实验环境等条件的要求较高,实验效果往往不明显,得出的实验结论更多的具有一定猜测性和结合理论推导的结果。因此在认知过程中,同学们对知识感到陌生,对一些知识的理解不到位。同学们第一次遇到场的概念,而对电场与电势的理解是整个学习中的难点。因此,通过问题式学习方法,可以在很大程度上提升学习的有效性。
问题:关于电荷,初中所学知识有哪些?
回答:正电荷和负电荷两种电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引……通过简单的复习提问,唤起同学们对初中已经学习的知识的记忆,通过熟悉的知识,减小对新知识理解过程中的心理负担,为接下来的进一步学习打下知识储备的基础。
问题1:使物体带电的方法有哪些?
同学们很容易就会想到接触起电和摩擦起电这两种初中就已经非常熟悉的起电方式,对于部分预习过的同学也可能会提出感应起电这一概念。于是顺带就提出物体带电的第三种方式,并对感应起电进行说明。通过实验的演示,同学们实实在在地看到三种方法都可以使物体带电。
问题2:这三种方式分别是如何让物体带电的?
回答:接触起电是电荷从一个物体转移到另一个物体上;感应起电是由于电荷之间的相互作用,有电荷靠近导体棒时,会吸引异种电荷、排斥同种电荷,使物体的两端带上电荷。
接触起电和感应起电的原理同学们通过思考能够自己解决,让其表达分享自己的观点,培养其表达能力。而感应起电是同学们新接触的起电方式,解释其原理的时候,让同学们注意到它与另外两种方式的不同,电荷是从物体的一部分转移到另一部分,同时也为后面的电荷守恒的思想埋下伏笔。对同学们来说,较为困难的是对摩擦起电的解释,摩擦起电的现象同学们都非常熟悉,但是从物质结构进行微观的认识,对同学们来说较为困难。通过动画演示,使同学们发现摩擦也能使电荷发生转移。
问题3:接触起电、摩擦起电、感应起电这三种起电方式的实质是什么?
答:电荷的移动。
追问:电荷分别是如何移动的?
答:接触起电是电荷从一个物体转移到另一个物体上;摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体上;感应起电是电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分上。
追问:电荷移动的过程中,电荷的总量变了吗?
通过对三种起电方式的本质进行分析,促使同学们思考它们之间的联系与规律。得出电荷守恒定律。电荷既不能被创造,也不能被消灭,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。
通过对三种起电方式的对比分析,理解物体带电的实质都是电荷的移动,进一步提出电荷总量不变的守恒思想。上述几个问题都是围绕三种带电方式提出,逻辑的系统性强,同学们便于记忆。
问题4:接触起电、摩擦起电、感应起电三种起电方式的起电结果是什么?
回答:接触起电是完全相同的两个物体接触,是两个物体电荷平均分配,两个物体带上等量同种电荷;摩擦起电是两个不同的原本不带电的物体带上了等量异种电荷;感应起电是一个原本不带电的物体的两端带上等量异种电荷。再通过对起电结果的分析,同学们会进一步加强对三种起电方式的理解。强调等量同种或异种电荷,同学们会从结果上再一次体会电荷守恒的思想。
整个学习过程,始终围绕一个中心,即物体带电的三种方式。所有的问题设置都是围绕这三个问题展开,只要将其中一种起电方式的处理方法弄清楚,同学们就会很快能够对比着去思考另外两种起电方式。思维的连贯性较强,矛盾的中心明确,同学们在学习的过程中,思维难度不大。整个学习过程问题的设计都体现了问题涉及的逻辑连贯性,学习过程从设问引导同学们提出三种起电方式,然后围绕这一中心进行相同点和不同点的比较,思维逻辑连贯性较强,更有利于同学们构建系统的知识体系。
总之,同学们在解决完全陌生的知识所带来的问题时,由于对新知识本身的认知就不深刻,面对既陌生思维难度又大的问题,同学们不自觉地就会产生排斥感。这就需要在学习过程设计问题的时候,针对陌生的情景,要想办法降低思维的难度,可以采用分解问题的方式,将复杂的问题分解为一个个的相互关联的小问题进行解决。这样,在知识体系建立的过程中,有着详细的阶梯性进步的过程,不断地积累小问题产生的结论而解决最重要掌握的大问题。学习者通过一步一步的解决问题,养成严谨的思维习惯,对容易产生的理解误区有着很强的警惕性。对于本身就有一定难度的问题,通过问题的分析与分解,使问题细小化、熟悉化,关键点的帮助,可让同学们将要解决的问题与思维中已经习惯的问题解决方式连在一起。
问题:关于电荷,初中所学知识有哪些?
