15.1 《两种电荷》 —人教版九年级物理全一册教学设计

教学课题
【课 题】两种电荷
【教 材】人教版九年级全一册第十五章第一节
【授课对象】初三第一学期学生
【课时安排】1课时（45分钟）
教学内容分析
《两种电荷》是人教版教材第十五章第一节内容，?本节需要一个课时。?本节是初中物理电学的第一节课，也是小学科学课认识静电现象的进一步深化，在整个电学部分起到基础支撑作用，是整个电学的基石与开始，学生对内容理解的好坏、兴趣的产生与否，直接关系到后续内容的学习状况。
本节的教学内容有：摩擦起电现象、两种电荷及其作用规律、验电器、电荷量及其单位、原子及其结构、元电荷、电荷在导体中的定向移动、导体和绝缘体。摩擦起电是人类最早发现的电现象；两种电荷及其相互作用规律是进一步深入学习电学、?理解许多电现象的基础；电荷量的概念及电荷的定向移动是后面理解电流概念的关键，因此本节课作为初中电学起始课，具有很重要的地位。
学情分析
电现象是学生日常生活中常见的现象。虽然学生一般认为电学不好学，但因为是新知识，学生都对它有新鲜感和好奇心。所以，《两种电荷》的教学，应特别注意减轻学生学习电学的精神压力，利用学生的好奇心和求知欲，激发他们的学习兴趣和积极性，从而创造一个良好的学习电学的心理环境。
本节课中的摩擦起电现象，学生在小学科学课中曾经学过，也对塑料尺摩擦头发后吸引碎纸屑等类似的实验并不陌生。对摩擦起电现象以及导体和绝缘体已经有一些印象，但是从微观结构上认识此现象并且涉及电荷的移动，有一定的难度。九年级的学生思维活跃，好奇、好动、以形象思维为主、模仿能力较强，具有强烈的求知欲和集体荣誉感，而且通过一年多的物理学习，学生的自主学习，小组合作交流，组内成员间相互帮助的学习方式已经形成，而且学生还具有一定的观察、实验、分析、归纳、推理能力。但学生对问题的深入思考及理性化的思维能力还比较欠缺。
初中阶段应在这个基础上，通过实验分析，使学生了解“自然界只有两种电荷”的逻辑思维过程，发展学生的逻辑推理能力。还可通过学生小组展示摩擦起电现象小组分析的方式展开教学。电荷在金属中定向移动学生理解起来也较抽象，可以通过演示实验加动画展示展开教学，便于学生理解。
教学目标
一、知识与技能：?
1.会结合生活经验，通过小实验观察摩擦起电现象，了解带电体具有吸引轻小物体的性质。
2.能通过自主学习知道电荷有两种，并能通过实验探究电荷间的相互作用规律，且能通过实验正确说出验电器的工作原理。
3.能理解原子的核式模型，认识元电荷，了解摩擦起电的实质。
4.知道金属中存在自由电子及电荷的移动。
5.知道通过实验区分导体和绝缘体，理解导体导电和绝缘体不导电原因。
1．认识摩擦起电现象，会运用摩擦起电的知识解释一些简单的现象。
2．通过实验探究知道自然界中有两种电荷以及电荷间的相互作用规律。
3．知道验电器的构造、工作原理，知道电荷量的概念及其单位。
4．知道原子及其结构，知道摩擦起电的原因。
5．认识导体和绝缘体，了解电荷的定向移动和自由电子。
二、过程与方法：
1.经历实验探究活动感受摩擦起电，知道带电体的性质。
2.在认识自然界只有两种电荷的过程中，感受人们所用的推理方法。
3.尝试应用己知的科学知识去解决具体的问题。
三、情感态度与价值观：
1.关心生活、生产、自然现象中常见的电现象（如摩擦起电等），对电荷种类的探究产生兴趣，能主动利用简易器材动手做实验，激发学生主动学习的兴趣。
2.具有对科学的求知欲，乐于探索、善于观察、勤于分析，具有创新的精神。
教学重点难点
重点：1.两种电荷及其相互作用的规律。
2.原子及其结构。
难点：1.从实验现象推理得出自然界中只存在两种电荷。
2.摩擦起电的实质。
3.从实验现象中归纳简单地物理规律。
教学方法
本节课采用教师引导的探究教学模式。
