陳懷

隨著課程改革的深入，課堂教學(xué)改革正朝著內(nèi)涵提升的方向發(fā)展，課堂教學(xué)形式也不斷創(chuàng)新.鄞州區(qū)2011年4月正式成為中國教育科學(xué)研究院教育綜合改革實(shí)驗(yàn)區(qū).三年多來，積極探索課堂教學(xué)改革和學(xué)生學(xué)習(xí)方式變革，鄞州區(qū)各校已探索和推廣了高效課堂、幸福課堂、生動(dòng)課堂等多種教學(xué)創(chuàng)新模式，并取得了一系列理論和實(shí)踐的成果.我校也在積極穩(wěn)妥推進(jìn)課堂教學(xué)改革，正是為了順應(yīng)學(xué)習(xí)方式變革這一時(shí)代和現(xiàn)實(shí)需要，我們提出并積極倡導(dǎo)“學(xué)科探究教學(xué)”，積極探索“生本課堂”模式.

下面僅以高中物理選修3-1（2010年4月第3版）第一章第8節(jié)《電容器的電容》為例，談一談我對(duì)于“生本課堂”的思考與領(lǐng)悟.

1 教學(xué)過程及設(shè)計(jì)意圖

1.1 電震實(shí)驗(yàn)，引入課題

電震實(shí)驗(yàn)（背景：1748年在法國的巴黎圣母院前的廣場上（如圖1）舉行了一場由700個(gè)人排成300多米長隊(duì)伍的超大型的魔術(shù)秀）.現(xiàn)在我們一起來重溫一下當(dāng)時(shí)的盛況，魔術(shù)師在開始魔術(shù)之前總會(huì)找一個(gè)觀眾去查看一下他用的道具是否有問題，再請(qǐng)前兩排同學(xué)手拉手，組成個(gè)“U”字型的線路（如圖2），第一個(gè)同學(xué)握住杯子的外壁，最后一個(gè)同學(xué)等會(huì)觸摸一下內(nèi)壁.（過渡語：接下來是見證奇跡的時(shí)刻）.實(shí)驗(yàn)后，請(qǐng)學(xué)生代表談感受，（被電了一下），看來這個(gè)被改裝過的杯子還能裝電荷.這就是我們今天要重點(diǎn)研究的一個(gè)容器，電容器.（板書：電容器）

簡單介紹電容器的前世今生：電容器從最初的“萊頓瓶”發(fā)展到現(xiàn)在這個(gè)模樣（展示各色各樣的電容器），出現(xiàn)在各種電器的線路板上（展示實(shí)驗(yàn)用的學(xué)生電源內(nèi)部線路板），電容器的應(yīng)用前景也是科學(xué)家一直在努力思考的.（展示電容觸屏，超級(jí)電容器能源等科技產(chǎn)品）.

設(shè)計(jì)意圖 通過“魔術(shù)”引入新課，點(diǎn)燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高課堂的活力；同時(shí)為電容器充放電現(xiàn)象提供感性素材.

1.2 師生互動(dòng)，初探知識(shí)

1.2.1 電容器

師：電容器究竟內(nèi)部構(gòu)造如何呢？我們先來看看它的前身，萊頓瓶，大家一定想知道這亮金金的是什么？（接下來又到了揭曉真相的時(shí)刻）.

生：是平時(shí)燒烤用的鋁箔，很薄的一層導(dǎo)體，外面這一層也是如此.

師：沒錯(cuò)，那么內(nèi)外兩層鋁箔是否接觸呢？

生：沒有，夾在它們之間的還有一層絕緣的塑料容器壁.

師：兩個(gè)導(dǎo)體夾一層絕緣介質(zhì).今天要學(xué)習(xí)的電容器構(gòu)造是否也如此呢？

讓學(xué)生動(dòng)手撥開日光燈啟輝器里的一個(gè)電容器.（板書：1.構(gòu)造：極板，電介質(zhì)），一個(gè)典型漢堡模型（板書：電容器符號(hào)）.

師：一開始那個(gè)檢查道具的同學(xué)怎么沒有觸電呢？

生：電容器還沒帶上電，要先充電，等充完電后，我們這么多同學(xué)手拉手組成了線路，當(dāng)觸碰的瞬間，兩極板導(dǎo)通，就放電，我們身上有了短暫的電流，驚跳起來.

師：接下來我把這個(gè)能裝電的杯子再稍微包裝一下，就是大家看到的這個(gè)橙色的電容器（正規(guī)廠家生產(chǎn)），我們一起來演示下它的充放電，我設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，請(qǐng)同學(xué)們可以看PPT上面的示意圖，通過一個(gè)單刀雙擲開關(guān)控制充電和放電，先請(qǐng)同學(xué)判斷開關(guān)擲哪邊充電哪邊放電.再觀看現(xiàn)象.然后請(qǐng)學(xué)生口頭描述，看到的現(xiàn)象.

