从生活走向物理从物理走向社会

重视与生活、生产的联系，重视与技术、社会的联系是高中《物理课程标准》的一个重要特点。现以人教版高中《物理》选修3-1《电容器的电容》一课的教学为例，阐述“走进生活，发现物理———启发探究，学习物理———回归生活，理解物理———实践制作，应用物理”的教学模式。

一、走进生活，发现物理———创设问题情景

在教学中，成功地创设问题情景，能够引起学生的认知冲突，从而激发其学习内驱力，使学生主动思考、积极探究，真正参与到学习活动中，从而达到掌握知识、训练思维的目的。物理来源于生活，物理就在我们的身边。运用生活当中的物理创设问题情景，能够为学生提供真实生动的情景，有助于学生在感性认识的基础上，主动追求上升到理性认识。

在“电容器的电容”一课导入时，创设了如下的情景：

教师：“我这儿有一部iPhone，谁能告诉我它的触摸屏是什么类型？”

学生：“电容式触摸屏。”

教师：“为什么说它是电容式的呢？”（学生难以回答）

教师：“今天我们就来学习‘电容器的电容’。”（从学生的生活出发，拉近了物理与学生的距离）

教师：“电容器具有广泛应用。最近我们天津市在研究超级电容器方面就取得了新突破，请看报道《高能镍碳超级电容器》。从视频中我们看到，超级电容器，作为安全环保的新型储能装置，与传统的电池相比有着明显的优势。纯电动汽车不再是梦想。小到手机，大到飞机都涉及电容器。那么，电容器是怎样构成的呢？”

通过这样的情景设置，激发了学生探究的兴趣，引导学生走进生活，发现物理。

二、启发探究，学习物理———寻找物理规律

实际生活中的物理现象一般都很复杂，为了研究物理问题的本质，物理学把对具体问题的研究转化为对理想模型的研究。对高中生来说，由于能力和知识所限，教学中主要是培养学生模仿、迁移、应用物理模型的能力，增强学生构建物理模型的意识。因此，在教学中，教师应采用“启发式”、“探究式”教学方法，实现“生活原型”与“物理模型”有机整合，抓住主要因素、忽略次要因素，从中提炼出物理学的概念、规律或相应的定则，培养学生的建模能力。

1.用生活中常见的物品做实验。

为了让学生直观地了解电容器的构造、理解电容器储存电能的作用，采用了生活中的材料进行实验演示。拉近了物理与学生的距离，使学生感到物理就在自己身边，对物理产生亲近感。

以投影胶片为电介质（厚度0.1mm，B3纸大小，可用A4纸拼接），两面用双面胶粘贴锡纸（在超市买的家用锡纸），周边适当留有空白。

两人配合，一人捏住胶片的空白区域，让感应起电机的两个小球分别与两面的锡纸相接触，一人摇动感应起电机，使两面锡纸分别带上异种电荷。

教师用一只手摸一面锡纸，没有感受到带电。再请学生体验：先用一只手摸一面锡纸，再摸另一面锡纸，最后用一只手的大拇指和其他四指同时接触两面锡纸。学生从最初接触单面锡纸没有触电感觉到放松警惕去双面触摸有瞬间触电的感觉，进而思考为什么，从而对电容器的结构有了直观的感受。

学生很自然地思考：“它为什么能够储存电能呢？”应用已有的静电感应知识，学生认识到：实验中用感应起电机给两个金属薄膜（锡纸）带上了等量的异种电荷，摸一极板时，另一极板的等量异种电荷吸引这一极板的电荷，电荷很难导走；当两个极板以手为导体连接在一起，正负电荷相互吸引、中和，形成短暂的电流，让人有触电的感觉。这时它相当于一个暂时的电源，能够容纳电荷、储存电能。

2.加强物理研究方法的引导与迁移。

电容的概念是“电容器的电容”这节课的重点和难点。通过师生合作的演示实验，定量地探究电容器带电量与电势差的关系。计算机与电流传感器连接，画出电容器充放电时电路中电流随时间变化的i-t图像。

