运用多感官教学让物理课堂“活”起来——以“电容器的电容”教学为例

徐婷婷

(临海市回浦中学 浙江台州 317000)

运用多感官教学让物理课堂“活”起来
——以“电容器的电容”教学为例

徐婷婷

(临海市回浦中学 浙江台州 317000)

探讨多感官教学的实施策略，开发和利用课堂演示实验进行多感官刺激；借用现代化技术手段实施多感官教学；学生自主探究丰富多感官体验；并以高中的“电容器的电容”教学为例，给出相应的教学设计及教后反思．

多感官 物理教学 电容器

高中物理知识具有高度概括和抽象的特点，学生之所以对物理学习存在障碍往往是因为缺少对日常生活的观察和体验，头脑中缺乏感性经验和立体的物理情景．而传统的教学方式多以视听的方式进行，多体现在教师在讲台上讲授，学生一边听课一边望着黑板做笔记，这种方式很难突破对物理的学习障碍．

捷克教育家夸美纽斯在《大教学论》中写到：“一切都是从感官开始的．”感官感知是学生学习的重要前提和起点．学生先通过各种感官获得对周围事物的直接感觉，然后在一系列的智力活动中，将这种抽象的感觉逐渐转化成具体的、形象的感知．

多感官教学法就是要充分调动学生的听觉、视觉和动感知觉，全方位、多角度地刺激学生的感官，给学生带来丰富、立体、直观的感性体验，让学生积极主动地参与到教学中来，从而逐步建立深刻的理性认知．基于上述思考，笔者以多感官教学理念为指导思想，以人教版高中《物理·选修3-1》中“电容器的电容”一节课为例，阐述课堂中实施多感官教学的策略．

1 开发和利用课堂演示实验进行多感官刺激

事件1：自制教具演示放电现象，刺激视觉和听觉感官，激发学习兴趣

教师展示生活中常见的水杯并提问：水杯能装水但是能不能装电呢？引发学生的思考．

教师将改装后的水杯接出两根导线连接到感应起电机上，用手摇动起电机来获得电荷(图1)．充电完成后将两根导线从起电机上取下并短接．

图1 手摇电机获得电荷

学生惊讶地发现：导线短接后可以看到明显的电火花并可以听到 一声“啪”的放电声音．

教师提问：改装后的杯子为什么能装电？引导学生去发现改装后水杯的结构．

教师将改装的水杯拆开让学生观察，可以发现里面是一层铝箔纸，外面也是一层铝箔纸．两层铝箔纸之间隔着玻璃杯就构成了可以储存电荷的结构．

设计意图：电容器是一个陌生的概念，从熟悉的水容器入手，可以拉近学生与陌生概念的距离．通过改装后的水容器放电时产生火花的现象，给学生视觉和听觉上的冲击，使学生在惊讶之后产生好奇心和求知欲，从而带着高涨的情绪进入本节课的学习．

事件2：“实物+图片”展示，丰富学生的感性认识，促进理性认知的形成

教师提问：实际生活中电容器的外形是怎么样的？

组织学生观察上课前发下的一些电子元件(图2)，让学生找找哪些元件是电容器？

图2 电子元件

学生发现这些电子元件的形状大小各不相同，此时教师再告知其实它们都是电容器．

紧接着教师用多媒体展示收音机、电视机、计算机、VCD等等的电路板图片，引导学生在图中找到电容器，由此说明电容器在日常生活中的应用非常广泛．

设计意图：电容器尽管是一种非常常用的电子元件，但是对于学生来说并不常见，为了丰富学生的感性认识．课前先发给学生各种形状大小的电容器，让学生拿在手上摸一摸、看一看，此时教师再告知学生其实它们都是电容器，这会让学生对电容器的外形留下更深刻的印象．然后再展示电子设备的线路板让学生找到电容器，学生发现电容器的应用非常广泛，自然能体会到学习本节课的意义，感受到物理与生活息息相关，从而激发其学习物理的热情．

2 借用现代化技术手段实施多感官教学

事件3：DIS实验展现电容器充放电过程，丰富视觉体验

利用DIS实验来研究电容器的充电和放电过程：按电路图(图3)连接好电路，启动DIS软件，将单刀双掷开关打到左侧电容器充电，打到右侧电容器放电，DIS系统会同步绘制出电流、电压随时间的I-t图像和U-t图像，如图4所示．

