周丙順

摘要：以人教版教材選修3-2第1章第8節(jié)《電容器的電容》教學(xué)設(shè)計(jì)為例，闡述在借鑒美國TFU教學(xué)模式理論的基礎(chǔ)上創(chuàng)造性地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的方法.

關(guān)鍵詞：TFU教學(xué)理論；教學(xué)設(shè)計(jì)；高中物理

TFU（Understanding For Teaching）是20世紀(jì)90年代由斯賓塞基金資助的零點(diǎn)項(xiàng)目和哈佛大學(xué)教育研究生院在多年研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上研究開發(fā)的一個(gè)教學(xué)模式，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)推廣.該理論認(rèn)為：教育者需要不斷學(xué)習(xí)，為促進(jìn)自身職業(yè)發(fā)展制定持續(xù)的、戰(zhàn)略性決策.還認(rèn)為學(xué)習(xí)是通過學(xué)生持續(xù)不斷的努力并結(jié)合實(shí)際生活中的問題而產(chǎn)生的.這個(gè)模式幫助教育者設(shè)計(jì)有效的教學(xué)方案，來幫助教師形成并加深對(duì)重要理念的理解，是一種為理解而教學(xué)的模式，強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)變教師教的方式和學(xué)生學(xué)的方式，不但適用于不同學(xué)校，不同年級(jí)、不同學(xué)科，而且也非常適應(yīng)新課程改革對(duì)高中物理的教學(xué)要求，及用于課程及教學(xué)的設(shè)計(jì)，修改和審核.該模式于2006年開始引入中國，該模式的理論基礎(chǔ)能引導(dǎo)我們?nèi)ニ伎冀虒W(xué)設(shè)計(jì)中必須考慮的基本教學(xué)問題，幫助我們有效合理的設(shè)計(jì)教學(xué)要素、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方式以及教學(xué)評(píng)價(jià)，反思教學(xué)設(shè)計(jì)中不合理的部分，增強(qiáng)教學(xué)設(shè)計(jì)的目的性和有效性，避免教學(xué)設(shè)計(jì)的盲目性、低效性和隨意性.

1TFU教學(xué)模式理論簡(jiǎn)介

TFU教學(xué)模式理論[1]由啟發(fā)性論題、理解目標(biāo)、理解活動(dòng)和持續(xù)性評(píng)價(jià)四個(gè)部分構(gòu)成，其核心思想是“為了理解的教學(xué)”.這四個(gè)部分恰好對(duì)應(yīng)了教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)所需要思考的四個(gè)基本的教學(xué)要素：教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)方式；教學(xué)評(píng)價(jià).也就是對(duì)四個(gè)基本教學(xué)問題進(jìn)行了回答，如表1所示.

2基于TFU教學(xué)模式理論的高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)

這個(gè)教學(xué)模式理論能幫助教師設(shè)計(jì)有效的教學(xué)方案，形成并加深對(duì)重要理念的理解.筆者借鑒TFU教學(xué)模式教學(xué)規(guī)劃的思考途徑，創(chuàng)造性地對(duì)人教版高中物理教材選修3-1第1章第8節(jié)《電容器的電容》進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì).