生：充電過程：燈亮，（有電流），變暗至滅，（電流逐漸減小，最后消失）.

師：電荷有裝上去嗎？怎么檢驗(yàn).

生：有，可以將開關(guān)打到左邊放電，看能否再次將燈泡點(diǎn)亮.好，果然如同學(xué)們所預(yù)計(jì)的一樣.

師生分析：我們來簡單分析下剛才的充放電情景，開關(guān)閉合，有短暫電流（畫電流箭頭），電流方向？我們規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?，則左側(cè)極板帶上了正電，同時(shí)右側(cè)極板感應(yīng)出了相應(yīng)數(shù)量的負(fù)電荷，充電結(jié)束后，兩極板帶上了等量的異種電荷，我們規(guī)定一個(gè)極板所帶的電量為電容器的帶電量，正負(fù)電荷之間形成電場，帶電的過程也是電能積累的過程.電容器還是個(gè)儲(chǔ)能裝置.有了電場，兩極板便有了電勢差，這個(gè)電勢差的大小跟充上去的電量有沒有關(guān)系呢？應(yīng)該會(huì)有.電容器所帶的電荷量與兩極板的電勢差都是電容器兩個(gè)狀態(tài)參量，接下來我們進(jìn)一步通過定量測量來分析.

設(shè)計(jì)意圖 讓學(xué)生觀察現(xiàn)象，并用科學(xué)的語言描述現(xiàn)象，再用所學(xué)的知識(shí)來分析現(xiàn)象的成因.從豐富的感性認(rèn)識(shí)，再到具體抽象，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，從而培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、表述能力和分析解決問題的能力.

1.2.2 電容

師：要測量，得有相應(yīng)的電表，但是從剛才看到的小燈泡亮度的變化，可以確定小電路中的電流應(yīng)該是在不斷發(fā)生變化的，如果用平時(shí)我們實(shí)驗(yàn)室里在用的電流表和電壓表，好不好測量？

生：不好測量，指針會(huì)搖擺……

師：所以我們這里要用到一個(gè)儀器叫傳感器，它的優(yōu)點(diǎn)就是能迅速捕捉到電壓和電流的變化，更厲害的是，讓它通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，它便能在短短的幾秒內(nèi)畫出電壓和電流隨時(shí)間的變化規(guī)律.好，一起來見證一下，設(shè)定電源電壓為直流3 V，通過傳感器描繪電容器的i-t圖像，并通過積分功能項(xiàng)算得充電電量為0.99 C（如圖3）所示，（測完一組后，可以改變充電電壓，再重復(fù)以上的步驟），對(duì)比課前做的四組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)電壓不同，充的電量也不一樣，[TP2GW09.TIF，Y#]但比值是個(gè)定值，如圖4所示.進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：同一電容器，Q和U比值是定值，不同電容器比值一般不同.那這個(gè)比值肯定能反映電容器某一方面的特性，引出電容的概念.（板書：二、電容1、電容的定義：C=Q/U，）這個(gè)比值即電容有什么意義呢？

師生分析：我們可以再借用這個(gè)杯子裝水作一個(gè)類比，結(jié)合之前所學(xué)，電容器兩極板的所帶的電量和電勢差分別可以對(duì)應(yīng)于杯子盛水模型中體積和水位高度，所以電容可以對(duì)應(yīng)于杯子的底面積，給相同高度卻不同底面積的杯子裝相同深度的水，哪個(gè)杯子裝的水較多？底面積大的.說明底面積的反映蓄水的能力，因此電容表征電容器容納電荷的能力.（板書：電容的意義）.這是一種比值定義方式.跟我們前面學(xué)過的很多物理量：速度，密度，電場強(qiáng)度，電阻一樣，[TP2GW10.TIF，Y#]只是一個(gè)量度關(guān)系，不存在誰決定誰.電容器電容的單位是“法拉”，它是個(gè)相當(dāng)大的單位，所以常用單位：微法，皮法，知道他們之間的數(shù)量級(jí)關(guān)系，展示實(shí)驗(yàn)用電容器的參數(shù)，跟我們實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)完全吻合（前后呼應(yīng)）.