首先通过展示生活中的场景为切入点引入新课，从摩擦起电着手步步深入，营造神秘氛围，激发学生的求知欲。在探究“自然界存在的两种电荷”时，以玻璃棒和橡胶棒为主要观察对象，以观察实验、讨论探究为主要手段，利用多媒体设施（或自制教具）展示实验现象，突破教学难点，帮助学生理解电荷的概念，包括电荷的多少、单位等性质，便于理解原子及其结构、摩擦起电的实质，再利用电荷的特性讲解验电器的使用方法。
然后，提出原子的概念，展示原子的结构，结合前面对电荷的理解讲解元电荷及原子结构的特点、性质，通过对原子的理解深入讲解摩擦起电的实质、导体和绝缘体的实质，通过对电荷的检测设置实验引导学生学习导体和绝缘体的区别，对实验进行分析讨论总结，引导实验的思路和方法，提高学生的思维能力与探究能力。
本节课教学设计以实验、讨论、分析交流为主要学习方式，教师逐步设置问题引导学生观察、探究，开展学习活动，达到三维教学目标，提升学生的科学素养。
教学资源
准备纸张碎屑和气球（或塑料尺）
教学流程设计
（实验展示）根据物质的导电性判断物质是否为导体/绝缘体
根据记录的实验数据的得出电荷间相互作用规律
同源同性，证明自然界只有两种电荷
至少存在两种电荷,猜想有无第三种电荷
介绍导体和绝缘体的概念以及其导电性不同的原因
通过展示实验展示导体和绝缘体的特征
制作动画讲解摩擦起电的实质
借助多媒体设备图文展示
电荷间作用力有引力和斥力的不同
通过摩擦起电现象设置探究实验
得出结论
介绍摩擦起电现象
实验演示引入新课
探究电荷间的相互作用
导体和绝缘体
提出原子及其结构
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
引入新课
利用纸张碎屑和气球（或塑料尺）展示生活中的摩擦现象。
播放摩擦起电实验的视频：“旋转的吸管”
观察吸管跟随手指运动发生的条件。
是的，这就是我们今天要一起学习的一种“电现象”。电现象的形式有很多，并不仅是我们生活中看到闪电、电火花这样的电现象，还有悄无声息的“静电”也是我们生活中常见的电现象，今天就让我们一起来揭开神奇的“电现象”的真面目吧！
今天我们从三个方面入手来认识我们日常生活中的电，首先我们要知道电是什么、怎么测量；其次我们要清楚电在哪里、电是怎么产生的；最后我们要知道电可以怎么应用，帮助我们理解导体和绝缘体的内涵。
观察视频中的吸管运动。
回答：摩擦。
吸引学生的注意，激发学生的兴趣，使教学效果达到最佳
新课教学
（一）两种电荷
现在我们先来看看生活中的“电现象”吧。第一个我们可以在一些科技馆内看到这样的场景，这个女孩摸的是一个静电球，第二、三幅图是我们在冬天经常会碰到的问题，其实这三种电现象的发生其实质都是一样的，今天我们就讨论第三种：摩擦起电这种现象。用摩擦的方法使物体带电，就叫做摩擦起电。
我们可以自己来做一做，老师这里准备了一些碎纸屑和一个气球，我想请一位同学来试试，看他能不能做成功好不好？下面的同学可以用塑料尺代替气球进行实验。
那么通过这个熟悉的电现象，我们可以知道些什么呢？老师这里有一个演示实验：将与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近碎屑，发现碎屑被橡胶棒吸引了，即橡胶棒有了吸引轻小物体的性质，我们就说橡胶棒带了电，或者说橡胶棒带了电荷。因此，我们可以得出一个结论：物体有了吸引轻小物体的性质，说明物体带了电，或者说物体带了电荷。
得出了这个结论后我想考考同学们，为什么电视机的荧光屏上经常沾有灰层呢？
老师这里有提示：因为电视机工作时，电视机的荧光屏上带有_________，从而使荧光屏具有了__________________的性质。
[演示实验]：
首先将被丝绸摩擦过的玻璃棒靠近同被丝绸摩擦过的玻璃棒，再将被丝绸摩擦过的玻璃棒靠近被毛皮摩擦的橡胶棒，我们可以发现什么呀？
（师生继续讨论交流，得出最终结论）
师：对的，通过这个现象，我们是不是可以说:摩擦起电生成的电，即电荷有两种？
师：嗯，同学们考虑问题很全面，说的很对啊，我们总不能因为我们没看到过一个东西就说这个东西不存在，那么我们设计实验去验证这第三种电荷的存在呢？（适当给予提示引导学生）