21弄清我們應(yīng)該教什么——選擇啟發(fā)性論題

啟發(fā)性論題的標(biāo)準(zhǔn)：“在一個(gè)或多個(gè)學(xué)科或領(lǐng)域中起中心作用；吸引學(xué)生和老師積極參與；學(xué)生和老師都能找到很多相關(guān)資源；與學(xué)科內(nèi)外的許多方面都有豐富的聯(lián)系.”[1]按照TFU教學(xué)模式中啟發(fā)性論題具體標(biāo)準(zhǔn)，在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮和教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的重要概念，首先對(duì)教材進(jìn)行分析，本節(jié)知識(shí)與生活聯(lián)系比較緊，電容器作為一種基本的電子元件，幾乎所有電氣設(shè)備都要用電容器. 在學(xué)習(xí)本節(jié)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了研究電容器需要涉及的電勢(shì)差、電場(chǎng)強(qiáng)度、電荷量等物理量，本節(jié)也是《靜電場(chǎng)》這一章的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在教材中占有很重要的地位.它是學(xué)完勻強(qiáng)電場(chǎng)后的一個(gè)重要應(yīng)用，也是后面學(xué)習(xí)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、電容對(duì)交流電的影響和LC振蕩電路的的預(yù)備知識(shí).教材分四步完成：第一步直接介紹常見電容器的構(gòu)成；第二步通過充放電實(shí)驗(yàn)，用檢流計(jì)顯示短暫的充放電電流，從而得到電容器有儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)的結(jié)論；第三步用盛水的容器進(jìn)行比喻，并在教材的“做一做”給出了定量實(shí)驗(yàn)的方案，研究影響平行板電容器電容的因素；第四步舉例常見的電容器.在教材分析的基礎(chǔ)上結(jié)合學(xué)生自身的基礎(chǔ)，選擇設(shè)計(jì)具有啟發(fā)性的論題.用多媒體展示——各種電容器，并分發(fā)一些紙質(zhì)電容器給學(xué)生.提出啟發(fā)性論題：怎么能構(gòu)成電容器呢？電容器有什么特點(diǎn)呢？什么是電容器的電容呢？讓學(xué)生明晰本節(jié)教學(xué)中的“核心概念——電容”， 核心內(nèi)容是平行板電容器的電容、電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系.

22明確學(xué)生應(yīng)該學(xué)些什么——理解目標(biāo)的設(shè)計(jì)

教師制定的理解目標(biāo)應(yīng)該符合以下標(biāo)準(zhǔn)：“明確表述學(xué)生需理解的、有關(guān)啟發(fā)性論題的內(nèi)容，公開并在教學(xué)中經(jīng)常提及直接針對(duì)需要理解的概念，而不是需要完成的作業(yè).”[1]有關(guān)這些論題學(xué)生應(yīng)該學(xué)些什么？制定明確的理解目標(biāo)，并公開給學(xué)生.學(xué)生要知道自己具體學(xué)習(xí)的內(nèi)容，教師必須要清晰明確地表述出學(xué)生在這一節(jié)課中應(yīng)知應(yīng)會(huì)的內(nèi)容，即制定明確的理解目標(biāo)，用簡(jiǎn)明扼要的問句或陳述句清楚表達(dá)，不僅要有知識(shí)的落實(shí)，還要有方法的運(yùn)用，集中在物理學(xué)科中的重要概念、過程、方法等的理解上.因此可以將本節(jié)的理解目標(biāo)制定如下：（1）能說出什么是電容器，感知電容器的充、放電現(xiàn)象；（2）能說出電容器的電容概念及其定義方法以及電容的定義公式、單位，并會(huì)用來進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算；（3）通過實(shí)驗(yàn)了解影響平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，能說出平行板電容器的電容公式，認(rèn)識(shí)常見的電容器，知道改變平行板電容器的電容大小的方法；（4）會(huì)對(duì)平行板電容器問題進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析.理解目標(biāo)在教學(xué)中起導(dǎo)向、激勵(lì)、調(diào)控的作用.讓學(xué)生明確學(xué)什么，學(xué)到什么程度，明白這一節(jié)課必須掌握的知識(shí).且在理解目標(biāo)的描述中，不但要體現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn)，還要集中在常見的錯(cuò)誤理解、潛在假設(shè)以及可能阻礙學(xué)生形成對(duì)論題的深刻理解的瓶頸內(nèi)容上，學(xué)生能從選擇的啟發(fā)性論題中學(xué)到要求學(xué)會(huì)的知識(shí).

23學(xué)生需要做什么才能達(dá)到學(xué)習(xí)目的——理解活動(dòng)的設(shè)計(jì)

以這些標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的理解活動(dòng)應(yīng)該使學(xué)生：“在新的場(chǎng)景中使用需理解的理論和概念，必須對(duì)需要理解的理論和概念進(jìn)行思考，所做的與需要理解的內(nèi)容直接相關(guān)，所做的表現(xiàn)出他們所理解的.”[1]學(xué)生需要做什么才能達(dá)到學(xué)習(xí)目的？教師給學(xué)生提供多種加強(qiáng)理解的機(jī)會(huì)，并使學(xué)生有機(jī)會(huì)展現(xiàn)其理解.TFU教學(xué)模式對(duì)“理解”是這樣界定的：理解是在新的場(chǎng)景中靈活運(yùn)用理論和概念的能力，學(xué)生只有在超越他們的已有知識(shí)時(shí)才可能進(jìn)行理解活動(dòng)，獲得真正的“理解”的唯一途徑是實(shí)際應(yīng)用.[2]理解活動(dòng)是TFU教學(xué)模式的核心，能幫助我們把教學(xué)設(shè)計(jì)的重心放在幫助學(xué)生增強(qiáng)理解知識(shí)方面.直接針對(duì)需要理解的概念設(shè)計(jì)以下學(xué)習(xí)活動(dòng).

