祁紅菊 呂朝陽

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有效進(jìn)行概念教學(xué)的4個關(guān)鍵
——以“電容器的電容”為例

祁紅菊 呂朝陽

(江蘇省奔牛高級中學(xué)江蘇 常州213131) (江蘇省前黃高級中學(xué)國際分校江蘇 常州213161)

物理概念,既是物理基礎(chǔ)理論知識的重要組成部分,也是學(xué)生通過邏輯推理，構(gòu)建知識體系的基本元素，因此研究物理概念教學(xué)策略，對實(shí)施有效教學(xué)非常必要.本文以同題異構(gòu)課“電容器的電容”為例，從創(chuàng)設(shè)情境、巧用實(shí)驗(yàn)、注重類比、重視體驗(yàn)等4個方面來探析物理概念教學(xué)的策略.

概念教學(xué)教學(xué)策略電容

物理概念是反映物理現(xiàn)象、物理過程本質(zhì)屬性的抽象和概括，它是在大量地觀察和實(shí)驗(yàn)，以及猜想和探究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用物理思維方法，對事物本質(zhì)的、共同的特征高度概括而形成的.物理概念不僅是物理基礎(chǔ)理論知識的重要組成部分，也是整個物理學(xué)知識體系的基礎(chǔ).物理學(xué)家李政道在回答怎樣才能學(xué)好物理這一問題時就強(qiáng)調(diào)：學(xué)習(xí)物理的首要問題是要弄清物理學(xué)中的基本概念.

“電容器的電容”這一節(jié)內(nèi)容所涉及的概念很多，由于學(xué)生缺乏感性認(rèn)識，普遍覺得這些概念比較抽象，難以理解.最近，筆者所在的學(xué)校舉行了備課組長展示課活動，本校的兩位教師在活動中執(zhí)教了本課題.通過全程參與本次活動，并反思兩位教師的整個教學(xué)環(huán)節(jié)，對如何進(jìn)行有效教學(xué)，特別是對如何有效地進(jìn)行概念教學(xué)，感觸頗深，現(xiàn)記錄下來與同仁們共同探討.

1　創(chuàng)設(shè)情境感知和體驗(yàn)概念

概念的引入是概念教學(xué)的首要環(huán)節(jié)，概念導(dǎo)入環(huán)節(jié)是否恰當(dāng)有效，將直接關(guān)系到學(xué)生對概念的理解和掌握程度.

教學(xué)片斷1:電容器的作用及構(gòu)造

教師甲：

展示自制的簡易電容器(將兩個不銹鋼的碗疊一起，中間夾了一層塑料薄膜，如圖1所示).

圖1　自制的簡易電容器

教師一只手托住外側(cè)碗底，把感應(yīng)起電機(jī)的一只金屬桿接觸內(nèi)側(cè)的碗，請學(xué)生A搖動感應(yīng)起電機(jī).然后移開感應(yīng)起電機(jī)，請學(xué)生B和教師手拉手，讓學(xué)生B的另一只手觸摸內(nèi)側(cè)的碗，感到被電了一下,說明金屬碗帶了電,這只碗可以用來“盛電”.

向?qū)W生說明這是一個可以儲存電荷的裝置即電容器，并引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)電容器的結(jié)構(gòu).

教師乙：

展示超級電容車的圖片，引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑，什么是電容器及電容器的作用.

將充好電的紙介電容器與一發(fā)光二極管相連，二極管發(fā)光，讓學(xué)生了解電容器的作用.

每個桌上發(fā)一紙介電容器，讓學(xué)生拆開紙介電容器，讓學(xué)生觀察電容器的構(gòu)成.

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)電容器的結(jié)構(gòu)，并一起尋找身邊的電容器.