师：嗯，同学们的想法很对，但是由于条件有限，我们没有足够的实验器材，这个探究实验我们就不做了，但是同学们的想法很对，我们可以依据不同带电体与参照带电体（玻璃棒、橡胶棒）作用情况进行记录，对照实验数据记录对带电体所带电荷进行分类，对各类中的带电体所带电荷种类与参照带电体进行归一（同源同性），从而得出结论。
其实早就有很多科学家们进行了大量的实验探究，比我们采集的实验对象更全面，最后得出了很权威的结论：
1．自然界只有两种电荷
规定：
　用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做正电荷；
　用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷。
2．同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
如果我们进行了实验，那么我们可以发现吸引和排斥的剧烈程度是不一样的，说明不同物质所带的电量是不一样的，于是就有了第三个结论：
3．电荷的多少叫做电荷量。也可简称为：电荷
　　单位：库仑；简称：库；符号：C。
一根实验室中常用的玻璃棒或橡胶棒，摩擦后所带的电荷量大约只有10-7C。一片带电的云上所带的电荷量大约是几十库仑。两个电荷量分别为1库仑的带电体，相距1km，相互作用力约为9000N。可见：库仑是一个很大的单位。
现在我们知道了物体经过摩擦会带上电荷，但是一个物体本身带不带电怎么判断呢？想一想：到目前为止，我们已经知道几种办法可以检验物体是否带电？
师：对，看来同学们对我们的“电现象”已经有了一个初步的印象了。可是我们还有其它检验物体是否带电的方法吗？
答案是肯定的，我们有一个检验物体是否带电的物理仪器——验电器，我们一起来看看。
验电器主要由金属球、金属杆、金属箔三部分构成，将待测物体接触验电器上方金属球，验电器内金属箔的张角越大，所验物体带的电荷越多。
在这里老师还跟大家介绍一种中和现象：等量的异种电荷放在一起完全抵消的现象叫做中和现象。中和现象并不是电荷的消失，而是电荷发生了转移，使正、负电荷抵消从而达到电中性的现象。
经过对电荷的学习，现在大家对最开始我们观看的视频当中吸管的表现能够做出解释了吗？
对，因为电荷需要转移，所以手指会牵引着吸管转动，从而使得吸管表现为“自己旋转”。而移动的电荷形成的就是电流。这一点我们后面会学习。
（二）原子及其结构
简单讲解：
1.常见物质是由分子、原子构成的。
2.原子结构：原子是由位于中心的原子核和核外绕核高速运转的电子组成。
3.元电荷（e）：最小的电荷量叫做元电荷。e=1.6×10^(?19) C
4.通常情况下，原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷数数量相等，使整个原子显电中性，也就是原子对外不显电性的性质。
有了对原子的简单认识，我们就来看看我们讲了这么久的摩擦起电到底是怎么发生的吧！
不同物质的原子核束缚电子的本领不同。失去电子的物体因为缺少电子而带正电；得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。
摩擦起电的实质：电子的得失。
在大家明白了摩擦起电的原因之后，老师还有几点问题要给大家强调一下：
1.在摩擦起电的过程中只能转移带负电荷的电子。
2.摩擦起电的两个物体将带上等量异种电荷。
3.由同种物质组成的两物体摩擦不会起电。　　
4.摩擦起电并不是创造电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体，使正负电荷分开，使电子数量守恒。
5.其中的能量转化为：机械能→电能。
（三）导体和绝缘体
现在我们知道了不同物质的原子核束缚电子的本领不同，所以不同的物质其导电性也会不一样，而物质导电性的不同就将物体分为了导体和绝缘体，那么我们怎么判断一个物体是导体还是绝缘体呢？
[演示实验]：（用验电器判断）准备两个验电器，一个带电一个不带电。
