创设情境式教学，引导学生深度学习的教学研究

【摘要】在新高考背景下，物理高考试题情境化已成为趋势，更加关注学生的物理知识应用能力.而传统的应试教育模式已经难以满足学生全面发展的需求，情境式教学作为一种新型的教学模式，强调学生在实际情境中的参与和体验，实现深度学习.本文以“电容器与电容”教学为例，创设情境引导深度学习，从认识事物到探究事物本质，有效提升课堂活动教学效能，落实核心素养的培育任务.

【关键词】深度学习；高中物理；情境式教学

深度学习是以实际情境和实验为依托，通过观察现象、动手实验、分析推导来得到正确的物理概念和规律，使学生投入到学习、探究、思考、推理、分析归纳的过程中，深刻体现了物理学科对学生的核心素养能力的要求，对学生的物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任，都有了极大提升.本文是以“电容器与电容”一节的内容为例进行创设情境式教学，引导学生深度学习.

1 新课标要求与学情分析

1.1 新课标要求

“电容器与电容”是粤教版高中物理必修3第二章第1节.本节有四个主题，分别是“识别电容器”“电容器的充放电”“电容器的电容”“决定电容的因素”.新课程标准的要求：“观察常见的电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充放电现象，能举例说明电容器的应用.”这四个主题也很好地体现了课程标准对学生物理观念、科学思维、科学探究、科学态度和责任的核心素养要求.

1.2 学生情况分析

1.2.1 知识基础

学生已经有了第一章静电场的知识为基础，本章是静电场知识的应用，难度有所提高，在教学中充分利用学生已有的知识，用观察和实验来激发学生的兴趣，使学生积极主动地参与到学习中.

1.2.2 学生的认知困难

“电容器与电容”对高二学生来说是比较抽象的内容，对其中的概念和原理相当陌生.充放电过程存在看不见摸不着的电流，但电容器又是各类用电器中常见的电学元件，比如闪光灯、充电器、电路板手机电容屏等.

根据新课标要求和学情分析拟定了教学目标.

物理观念：①了解电容器结构，知道电容器充电和放电过程特点；

②通过比值法定义电容器的电容，理解电容的物理意义；

③探究平行板电容器的决定式并能运用其讨论有关问题.

科学思维：通过电容器的充放电，电容器的电量和电压的关系，决定电容的因素等观察实验和操作实验，经历科学的探究过程，体会其中蕴涵的物理方法——控制变量法，能够对问题进行定性分析、定量分析等.

科学探究 通过观察电容的电量和电压实验，记录分析数据，得出定义式，理解比值定义法.

科学态度与责任 体会电容器在实际生活中的广泛应用，关注社会生活和科技发展.

2 教学实践

主题1 创设、展现情境引入新课，激发学生兴趣

学生活动 观察莱顿瓶，用手摇发电机给莱顿瓶充电，观察莱顿瓶放电.

教师 莱顿瓶有什么功能？

教师引导学生观察莱顿瓶及拆解真正的电容器，了解其结构（两块导体彼此靠近，绝缘）.学生通过认真观看，感受对比，归纳.学生对电容器的概念形成初步认知，形成正确的物理观念.看到电容器的真面目，满足好奇心，也形成了一种科学探究精神.

设计意图 创设情境能有效激发学生的学习兴趣，为学生的深度学习提供了内驱力.

主题2 观察电容器的充放电现象

教师展示充放电实验仪.学生观察现象并思考.

教师 观察到什么现象？

学生 闭合开关1，电容器与电源连接，二极管发光.断开电源，二极管发光.

教师 使原本不带电的两板带上等量异种电荷的过程叫做充电过程，使充电后的电容器电荷中和失去电荷的过程叫做放电过程.一个极板所带电量的绝对值叫做电容器所带的电量，用Q表示.充放电过程电路中有电流.

教师进一步用传感器和计算机展示电容器充放电电流的变化曲线，学生深入领悟电容器充放电的电流变化特点.

教师 有电流就有电流做功，会消耗能量，在充放电过程中能量如何转化的？

学生 充电：电源能量→电场能.放电：电场能→其他形式能量.

设计意图 通过教师演示、学生观察，化抽象的知识为具体，也激发了学生对充放电过程的能量转化的思考.让学生经历科学的研究过程，培养学生严谨的逻辑思维.

主题3 电容器的电容

测量电容器的电压和电量的对应关系.

教师 电容器充电和放电过程中两极板的电压如何变化？电量如何变化？如何测电容器的电压？如何确定电容器的电量？

学生通过观察思考和小组讨论得出可用电压表测电压，根据相同电容并联可平分电量来设计电路测量Q与U的变化关系.教师对电路进行评析并确定实验电路，引导学生用图象描述Q与U的关系.借助分析电容器极板充电量Q与极板两端所加的电压U关系，从而得出电容的概念.最后教师通过不同水桶在水深变化相同高度的储水能力与变化的水深无关的例子，类比了电容器的电容取决于电容本身.

设计意图 通过抛出问题和追问提问，启发、引导学生大胆地分析推测，并通过设计实验来验证自己的观点.充分体现了学科素养的科学探究和科学思维的要求，也培养了学生严谨认真、实事求是的科学态度.为帮助学生逐渐形成探索自然的内在动力和方法提供了坚实的基础.

主题4 定性研究影响电容的因素

教师通过电容演示仪演示实验并提出问题，以下步骤中电容器的电容如何变化：

（1）保持两极板正对面积不变，增大极板间的距离；

（2）保持极板的间距不变，减小平行板的正对面积；

（3）保持两极正对面积和间距不变，在平行板电容器插入电介质.

学生观察现象并回答问题.最后总结影响平行板电容器的电容因素，得出结论.通过实验探究和问题性对话，能较有效集中学生的注意力和调动学生学习积极性.最后教师介绍超级电容，手机电容屏和新能源车的发展.学生倾听思考.

设计意图 本环节基于实验演示，现象和结论非常明显.可见，情境式教学能提供直接的情境体验，提升了学生的观察能力，有效提高了学生深度学习的效率.引导学生关注社会生活、关注科技发展，充分体现了学科教育的价值，增强了学生的社会责任感.

3 结语

创设情境式教学能有效帮助学生由表及里、层层递进地挖掘事物的科学本质，使学生的科学认知更深刻更全面.学生通过深度学习，探究事物本质的兴趣获得激发，学生的科学思维得到进一步启迪.科学探究能力得到提升，形成起严谨的科学态度和社会责任感.对学生形成认识事物现象、探究事物本质的科学习惯，提供了方法，奠定了基础.