設(shè)計(jì)意圖 使用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采集電容器充放電實(shí)驗(yàn)測量得到的數(shù)據(jù)，使用描點(diǎn)法做出電容器的Q-U圖象，再類比水容器得出Q和U比值的物理意義，通過運(yùn)用描點(diǎn)法作圖分析數(shù)據(jù)，運(yùn)用比值法定義物理量等科學(xué)研究方法的情境創(chuàng)設(shè)，培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維與科學(xué)研究的能力.

1.2.3 引導(dǎo)學(xué)生探究電容與哪些因數(shù)有關(guān)

師：隨著電容器的應(yīng)用越來越廣泛，我們要制造不同蓄電能力的電容器.

（1）提出問題：電容器的電容跟哪些因素有關(guān)？選擇器材，把這個(gè)杯子電容器展開就可以得到最簡單的電容器（平行板電容器）.

（2）猜想與假設(shè)：可能與極板間距離，極板正對(duì)面積大小，材料性質(zhì)等方面有關(guān).

（3）設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

器材選擇及原理：兩塊相同的鋁板，中間夾硬紙板，每塊硬紙板的厚度為1 mm，運(yùn)用控制變量法的思想.

步驟一.控制電介質(zhì)和正對(duì)面積不變，探究電容和板間距離的關(guān)系.通過所夾的等厚度硬紙板的張數(shù)來控制板間距離.當(dāng)兩極板間分別夾一層、二層、三層上述硬紙板時(shí)，對(duì)應(yīng)的數(shù)字電容表顯示分別為29.9 nF、15.5 nF、10 nF，由此分析，在誤差允許的范圍內(nèi)平行板電容器電容C與兩板間距離d成反比.

步驟二. 控制電介質(zhì)和板間距離不變，探究電容和板面積的關(guān)系.在其中一塊鋼板的某一邊上標(biāo)記三等分點(diǎn)和四等分點(diǎn)，來控制正對(duì)面積的變化.夾一塊硬紙板，當(dāng)正對(duì)面積分別為S、3S/4、2S/3時(shí)，數(shù)字電容表顯示的讀數(shù)分別為：29.9 nF、 22.3 nF、20.1 nF，由此分析，在誤差允許的范圍內(nèi)平行板電容器電容C與兩板正對(duì)面積成正比.

步驟三.控制正對(duì)面積和板間距離都不變，改變電介質(zhì)的種類.有等厚度的有機(jī)板，和氧弗板可與硬紙板作對(duì)照，各選擇其中一片，電容值各不相同，則說明與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān).

以上實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生分組進(jìn)行，每組委派兩位同學(xué)具體操作，其余同學(xué)在事先設(shè)計(jì)好的表格中記錄數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)過程中遇到的各種問題通過小組合作，交流去克服，最終通過分析采集的數(shù)據(jù)得出相關(guān)結(jié)論，每組派代表上臺(tái)展示實(shí)驗(yàn)成果.

1.2.4 修正與推廣

（普及到一般電容器）.不同的電容器構(gòu)造大同小異，可以借用此公式定性分析一般電容器的電容大小及變化.并由此過渡到電容器的分類.指導(dǎo)學(xué)生看書.

設(shè)計(jì)意圖 以生活為素材創(chuàng)設(shè)情景，將學(xué)生熟悉的物品搬到物理課堂上，給學(xué)生一種親切感，再次激發(fā)學(xué)生的求知欲，學(xué)生自己探究，進(jìn)一步掌握控制變量法的實(shí)驗(yàn)方法，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生認(rèn)真觀察，團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神.

1.3 回顧課堂，總結(jié)收獲

師生：我們用“兩個(gè)一”、“兩個(gè)兩”、“兩個(gè)三”來總結(jié)下今天的內(nèi)容：

兩個(gè)一”：（1）一種儲(chǔ)電的容器——電容器；（2）一種儲(chǔ)電的能力叫電容.

兩個(gè)兩”：（1）電容器兩種工作工作方式：充電和放電，分別完成電能的儲(chǔ)備與釋放；（2）兩種電容表達(dá)式，定義式和平行板電容器電容決定式；

兩個(gè)三”：（1）學(xué)習(xí)過程滲透了三種方法：微元法，類比法，控制變量法.（2）三種常見電容器：聚苯乙烯電容器；電解電容器；可變電容器.

1.4 以動(dòng)代練，受益匪淺

安排10個(gè)學(xué)生分兩組，5個(gè)一組手拉手面對(duì)面站成平行的兩排，演示平行板電容器電容變化，每組派一個(gè)同學(xué)分別用手捏住數(shù)字電容表的正負(fù)接線柱.坐在下面同學(xué)出題，如要求電容變小，看上面同學(xué)的具體動(dòng)作，思考還有沒有其它的方式.通過這樣的互動(dòng)，既能呼應(yīng)剛開始引入時(shí)的魔術(shù)，讓學(xué)生整堂課都能在活動(dòng)參與中學(xué)習(xí)，同時(shí)也能對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的加以鞏固.