反思：概念教學(xué)的首要任務(wù)是使學(xué)生認(rèn)識到引入新概念的必要性和重要性，這樣既可以激發(fā)學(xué)生探索學(xué)習(xí)新知識的強(qiáng)烈愿望，又可以開拓學(xué)生的思維.在以上兩位教師的教學(xué)中，教師都是先通過身邊可利用的資源將課堂教學(xué)問題巧妙地蘊(yùn)含在其中，創(chuàng)設(shè)最有利于課堂教學(xué)展開的情境，充分開發(fā)情境的功能，讓學(xué)生充分感知，建立表象，進(jìn)而通過歸納、抽象概括獲得概念.但要注意的是，情境的設(shè)置并不是一味地追求新異和震撼的效果，而應(yīng)根據(jù)課堂的需要，綜合考慮學(xué)生的知識和能力發(fā)展水平因素，使情境的創(chuàng)設(shè)為概念教學(xué)發(fā)揮最大的有效能量.

2　巧用實(shí)驗(yàn)形成和獲得概念

物理實(shí)驗(yàn)是將物理現(xiàn)象在人為條件下的再次重現(xiàn)，其特點(diǎn)是直觀、形象、生動，因此，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)的手段可以幫助學(xué)生建立新的概念.難理解的、抽象的概念可借助實(shí)驗(yàn)化難為易、化抽象為直觀，從而便于學(xué)生理解和把握.

2.1巧用演示實(shí)驗(yàn)使微觀概念宏觀化

教學(xué)片斷2：電容器的充放電現(xiàn)象

教師甲：

按如圖2所示的電路演示了充放電現(xiàn)象，并設(shè)計了以下一系列問題：

圖2　演示充放電現(xiàn)象的電路

(1)觀察到了什么現(xiàn)象？說明了什么？

(2)接電源時，為什么會充電？電流方向如何？一直有電流嗎？能從能量的角度解釋此現(xiàn)象嗎？

(3)斷開后電容器還帶電嗎？哪個極板帶正電？

(4)短路后為什么有電流？一直有電流嗎？說明了兩極板間正負(fù)電荷數(shù)量有什么關(guān)系？

反思：電容器的充放電現(xiàn)象屬于微觀運(yùn)動，其特點(diǎn)是抽象，不易理解，是本節(jié)課的一個難點(diǎn)。教師借助于發(fā)光二極管，使學(xué)生通過直觀形象獲得感知，得出物理實(shí)驗(yàn)事實(shí)，并經(jīng)過分析、推斷，最后逐步抽象、內(nèi)化成概念.

2.2巧用對比實(shí)驗(yàn)使抽象概念形象化

教學(xué)片斷3：電容器的電荷量與電壓的關(guān)系

教師乙：

將兩相同規(guī)格的電容器分別充得不同的電壓后，與同一規(guī)格的電子鐘相連，當(dāng)電容器放電時，通過觀察石英鐘的秒針轉(zhuǎn)過的格數(shù)，就可以直觀地顯示出電容器放電前所儲存的電荷量的多少，從而演示電容器的電荷量與電壓的關(guān)系.

反思：對比實(shí)驗(yàn)演示，可以是相同條件下的對比，也可以是不同的條件下的對比.此對比實(shí)驗(yàn)取材于學(xué)生身邊的熟悉情境，演示模式簡明、直觀、示意性強(qiáng)且可見度大.學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察可以引發(fā)思考，并通過對比分析，歸納綜合和消化理解，使得物理概念的學(xué)習(xí)形象直觀、生動活潑、深刻有效.

3　注重類比同化和順應(yīng)概念

當(dāng)難以找到適當(dāng)?shù)纳衔桓拍顏矶x新概念時，可以考慮用類比的方法來處理，通過設(shè)置合理的問題鏈，讓學(xué)生經(jīng)歷探索過程，從認(rèn)知相似及差異中，還原概念形象特征，構(gòu)建出物理概念的全貌.

教學(xué)片斷4：電容概念的形成

教師乙：

通過幻燈片向?qū)W生展示兩個不同的電容器和兩個底面積不同的蓄水池(透明玻璃水槽)，并設(shè)計了如下問題：

(1)如何判斷電容器儲存電荷的本領(lǐng)大?。渴欠駜﹄娏看蟮?，容納電荷的本領(lǐng)就強(qiáng)？

(2)蓄水池和電容器是否有相似之處？請將它們各自涉及的物理量作個類比.