活動(dòng)1：學(xué)習(xí)什么是電容器，認(rèn)識(shí)常見的電容器，讓學(xué)生仔細(xì)閱讀教材“電容器”的內(nèi)容并觀察拆開的電容器，完成以下問題：

（1）構(gòu)造：兩個(gè)相距很近的中間夾上一層，就組成一個(gè)最簡(jiǎn)單的電容器，叫做.實(shí)際上，任何兩個(gè)彼此又的導(dǎo)體，都可以看成一個(gè)電容器.

活動(dòng)2：感知電容器的充、放電現(xiàn)象；請(qǐng)你觀看演示實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)充放電過程的特點(diǎn).

（1）充電：把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連，另一個(gè)極板與負(fù)極相連，兩個(gè)極板就分別帶上了電荷，這個(gè)過程叫充電.充電過程中由電源獲得的儲(chǔ)存在電容器中.

（2）放電：用把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷中和，電容器又不帶電了，這個(gè)過程叫放電.放電后，轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.

活動(dòng)3：學(xué)習(xí)電容器的電容概念及其定義方法，學(xué)習(xí)電容的定義公式、單位，并會(huì)用來進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.

請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材“電容”的內(nèi)容，完成以下問題：

（1）定義：一個(gè)電容器所帶的與電容器兩極間的的比值，叫做電容器的電容.

（2）定義式：C=.

（3）物理意義：電容器的電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差為時(shí)電容器要帶的電荷量，需要電荷量多，表示電容器的電容，電容是電容器的物理量.

（4）單位：國際單位制中，電容的單位是，簡(jiǎn)稱，符號(hào)是.常用的單位還有、.如果一個(gè)電容器帶1C的電量時(shí)，兩極板間的電勢(shì)差是1V，這個(gè)電容器的電容就是.1uF=F；1PF=F.

特別提醒：電容器的電容大小是由本身的特性決定的，與極板間電壓以及電容器所帶電荷多少或帶不帶電荷無關(guān).

活動(dòng)4：通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)影響平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，學(xué)習(xí)平行板電容器的電容公式，認(rèn)識(shí)常見的電容器，學(xué)習(xí)改變平行板電容器的電容大小的方法.

實(shí)驗(yàn)1：保持極板上的電荷量Q不變，兩極板間的距離d也不變，改變兩個(gè)極板的正對(duì)面積S，觀察得知兩極板間電勢(shì)差的變化，判斷電容C與正對(duì)面積S的關(guān)系.

實(shí)驗(yàn)2：保持Q、S不變，改變距離d，采用第一種方法，判斷C與d的關(guān)系.

實(shí)驗(yàn)3：保持Q、S、d都不變，在兩極板間插入電解質(zhì)，判斷電介質(zhì)的存在對(duì)電容C的影響.由靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)可推知兩導(dǎo)體間的大小.

電容決定式：.（說明k、εr的物理意義）

（2）請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材“平行板電容器的電容”的內(nèi)容，完成以下問題：

平行板電容器的電容表達(dá)式C=，式中各字母代表的物理量分別是；真空中的介電常數(shù)等于，所有介質(zhì)的介電常數(shù)均1.

（3）仔細(xì)閱讀教材“常用電容器”的內(nèi)容，完成以下問題：電容器在當(dāng)今生活中隨處可見，如電腦、電視機(jī)、收音機(jī)等幾乎所有用電器中都有電容器.

①常用的電容器，從構(gòu)造上看，可分為和兩類.

②常見的固定電容器有和兩種，其表示符號(hào)分別為和.課本上所給出的可變電容器是利用的改變來改變電容大小的，其表示符號(hào)為.

③擊穿電壓是指.電容器上標(biāo)出的額定電壓一般（填“大于”或“小于”）擊穿電壓.

活動(dòng)5：會(huì)對(duì)平行板電容器問題的動(dòng)態(tài)分析.

