2023年7月21日,華南師范大學(xué)物理學(xué)院團(tuán)委學(xué)生會服務(wù)隊開展了“三下鄉(xiāng)”期間的第一節(jié)特色課程。在華南師范大學(xué)物理學(xué)院團(tuán)委學(xué)生會服務(wù)隊教務(wù)組成員陳映吟和賈君怡的帶領(lǐng)下,小朋友們來到學(xué)校實驗室里開展本次團(tuán)學(xué)服務(wù)隊準(zhǔn)備的物理特色課程。
映吟老師通過當(dāng)下的流行游戲《蛋仔派對》引入本次課堂主題——靜電。
在課堂的開始,映吟老師首先介紹了本次課堂的五部分內(nèi)容:一、摩擦起電;二、影響摩擦起電的因素;三、靜電的性質(zhì);四、兩種電荷的吸引規(guī)律;五、經(jīng)典在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。
在開始第一部分之前,為了對后面的內(nèi)容進(jìn)行更好的講解,映吟老師介紹了物質(zhì)的組成,以房間為例,引出世界上的物質(zhì)都是由分子、原子或者離子構(gòu)成的。映吟老師再通過一個水分子引入原子的概念,并以圖片展示了原子的結(jié)構(gòu),使得小朋友們對原子有更好的了解。接著,映吟老師問小朋友們對生活中的磁鐵熟不熟悉,小朋友們異口同聲地表示了肯定。隨后,映吟老師向小朋友們講解:磁鐵分為南北兩極,生活中的電也有兩種分類。為對后面的知識進(jìn)行鋪墊,映吟老師為小朋友們介紹了離子。
(圖一:小朋友們在認(rèn)真聆聽)
在引入物質(zhì)的組成后,課堂就進(jìn)入了正題——靜電,本小節(jié)的主要內(nèi)容就是摩擦起電,而摩擦起電也是靜電中的一種。在講解靜電之前,老師給小朋友們播放了一則有關(guān)冬天靜電的視頻,并以視頻中脫毛衣產(chǎn)生靜電現(xiàn)象為例,給小朋友們介紹摩擦起電的原理。 為了讓小朋友們更好地理解靜電,映吟老師拿出一根PVC管和一片毛皮,向小朋友們演示靜電的產(chǎn)生:用力地將毛皮快速地摩擦PVC管。隨后,映吟老師又給每組小朋友分發(fā)了材料,指導(dǎo)他們摩擦PVC管,產(chǎn)生靜電。
接下來映吟老師帶著小朋友們進(jìn)入課堂第二部分——影響摩擦起電的因素。映吟老師通過提問相關(guān)問題,加深小朋友們對影響摩擦起電因素的理解。在探究完影響摩擦起電的因素以后,映吟老師帶領(lǐng)小朋友們進(jìn)入課堂的第三部分——靜電的性質(zhì)。映吟老師讓小朋友們將一小塊紙撕成許多的小紙屑,再拿起PVC管,摩擦毛皮,再用PVC管靠近小紙屑。映吟老師讓小朋友們自己動手完成這個小實驗,學(xué)習(xí)到了靜電的性質(zhì)。
在學(xué)習(xí)完摩擦起電以及條件,靜電的性質(zhì)之后,君君老師利用靜電章魚引入兩種電荷的吸引規(guī)律,讓小朋友們對兩種不同電荷以及它們之間的關(guān)系有了更深層次的了解。
君君老師首先通過靜電章魚來引入,在桌子上放著PVC管,羊毛,塑料絲,首先用羊毛分別摩擦塑料絲和PVC管,在這個過程中小朋友們也會用桌子上的實驗器材與老師進(jìn)行同步的操作,將塑料絲放在PVC管上,但是不要接觸。可以很明顯的看見塑料絲朝著四面八方分散。
(圖二:“靜電章魚”)
為了探究同種電荷之間的關(guān)系,君君老師讓小朋友們觀察自己小組桌子上的材料(PVC管,一片羊毛,兩段塑料絲),因為是探究同種電荷的關(guān)系,所以我們制作兩個一模一樣的靜電章魚用來保證章魚上所帶電荷相同,然后按照靜電章魚的制作方法,讓小朋友們制作兩個靜電章魚,這個時候小朋友們在映吟老師的幫助下,先用羊毛摩擦兩段塑料絲然后再摩擦PVC管,把這兩段塑料絲放在PVC管上制作兩個靜電章魚,看大多數(shù)小朋友完成之后,君君老師讓小朋友們把兩個靜電章魚相互靠近觀察靜電章魚觸手的變化,可以觀察到觸手再向兩邊散開。從上面的實驗,可以清楚的觀察到兩個章魚的觸手是向兩邊延伸的,由此可以得出結(jié)論,同種電荷相互排斥。
接著,為了探究異種電荷之間的關(guān)系,君君老師首先讓小朋友們觀察自己桌子上面的器具(玻璃棒,橡膠棒,絲綢,羊毛),并為小朋友們拓展兩個知識點(diǎn),用絲綢摩擦的玻璃棒帶正電,用羊毛摩擦的橡膠棒帶負(fù)電是異種電荷,小朋友們旋轉(zhuǎn)橡膠棒可以看到玻璃棒跟著橡膠棒一同旋轉(zhuǎn),所以根據(jù)這個現(xiàn)象可以得出結(jié)論異種電荷相互吸引。
(圖三:小朋友們在嘗試摩擦橡膠棒)
根據(jù)上面兩個實驗我們可以清晰地知道兩個結(jié)論,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。君君老師讓小朋友們重復(fù)這個結(jié)論三遍。孩子們也都非常認(rèn)真地將這個結(jié)論重復(fù)三遍。
在學(xué)習(xí)完上面的同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引后,便開始了一個小游戲——一毛五角, 在游戲中,小朋友們都展現(xiàn)了很高的參與度。
(圖四:小朋友們在玩游戲)
學(xué)生們在做完小游戲后,君君老師讓學(xué)生們安靜下來,然后提到我們國家是一個倡導(dǎo)綠色的國家,但是國家要發(fā)展就一定需要工廠來工作,而工廠的工作一定會伴有廢氣的排放,我們對于這些廢氣不會棄之不管,通過講述煙塵的性質(zhì)來引導(dǎo)孩子們說出正確答案。煙塵屬于輕小物質(zhì),而靜電正好可以吸引小的物質(zhì),所以靜電除塵機(jī)便會產(chǎn)生,接下來君君老師會讓小朋友們來設(shè)想如果自己是一個制造者會怎么設(shè)計靜電除塵機(jī),找兩三個小朋友回答完問題后,便給他們正確的除塵機(jī)模型并對其進(jìn)行了簡單的講解。
課程進(jìn)行到這里已經(jīng)差不多要結(jié)束了,在PPT上的總結(jié)出現(xiàn)后,君君老師帶領(lǐng)大家進(jìn)行了整個課程的回顧,摩擦起電的實質(zhì),靜電的性質(zhì),兩種電荷的吸引規(guī)律,靜電在現(xiàn)實生活中的幫助和危害。