(3)如何判斷蓄水池儲水本領(lǐng)的大小？你認(rèn)為蓄水池的儲水本領(lǐng)是由什么決定的？

(4)類比蓄水池，你認(rèn)為怎樣來比較電容器容納電荷的本領(lǐng)？它容納電荷的本領(lǐng)是由什么決定的？

反思：類比可以很好地建立科學(xué)概念與已有經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系，它能夠幫助學(xué)生在熟悉與陌生的知識之間建立起聯(lián)系，是促進(jìn)學(xué)生概念形成的有效教學(xué)策略.而電容這一概念極具抽象性，教師將這一抽象的概念跟生活中常見的、耳熟能詳?shù)男钏剡M(jìn)行類比，引導(dǎo)學(xué)生從貌似無關(guān)的兩個事物中發(fā)現(xiàn)它們的某些共同的本質(zhì)特征，在一定的程度上將電容的概念形象化、具體化，從而幫助學(xué)生順利地同化理解新概念.

4　重視體驗(yàn)領(lǐng)悟和內(nèi)化概念

古人詩云：“紙上得來終覺淺，絕知此事須躬行”,只有讓學(xué)生經(jīng)歷豐富的科學(xué)實(shí)踐活動，才能形成自己的真實(shí)體驗(yàn),對概念深層結(jié)構(gòu)的認(rèn)識才會更加清晰.

教學(xué)片斷5：探究電容器電容的影響因素

教師甲：

(1)猜想平行板電容器的電容可能與什么因素有關(guān)？

(2)思考用實(shí)驗(yàn)如何來探究電容跟這些因素間的關(guān)系？

(3)學(xué)生自己用數(shù)字式多用電表探究平行板電容器的電容的影響因素.

反思：讓學(xué)生們自己通過身臨其境的體驗(yàn)，感受構(gòu)成概念的各種因素，從而理解、內(nèi)化概念，建構(gòu)出屬于自己的知識體系，是最為有效的概念教學(xué)實(shí)踐手段.在教師甲的課堂教學(xué)中，我們欣喜地發(fā)現(xiàn)，有同學(xué)竟然用人體模擬平行板電容器，成功地探究了電容和板間距、正對面積、電介質(zhì)之間的定性關(guān)系.真切又鮮明的現(xiàn)象，能把學(xué)生的各種感官充分調(diào)動起來，促進(jìn)學(xué)生正確而積極的思維，幫助學(xué)生了解概念的形成過程，理解概念的內(nèi)涵與外延，避免用死記硬背的方式學(xué)習(xí)物理概念.

5　結(jié)語

以上概念教學(xué)除了引入、形成階段，還有鞏固和深化階段，前者的目的是讓學(xué)生建構(gòu)高度概括的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，而后者的目的是能豐富和完善學(xué)生對概念的理解，糾正認(rèn)知偏差，避免產(chǎn)生相異構(gòu)想。因篇輻所限，對于后者，本文不再贅述.

總之，任何新知的獲得都需要一個過程，尤其是物理概念，唯有讓學(xué)生真正經(jīng)歷概念的生長過程，讓知識的生成步步留痕，有聲有色，才能揭示其概念的本質(zhì)要義，使學(xué)生明白其緣起緣落，內(nèi)化概念.

所以，教師在概念教學(xué)中，要結(jié)合概念的特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際，從學(xué)生的興趣點(diǎn)和關(guān)注度出發(fā)，注重概念教學(xué)的層次性，設(shè)計出靈活多變的探究和實(shí)踐環(huán)節(jié)，采取多種現(xiàn)代化教學(xué)手段，不斷深化和發(fā)展概念，提高學(xué)生的物理學(xué)科能力和認(rèn)知水平.

1梁德雄.從物理概念的建立看物理概念教學(xué).物理教師，2011(4)：7～8

2吳軍.中學(xué)物理概念教學(xué)的現(xiàn)狀分析及對策.物理通報，2009(2)：20～22

3蔡凱彬.物理概念教學(xué)探討.中學(xué)物理教學(xué)參考，2009(12)：13～15

祁紅菊(1975-)，女，中教高級，常州市骨干教師，致力于課堂教學(xué)研究.

2016-02-29)