教师设问：“从图像上，你可以得到哪些信息？”“我们可以求出充放电的电荷量吗？”“用不同的电压给电容器充电，它所带的电荷量会怎样呢？”“从以上三组实验数据中，你发现什么规律吗？”“不同的电容器，Q/U相同吗？”把抽象复杂的物理概念、规律生动地呈现在学生面前，使学生的注意力高度集中、思维层层递进，体会到微元思想（i-t图线下的“面积”，类比于v-t图像）、控制变量法、比值定义法的应用，在教师的引导下归纳总结出结论，引出了电容的概念，了解了电容的特点。

3.注重开展学生分组自主探究活动。

“探究式”教学既是一种教学方式，也是一种学习方式。在教师的指导下，开展学生分组自主探究活动是非常重要的。通过自主探究，学生可以体验探究的过程，品尝探究的乐趣；可以让学生自己发现规律，发展原有的认知结构；可以让学生掌握科学探究的一般流程和方法，提高探究能力。

影响平行板电容器电容大小的因素是“电容器的电容”这节课的难点，采取四人一组的方式，分组进行定性的探究，通过教师的适当引导，学生设计实验方案、实验探究，总结出规律。

教师设问引导：“同学们猜想一下，影响平行板电容器电容的因素可能有哪些？”

学生：“板间距离d、两板的面积s、电介质、材料。”

教师：“今天我们用的平行板电容器的材料已经固定了，很难改变了；理论分析表明，电容器极板材料对电容的大小无影响。那我们先不研究材料的影响。”

教师：“我们要研究板间距离d、两板的面积s、电介质对平行板电容器电容的影响，应采用什么方法？”

学生：“控制变量法。”

因为学生不了解静电计的使用，因此教师作了“静电计可以测量电势差的大小”的演示，为学生的实验方案设计做好铺垫。

教师：“同学们思考如何利用桌面上的实验器材，定性地探究这些因素对电容的影响？”

学生分小组讨论、设计方案—班内交流、修正完善方案—实验操作、记录现象—分析现象、得出结论，学生自主完成了规律的探究。在此过程中，“老师给定的平行板面积无法改变，怎样研究它对电容器电容的影响？”学生通过讨论，自己解决了问题：“根据平行板带电的特点，电荷主要分布在两个平行板正对的区域。影响平行板电容器电容的是其正对面积，而不是平行板的面积。”从而让探究顺利进行。

三、回归生活，理解物理———解决实际问题

对于概念、规律的理解，如果只停留在分析、记忆的层面，学生理解起来会感到比较枯燥，必须到生活中去，才能将知识学活、用活。借助生活实例，突出物理知识在技术、社会、环境领域的应用，提高学生应用物理的能力、生存能力，使学生在感受物理有用的同时，进一步理解物理规律。

在《电容器的电容》这节课得出影响平行板电容器电容的因素后，为使学生理解掌握这一规律，提出：“想制作电容尽可能大一点的电容器，应该怎么办？”

学生积极思考，踊跃发言，并拆开成品电容器观察验证自己的想法；了解可变电容器的制作与应用；理解iPhone、iPad触摸屏为什么是电容式的、使用时应注意什么；电容式话筒的原理等。使物理教学实现从物理走向社会。

四、实践制作，应用物理———培养创新意识

从物理走向社会，不仅是学生对社会、科技、环境中物理现象的认识、理解。还应注重在学生学习物理知识的过程中，从知识应用着手，着重培养学生的自主创新意识和动手实践能力。

在《电容器的电容》这节课中，学生拆开成品电容器观察后，再把它卷上，以体验电容器的制作。因为课堂时间有限，可以把学生能够进一步掌握的应用，以问题的形式给学生，把物理的学习延伸到课外。本节课的作业是选做“自制电容器，测出电容的大小；了解电容器在我们生活中的应用”。促使学生课下积极主动地应用生活中的材料制作电容器，到实验室用电容表测量电容；研究iPhone、iPad触摸屏的工作原理、电容式传感器等。

总之，在物理教学中，要充分体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念，有意识地挖掘课程资源，让物理课堂充满生活色彩。