設(shè)計(jì)意圖 通過學(xué)生的互動(dòng)游戲，來檢驗(yàn)當(dāng)堂課的所學(xué)情況.既豐富了知識(shí)，又提高了學(xué)生的參與度，將教學(xué)氣氛推向高潮.

2 反思與感悟

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)打破了以往的灌輸傳授式的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，將學(xué)生活動(dòng)貫穿于教學(xué)的全過程，使學(xué)生處于最大限度的主動(dòng)激活狀態(tài)，使學(xué)習(xí)成為其自主活動(dòng).教學(xué)中不是只關(guān)注掌握知識(shí)結(jié)論，更關(guān)注學(xué)生對(duì)知識(shí)形成過程的理解.物理教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)，最能調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性的也是實(shí)驗(yàn)，對(duì)于探究平行板電容器的影響因素，在備課過程中，考慮到時(shí)間較緊，教材中利用靜電計(jì)來探究的實(shí)驗(yàn)方案其實(shí)驗(yàn)原理對(duì)于正在接受新知的學(xué)生來說也是個(gè)難點(diǎn)，因而化難為易，設(shè)計(jì)了這么一個(gè)定性半定量的實(shí)驗(yàn)方案，將學(xué)生熟悉的生活用品搬到了課堂中，不斷刺激他們的求知欲，材料很粗糙，需要不斷去克服實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，這對(duì)于學(xué)生動(dòng)手創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是很有幫助的，也符合新課程的理念，注重以學(xué)生為本，教師在整個(gè)教學(xué)過程中是導(dǎo)演，是顧問.要導(dǎo)的好、導(dǎo)的妙，備課就要很充分，不僅僅要備教材，更要深入分析學(xué)生的認(rèn)知水平，精心設(shè)計(jì)教學(xué)流程，為學(xué)生鋪設(shè)符合其認(rèn)識(shí)規(guī)律的思維軌道，使學(xué)生的信息處理和思維活動(dòng)得以順利進(jìn)行.一堂課的好壞不僅僅取決于你上得有多精彩，更主要還是看學(xué)生是否能參與到你的組織的課堂中來，畢竟他們才是這堂課的主角，堅(jiān)持學(xué)生活動(dòng)互動(dòng)性，有利于加速知識(shí)的意義建構(gòu).

2.1 生本課堂的必要性

我們要以辯證的眼光去看待生本課堂，生本課堂是不是就[JP3]是萬能的？是不是傳統(tǒng)課堂就一無是處？這些問題值得我們思考.

事實(shí)上，在上個(gè)世紀(jì)，我國的經(jīng)濟(jì)在飛速發(fā)展，在社會(huì)化大生產(chǎn)的環(huán)境下，社會(huì)需要螺絲釘一樣的人物，至此，傳統(tǒng)課堂適用于那個(gè)時(shí)代.而現(xiàn)在，隨著中國經(jīng)濟(jì)的騰飛，社會(huì)更需要能夠獨(dú)立思考，分工合作的人才，因此，隨著社會(huì)需求的改變，教學(xué)課堂也做出相應(yīng)的改變，生本課堂無所謂優(yōu)劣，只是更適合我們現(xiàn)在的社會(huì)需求.

2.2 生本課堂的實(shí)施

生本課堂最大的特點(diǎn)是把思考的時(shí)間留給學(xué)生，把問的權(quán)利還給學(xué)生，把講的機(jī)會(huì)讓給學(xué)生，把練的安排納入課堂，這也是生本課堂最大的魅力.

如何實(shí)施生本課堂？一要放得開，二要收得攏，何為放得開？就是我們不要總是擔(dān)心學(xué)生會(huì)講不好，從而影響我的教學(xué)進(jìn)度，事實(shí)上，學(xué)生在探究展示過程中受到的關(guān)注度遠(yuǎn)比老師單純講解時(shí)受到的關(guān)注度高，而且他們所想到的，他們所展示的說不定比老師講的更加精彩，就像在這堂課當(dāng)中，最后一位同學(xué)，他不僅向同學(xué)們展示了他們組的研究成果，更向大家分享了自己的人生感言.當(dāng)然學(xué)生的展示與老師的講解在知識(shí)的深度與全面性上，肯定會(huì)有一定的差距，此時(shí)就需要教師在一邊加以引導(dǎo)與輔助，學(xué)生作為主體，老師作為引導(dǎo)著，共同參與到知識(shí)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的過程中來，還原課堂的本色.