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[摘 要]物理是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)器材是物理課堂教學(xué)中的常用教具。教師在物理教學(xué)中可利用生活中的廢棄物品和手邊的工具開(kāi)發(fā)一些實(shí)驗(yàn)器材，以彌補(bǔ)學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材的不足，同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果。文章結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，介紹了一種電容器的制作及其在物理教學(xué)中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]自制電容器;廢棄品;演示實(shí)驗(yàn);激發(fā)興趣

[中圖分類號(hào)]? ? G633.7? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2020）20-0055-02

人教版選修3-1第一章《靜電場(chǎng)》第8節(jié)《電容器的電容》是電學(xué)中比較重要的一節(jié)課，本節(jié)課的三維目標(biāo)要求學(xué)生知道電容器的概念，認(rèn)識(shí)常見(jiàn)電容器，通過(guò)實(shí)驗(yàn)感知電容器的充放電現(xiàn)象。電容器在各種電子儀器中都有廣泛的應(yīng)用，但是由于學(xué)生很少打開(kāi)電器觀察其內(nèi)容結(jié)構(gòu)，所以學(xué)生對(duì)電容器只有初步模糊的認(rèn)識(shí)。鑒于上述原因，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，有必要組織學(xué)生自制電容器，讓學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)電容器的外形、兩個(gè)極板、填充介質(zhì)，并且讓學(xué)生直觀感受電容器的充放電過(guò)程。學(xué)生通過(guò)經(jīng)歷電容器的制作過(guò)程，對(duì)電容器的了解就比較透徹，從而提高教學(xué)效果。

一、電容器的制作

1.材料準(zhǔn)備

廢棄的相同規(guī)格的大號(hào)飲料杯三個(gè)，廢棄的相同大小的易拉罐兩個(gè)，小圓鐵球一個(gè)，導(dǎo)線兩根，廢棄的1米長(zhǎng)PVC管一根，一塊毛皮，一把剪刀（如圖1）。

2.制作原理

參照平行板電容器和聚丙烯固體電容器的結(jié)構(gòu)，兩個(gè)剪好的易拉罐金屬片就是兩個(gè)金屬極板，中間的大號(hào)飲料瓶相當(dāng)于兩個(gè)金屬極板間的填充介質(zhì)。一根導(dǎo)線連接圓鐵球和其中一個(gè)易拉罐作為一極A，另外一根導(dǎo)線接另外一個(gè)易拉罐作為另一極B。三個(gè)大號(hào)飲料杯緊扣在一起也基本實(shí)現(xiàn)了電容器極板間的密閉狀態(tài)。利用毛皮摩擦PVC管使其帶上大量電荷，并與自制電容器的一極A充分接觸，使其充上電。

3.制作過(guò)程

（1）將兩個(gè)廢棄易拉罐剪去頭尾，只留中間部分。

（2）把剪好的兩片易拉罐金屬片分別鉆眼接上導(dǎo)線。

（3）將其中一個(gè)易拉罐金屬片鋪在最外層大號(hào)飲料杯里，緊接著放第二個(gè)大號(hào)飲料杯，壓緊剛鋪好的易拉罐;再放另一片易拉罐金屬片在第二個(gè)大號(hào)飲料杯里鋪好，接著放第三個(gè)大號(hào)飲料杯將鋪好的第二片易拉罐金屬片壓緊。將連接最里面易拉罐金屬片的導(dǎo)線接圓鐵球，并將鐵球固定在大號(hào)飲料瓶杯蓋中央處。將與最外側(cè)易拉罐金屬片連接的導(dǎo)線引出。

這樣，自制電容器就制作好了（如圖2）。

二、自制電容器在教學(xué)中的應(yīng)用和效果

在《電容器的電容》這一節(jié)引入新課時(shí)，筆者把自制的電容器放在講桌上，立馬引來(lái)了學(xué)生好奇的目光，有的學(xué)生說(shuō)它很漂亮，像個(gè)藝術(shù)品。筆者先不告訴學(xué)生這是一個(gè)電容器，而是先請(qǐng)一位學(xué)生上臺(tái)來(lái)用準(zhǔn)備好的毛皮摩擦PVC 管使其帶上大量電荷，并立即將其與自制電容器的A極（最上端的圓鐵球）充分接觸，給自制電容器充電，這時(shí)會(huì)聽(tīng)到“啪啪”的響聲。