抓住兩個(gè)關(guān)鍵：充電后與電源斷開或始終與電源相連.充電后與電源斷開則帶電量不變；始終與電源相連則兩板間電壓不變.

（1）請(qǐng)你完成課本“問題與練習(xí)”第1，2，3，4題.

五個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)按一定次序排列，直接針對(duì)一個(gè)或多個(gè)理解目標(biāo)中表述的關(guān)鍵概念的理解，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)以加深理解.

24如何確定是否學(xué)生掌握了這些內(nèi)容——持續(xù)性評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)

教師如何知道學(xué)生掌握了什么內(nèi)容？TFU教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)持續(xù)性評(píng)價(jià)，通過對(duì)每次活動(dòng)的過程評(píng)價(jià)，及時(shí)評(píng)估活動(dòng)的教學(xué)有效性.同時(shí)，對(duì)不同的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)不同形式的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn).具體標(biāo)準(zhǔn)是：“在教學(xué)過程中進(jìn)行，而不是在教學(xué)結(jié)束以后；重點(diǎn)在學(xué)習(xí)和理解，而不是評(píng)分或劃分等級(jí)；評(píng)估方式因評(píng)估者和執(zhí)行方式的不同而不同；評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)要對(duì)學(xué)生公開.”[1]用公開的標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)，并與理解目標(biāo)緊密聯(lián)系.針對(duì)理解目標(biāo)1：教師檢查學(xué)生在閱讀教材“電容器”的內(nèi)容并觀察拆開的一個(gè)電容器的情況下，完成問題的情況，看看他們是否能在老師的指導(dǎo)下認(rèn)識(shí)了電容器充放電過程的特點(diǎn).針對(duì)理解目標(biāo)2：教師觀察學(xué)生閱讀課本的情況以及和同學(xué)交流情況，聽一聽學(xué)生對(duì)“電容”的理解，以判斷學(xué)生是否掌握了“電容”的概念；針對(duì)理解目標(biāo)3：讓學(xué)生說一說影響平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)以及平行板電容器的電容公式，改變平行板電容器的電容大小的方法；針對(duì)理解目標(biāo)4：讓學(xué)生完成課本“問題與練習(xí)”第1，2，3，4題，用于檢測(cè)學(xué)生是否對(duì)平行板電容器的動(dòng)態(tài)問題會(huì)抓住兩個(gè)關(guān)鍵：充電后與電源斷開或始終與電源相連.充電后與電源斷開則帶電量不變；始終與電源相連則兩板間電壓不變.當(dāng)學(xué)生回答正確時(shí)，給予肯定和鼓勵(lì)，學(xué)生回答不全面甚至有錯(cuò)誤時(shí)，給予補(bǔ)充或者提示.評(píng)價(jià)的同時(shí)也是反饋信息，反饋教和學(xué)兩個(gè)方面的問題，屬于教師教的問題，教師應(yīng)及時(shí)地去發(fā)現(xiàn)和收集，及時(shí)彌補(bǔ)，不能拖延.屬于學(xué)生學(xué)的問題，教師要及時(shí)反饋給學(xué)生，使他們能及時(shí)地想辦法補(bǔ)救.利用評(píng)價(jià)來促進(jìn)學(xué)生的進(jìn)一步理解.

總之，教學(xué)是一門藝術(shù)，而教學(xué)的藝術(shù)性體現(xiàn)在能夠把有限的教學(xué)資源在有限的時(shí)間內(nèi)最大限度地發(fā)揮教育功能.在TFU教學(xué)模式理論指導(dǎo)下進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，我們應(yīng)該思考如何把各個(gè)部分相結(jié)合，幫助學(xué)生促進(jìn)理解.當(dāng)然，也不是所有的教學(xué)內(nèi)容都一定要按照TFU教學(xué)模式的套路去設(shè)計(jì)，而是引導(dǎo)教師在不同內(nèi)容教學(xué)設(shè)計(jì)中站在學(xué)生的角度靈活改變、不斷創(chuàng)造、不斷反思.

參考文獻(xiàn)：

[1]趙春燕運(yùn)用TFU教學(xué)模式促進(jìn)高中生物課堂的概念教學(xué)[D].天津師范大學(xué)2012

[2]梁銀真正理解并學(xué)以致用——飯店服務(wù)與管理專業(yè)TFU教學(xué)模式初探[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)2010，（07）