（1）用橡胶棒连接验电器
（2）金属棒连接两验电器
观察实验现象，得出实验结论。引出导体和绝缘体的概念等相关知识。
台上的学生开始摩擦气球进行实验，台下的学生则摩擦塑料尺进行实验。
（讨论交流，得出结论）回答：电荷；吸引轻小物体。
回答：一种互相排斥，一种互相吸引。
回答：不行，万一有第三种呢？
（讨论交流，得出结论）
回答：以摩擦后的玻璃棒、橡胶棒为参照，用其他带电体靠近，观察并记录其相互作用。
（讨论交流，得出结果）两种。一种是利用带电体能吸引轻小物质的性质检验。另一种是利用电荷间具有相互作用力来判断。
因为摩擦起电，吸管经过摩擦带上了电荷。
以引导为主，让学生主动得出结论
对概念部分采取讲授法，尽量简洁明了
通过举例让学生深刻认识库仑这一单位
检验教学效果、学生的归纳总结能力
观察学生对知识的应用能力
实验演示更直观，不仅可以让学生知道导体和绝缘体的区别，还能让学生知道怎么判断物体的导电性
深化拓展
[思考讨论]：
你还有别的办法判断一个物体是导体还是绝缘体吗？
演示实验，展示判断一个物体是导体还是绝缘体的第二种方法。
讨论交流，设计实验
课堂小结
一、两种电荷
1.用摩擦的方法使物体带电──摩擦起电。
带电体具有吸引轻小物体的性质。
2.自然界中只有两种电荷：正电荷“+”、负电荷“-”。
同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
3.电荷量的多少叫电量，单位是库仑（库）
二、原子及其结构
1.元电荷：最小的电荷
2.电子：带有负电的最小的电荷
三、导体和绝缘体
1.导体：善于导电的物体。
2.绝缘体：不善于导电的物体。
[学生小结]
本节课学到什么知识？
学到什么方法？
印象最深的是什么？
还有什么不清楚？
课后作业
课后习题1、2、3
教学评价
4.0
知道电荷分为正、负电荷及产生原因，明白电荷量的概念、大小；知道摩擦起电并能解释其物理原理；能解释异性相吸同性相斥的物理原理；还会检验物体是否带电，能掌握验电器的原理和使用方法；可以说出导体和绝缘体的概念并能例举导体和绝缘体包括那些物质；能根据所学知识回答简单问题，学会简单计算、解决实际问题。
3.0
知道电荷分为正、负电荷及产生原因，明白电荷量的概念、大小；知道摩擦起电并能解释其物理原理；能解释异性相吸同性相斥的物理原理；还会检验物体是否带电，能掌握验电器的原理和使用方法；可以说出导体和绝缘体的概念并能例举导体和绝缘体包括那些物质。
2.0
知道电荷分为正、负电荷及产生原因；知道摩擦起电并能解释其物理原理；能解释异性相吸、同性相斥的物理原理。
1.0
知道电荷分为正、负电荷，知道摩擦起电，知道异性相吸、同性相斥这些事实。不懂其中原理，只能说出现象。
0.0
对电荷的产生、电荷的检验、验电器的使用、导体和绝缘体等相关知识一概不知。
板书设计
一、两种电荷
1.摩擦起电。 带电体具有吸引轻小物体的性质。
2.自然界中只有两种电荷：正电荷“+”、负电荷“-”。
同性相斥，异性相吸。
3.电荷量，单位是库仑（库），符号：C
二、原子及其结构
1.元电荷：最小的电荷
2.电子：带有负电的最小的电荷
三、导体和绝缘体
教学反思
这是一节电学的初始课，因此上好这一课，对于学好电学有着重要的意义，因为这是学生对电学课的第一印象，所以，它不仅担负着掌握电荷初步知识的任务，还担负着培养激发学生对电学兴趣的任务。基于此，我在设计本课时，尽可能的设计了实验，而且把它设计成探究性试验，目的就是要最大限度的调动学生的积极性，培养学生对电学的兴趣。如果使用验证性试验，可以节省好多时间，但学生的学习兴趣就会大大减弱，因为那样就缺少了神秘感，不利于激发学生的求知欲。
本节课的知识内容，虽看似浅显，但知识点多，给人凌乱而繁杂之感。而且由于化学知识滞后，学生对摩擦起电的原因及导体和绝缘体导电能力不同的原因理解起来都非常困难。因此课堂容量还是不小的。充分利用小组合作：使用小组合作、互帮互助的方法，让所有学生都弄明白。