图3 电路图

图4 I-t与U-t图像

引导学生对实验结果进行分析：

(1)电容器充电和放电过程中， 回路中电流的I-t图像．

引导学生根据传感器记录下的电流的正负去判断电流的方向，并可以通过I-t图直观地看到，充电和放电过程流过传感器的电流方向相反．此外也可以直观地看到电容器充电过程中电流大小的变化情况：瞬间增大到最大值然后再慢慢减小，整个充电过程非常短暂，充电完成之后电路中没有电流．

(2)电容器充电和放电过程中， 回路中电压的U-t图像．

引导学生观察充电过程中的U-t图像，电容器两端的电压大小的变化情况：从零开始逐渐增大，最后趋向于一个最大值，并且可以保持这个电压不变，进而说明电容器的确实有储存电荷和电能的本领．

设计意图：由于电容器充放电的过程是一个看不见的微观过程，比较抽象，也缺乏直接的感官刺激，仅由教师空口讲述，难以形成有形象且说服力的物理图景．通过DIS软件把图像电流电压变化图像画出来，可以把枯燥的信息变成直观的、易记的图像，从而实现“教学形象化”．

事件4：DIS实验提供直观数据，水到渠成引出电容的概念

借助电容器充放电过程中的I-t和U-t图像进一步研究电容器带电荷量与电压的定量关系．

结合获得的U-t图像，学生容易得到，电压保持不变的值即为充电完成后电容器两端的电压．然后电荷量并不能直接得到．再结合获得的I-t图像，引导学生从理论上分析讨论电流随时间变化的图像下“面积”的物理意义，在此过程中，借鉴类比v-t图像中获得的经验，学生可以理解I-t图像下的面积对应的就是电容器充电完成后所带的电荷量．

改变不同的充电电压重复多次试验，得到多组实验数据，记录在表1中．

表1 实验记录

图5 描点作图

图6 两组实验对比

教师继续提问：刚才得到两个电容器的Q-U图像．如果让你选择一个储存电荷本领更强的电容器，你选哪一个？为什么？

学生一致选择：在相同电压下，存储的电荷量比较多的那个电容器．

教师追问：如果拿到两个电容器的一组数据，Q和U都不相同怎么比？

3 学生自主探究多感官体验探究过程内化实践感受

事件5：学生分组实验探究电容大小影响因素

以平行板电容器为研究对象，4人为一小组进行分组实验探究：电容器电容大小的影响因素．首先教师提出问题，平行板电容器电容大小可能与什么因素有关呢？

学生可能猜测与极板的面积、极板间距、电介质的种类、极板的厚度、极板金属种类等有关．

请学生分组讨论各种因素对电容大小影响的可能性，排除不可能因素，最终确定主要因素．

师生共同讨论：有多个影响因素应采取的实验方法，需要测量哪些数据，应该如何充分利用已有的实验器材．(两块贴有铝箔纸的纸板，可以构成1个平行板电容器．4个夹子，可以作为支架．1个数字电容表，可直接测出电容的大小．两根双头鳄鱼夹导线可以将平行板电容器接到数字电容计的红黑表笔上．)

在充分讨论的基础上，学生开始分组实验，实验过程如图7所示．教师在教室里巡视，并对有困难的小组进行适当的帮助．实验完成后，请一个小组派代表汇报实验结果．

图7 实验过程

设计意图：在以往的教学中探究电容大小影响因素的实验往往作为演示实验由教师一人来完成．笔者将这个演示实验改为学生分组实验，可以充分发挥学生的主体作用，学生参与实验的热情明显提高，在探究的过程中，师生共同谈论探究方案，学生自己动手去发现未知规律，眼、耳、身、手、口等这些感觉器官同时参与到学习当中，发挥的不同作用，从而提升学习效率．

总结与感悟：虽然高中物理知识具有高度概括和抽象的特点，但物理是一门以实验为基础、紧密联系生活的学科，可以给多感官教学提供丰富的素材．因此教师要尽一切可能在课堂上给学生带来丰富的感官体验．利用现代化教育技术如图片、动画、视频等将抽象难懂的物理现象和规律直观地展现出来．设计和开发新颖的演示实验，将生活情景搬进教室、搬上讲台．让学生通过听一听、看一看、说一说、做一做等多种形式先建立起丰富的物理表象，然后再逐步接受、理解、获取、归纳和总结相关知识，从而降低物理学习的难度．

1 人民教育出版社,课程教材研究所,物理课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1.北京：人民教育出版社,2010.29～33

2 课程教材研究所.物理教师教学用书选修3-1.北京：人民教育出版社,2012.31～35

3 方晓平.因具体而深刻——浅谈物理课堂的多感官教学.物理教学探讨,2012,30(11):25～27

2016-08-15)