重復(fù)上述步驟七、八次，使電容器充上足夠的電荷。學(xué)生對(duì)這些響聲相當(dāng)好奇。都想知道這到底是什么東西。帶著神秘感，筆者又請(qǐng)另一位同學(xué)上臺(tái)來(lái)。引導(dǎo)他將左手手指和右手手指同時(shí)接觸電容器的兩個(gè)極（圓鐵球和引出的另一根導(dǎo)線），這時(shí)人體就充當(dāng)了導(dǎo)體，負(fù)極板多余的電子就會(huì)通過(guò)人體轉(zhuǎn)移到正極板，這時(shí)人會(huì)感受到強(qiáng)烈的電擊現(xiàn)象。參與演示實(shí)驗(yàn)的學(xué)生說(shuō)，當(dāng)電流迅速流過(guò)他身體的時(shí)候，他體會(huì)到了心動(dòng)的感覺(jué)。這時(shí)所有學(xué)生都想上臺(tái)來(lái)體驗(yàn)這種心動(dòng)的感覺(jué)。鑒于這種情況，筆者起用了手搖式感應(yīng)起電機(jī)給電容器充上大量電荷，讓十位學(xué)生同時(shí)上臺(tái)來(lái)手牽著手，一起體會(huì)這種被電擊的心動(dòng)的感覺(jué)。這樣幾撥下來(lái)，所有學(xué)生都親身體驗(yàn)到了電容器的充放電現(xiàn)象。

這時(shí)，筆者再告知學(xué)生這是老師自制的電容器，學(xué)生都投來(lái)了崇拜的眼神。然后筆者再請(qǐng)一位學(xué)生上臺(tái)來(lái)將自制電容器輕輕拆開(kāi)，讓學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)電容器的結(jié)構(gòu)。告知學(xué)生其實(shí)物理課堂中用到的這些像電容器一樣的小的實(shí)驗(yàn)器具是可以自己制作的，鼓勵(lì)他們?cè)谡n余時(shí)間多查閱一些相關(guān)資料，多動(dòng)腦思考，動(dòng)手設(shè)計(jì)一些有用的小“作品”。

三、評(píng)價(jià)

自制教具是教師和學(xué)生利用簡(jiǎn)便易行的方法，就地取材，自己動(dòng)手制作的教具。自制教具在教學(xué)中可以發(fā)揮重要的作用。從改革教學(xué)方法角度來(lái)看，它會(huì)比一般教具更有使用價(jià)值。筆者認(rèn)為，在物理教學(xué)過(guò)程中，演示實(shí)驗(yàn)是不可缺少的一部分，利用廢棄品自制教具做演示實(shí)驗(yàn)更貼近教學(xué)實(shí)際，能讓學(xué)生有更直接的感觸。本教具制作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，易操作，可以組織學(xué)生在課余時(shí)間以小組為單位，自行制作。在制作教具過(guò)程中，將廢棄的大口飲料杯、易拉罐回收利用，讓學(xué)生深刻體會(huì)到知識(shí)與創(chuàng)新可以變廢為寶，從而真正體會(huì)到創(chuàng)新帶來(lái)的快樂(lè)。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、物理創(chuàng)新意識(shí)、思維能力和組織協(xié)調(diào)能力，提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任，這也正符合新一輪課程改革中提出的培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，這也正是我們物理教學(xué)的真正目的。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 黃鵬，王勝華.自制教具演示凸透鏡對(duì)光路的會(huì)聚[J].物理教學(xué)探討，2014（7）：58-59.

[2]? 劉炳昇.繼承傳統(tǒng) 開(kāi)發(fā)自制教具的創(chuàng)新教育功能（下）[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2013（2）：3-5.

[3]? 人民教育出版社，課程教材研究所.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·物理（選修3-1）[M].北京：人民教育出版社，2017.

[4]? 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[5]? 張衛(wèi)芬.自制教具賞析例談[J].中學(xué)物理，2013（10）：31-32.

（責(zé)任編輯 易志毅）