回答:正电荷和负电荷两种电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引……通过简单的复习提问,唤起同学们对初中已经学习的知识的记忆,通过熟悉的知识,减小对新知识理解过程中的心理负担,为接下来的进一步学习打下知识储备的基础。
问题1:使物体带电的方法有哪些?
同学们很容易就会想到接触起电和摩擦起电这两种初中就已经非常熟悉的起电方式,对于部分预习过的同学也可能会提出感应起电这一概念。于是顺带就提出物体带电的第三种方式,并对感应起电进行说明。通过实验的演示,同学们实实在在地看到三种方法都可以使物体带电。
问题2:这三种方式分别是如何让物体带电的?
回答:接触起电是电荷从一个物体转移到另一个物体上;感应起电是由于电荷之间的相互作用,有电荷靠近导体棒时,会吸引异种电荷、排斥同种电荷,使物体的两端带上电荷。
接触起电和感应起电的原理同学们通过思考能够自己解决,让其表达分享自己的观点,培养其表达能力。而感应起电是同学们新接触的起电方式,解释其原理的时候,让同学们注意到它与另外两种方式的不同,电荷是从物体的一部分转移到另一部分,同时也为后面的电荷守恒的思想埋下伏笔。对同学们来说,较为困难的是对摩擦起电的解释,摩擦起电的现象同学们都非常熟悉,但是从物质结构进行微观的认识,对同学们来说较为困难。通过动画演示,使同学们发现摩擦也能使电荷发生转移。
问题3:接触起电、摩擦起电、感应起电这三种起电方式的实质是什么?
答:电荷的移动。
追问:电荷分别是如何移动的?
答:接触起电是电荷从一个物体转移到另一个物体上;摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体上;感应起电是电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分上。
追问:电荷移动的过程中,电荷的总量变了吗?
通过对三种起电方式的本质进行分析,促使同学们思考它们之间的联系与规律。得出电荷守恒定律。电荷既不能被创造,也不能被消灭,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。
通过对三种起电方式的对比分析,理解物体带电的实质都是电荷的移动,进一步提出电荷总量不变的守恒思想。上述几个问题都是围绕三种带电方式提出,逻辑的系统性强,同学们便于记忆。
问题4:接触起电、摩擦起电、感应起电三种起电方式的起电结果是什么?
回答:接触起电是完全相同的两个物体接触,是两个物体电荷平均分配,两个物体带上等量同种电荷;摩擦起电是两个不同的原本不带电的物体带上了等量异种电荷;感应起电是一个原本不带电的物体的两端带上等量异种电荷。再通过对起电结果的分析,同学们会进一步加强对三种起电方式的理解。强调等量同种或异种电荷,同学们会从结果上再一次体会电荷守恒的思想。
整个学习过程,始终围绕一个中心,即物体带电的三种方式。所有的问题设置都是围绕这三个问题展开,只要将其中一种起电方式的处理方法弄清楚,同学们就会很快能够对比着去思考另外两种起电方式。思维的连贯性较强,矛盾的中心明确,同学们在学习的过程中,思维难度不大。整个学习过程问题的设计都体现了问题涉及的逻辑连贯性,学习过程从设问引导同学们提出三种起电方式,然后围绕这一中心进行相同点和不同点的比较,思维逻辑连贯性较强,更有利于同学们构建系统的知识体系。
总之,同学们在解决完全陌生的知识所带来的问题时,由于对新知识本身的认知就不深刻,面对既陌生思维难度又大的问题,同学们不自觉地就会产生排斥感。这就需要在学习过程设计问题的时候,针对陌生的情景,要想办法降低思维的难度,可以采用分解问题的方式,将复杂的问题分解为一个个的相互关联的小问题进行解决。这样,在知识体系建立的过程中,有着详细的阶梯性进步的过程,不断地积累小问题产生的结论而解决最重要掌握的大问题。学习者通过一步一步的解决问题,养成严谨的思维习惯,对容易产生的理解误区有着很强的警惕性。对于本身就有一定难度的问题,通过问题的分析与分解,使问题细小化、熟悉化,关键点的帮助,可让同学们将要解决的问题与思维中已经习惯的问题解决方式连在一起。