本站小編為你精心準(zhǔn)備了營造工程教育情境樹立學(xué)生實(shí)踐意識參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1電容器及其理論知識點(diǎn)教學(xué)基本要求

電容器是一種容納電荷的器件．實(shí)際上任何2個彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體（包括導(dǎo)線）間都構(gòu)成一個電容器．靜電場及其理論中的電容器這一知識點(diǎn)，學(xué)生在高中已有所接觸，又在大學(xué)課堂講授，學(xué)生會有重復(fù)感．但電容器及其理論是學(xué)生特別是電類專業(yè)學(xué)生專業(yè)理論的重要基礎(chǔ)知識，對電容器及其理論的講解，須對照文獻(xiàn)[1]的要求，使學(xué)生達(dá)到理解電容的概念，掌握電容器的儲能公式，能計算典型電容器的電容，了解電容器的應(yīng)用等基本要求[1]．電容器及其理論知識點(diǎn)，其地位和作用主要體現(xiàn)在知識體系的前后聯(lián)系，以及在討論靜電場能量的分析上．這個知識點(diǎn)應(yīng)該放在更加突出的位置，主要有2方面的原因：

（1）以電類專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)為例，電容器及其理論是學(xué)生后續(xù)課程（如電路、電子技術(shù)、電工學(xué)、自動控制原理等課程）的基礎(chǔ)．將這個知識點(diǎn)放在比較突出的位置，能夠促進(jìn)基礎(chǔ)課與專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的緊密銜接．

（2）電容器及其理論在工程技術(shù)領(lǐng)域中，應(yīng)用十分廣泛，其理論自身不斷更新，電容器的制作技術(shù)不斷提高，如新能源器件中超級電容器技術(shù)的發(fā)展[2]．將這個知識點(diǎn)放在比較突出的位置，營造相應(yīng)工程教育情境，能夠引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，幫助學(xué)生以工程和實(shí)踐應(yīng)用的視角來學(xué)習(xí)這個知識點(diǎn)．

2電容器及其理論知識點(diǎn)工程教育情境的營造

電容器及其理論如果直接按部就班講授給學(xué)生，雖然能夠使學(xué)生理解電容的概念，掌握電容器的儲能公式等，實(shí)現(xiàn)教學(xué)基本要求，但為了避免給學(xué)生帶來與中學(xué)知識重復(fù)的感覺，在講解時恰當(dāng)融入工程教育素材，構(gòu)造工程應(yīng)用情境，以其新奇激發(fā)學(xué)生對該問題的學(xué)習(xí)興趣，在實(shí)現(xiàn)教學(xué)基本要求的同時，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生工程意識、實(shí)踐意識的培養(yǎng)．

2.1典型電容器工程教育情境的營造典型電容器包括平行板電容器、同軸柱形電容器、同心球形電容器3種，比較容易計算出它們的電容．

2.1.1平行板電容器在電子工程中有很多元器件，其本質(zhì)就是一種平板電容器，或者可以視為是由平行板電容器為基本單元組成的系統(tǒng)．例如：收音機(jī)中的同軸雙聯(lián)空氣可變電容器（雙聯(lián)）就是典型的一例．為了配合講解，利用多媒體圖文展示不同歷史時期收音機(jī)中的空氣可變電容器的實(shí)物．通過融入這樣的工程技術(shù)素材，學(xué)生看到了平行板電容器的實(shí)物結(jié)構(gòu)，感受到了技術(shù)的變遷和升級，了解了雙聯(lián)器件在收音機(jī)工作中所起到的調(diào)頻或調(diào)幅作用．

2.1.2軸柱形電容器它是電子線路中最常見的一種電子元器件．為了說明它的廣泛應(yīng)用和功能，借助多媒體圖文，展示了多幅電路圖和生活中眾多電器內(nèi)部實(shí)物結(jié)構(gòu)圖．以圓柱形鋁電解電容器為例講解，在完成基礎(chǔ)理論講解的同時，展示出基礎(chǔ)理論與實(shí)際工程技術(shù)之間的聯(lián)系和差距．在教科書中一般只推理了真空條件下同軸柱形電容器的電容公式，但在講解時，展示了電容器的制造工藝，并通過舉例來探討提高電容值的途徑，這就為知識的講解營造了豐富的工程教育情境．

2.1.3同心球形電容器很難直接從工程應(yīng)用中找到其相應(yīng)的素材．在講授時引用了“地球是一個異常巨大的電容器”的觀點(diǎn)[3]：高溫高壓下的地核視為正極，它具有驚人的密度；而將地幔層與地殼之間的結(jié)構(gòu)視為負(fù)極，這樣就可以把地球看成是一個正極在球心、負(fù)極在球殼處異常巨大的電容器．

2.2超級電容器工程教育情境的營造在講解經(jīng)典電容器時，適當(dāng)融入超級電容器有關(guān)內(nèi)容，可以提高課堂教學(xué)知識的更新度．由于工程技術(shù)需要不斷提高電容器的電容值，因此可以從提高平行板電容器容量的角度引出超級電容器的概念——超級電容器，是一種電容量可達(dá)數(shù)千法拉的電容器．根據(jù)平行板電容器的原理，電容量取決于電極間的距離和電極表面積．為了增大電容量，超級電容器盡可能縮小電極間距離、增加電極表面積，為此采用了雙電層原理和活性炭多孔化電極．雙電層介質(zhì)在電容器兩電極施加電壓時，在靠近電極的電介質(zhì)界面上產(chǎn)生與電極所攜帶電荷相反的電荷，并被束縛在介質(zhì)界面上，形成事實(shí)上的電容器的2個電極．容易看出，兩電極的距離僅幾nm，同時活性炭多孔化電極可以獲得極大的電極表面積．因而這種結(jié)構(gòu)的超級電容器具有極大的電容量，并可以存儲很大的靜電能量．適當(dāng)介紹超級電容器的特點(diǎn)，如功率密度高、充放電循環(huán)壽命長、充電時間短、實(shí)現(xiàn)高比功率和高比能量輸出、儲存壽命極長，以及可靠性高等優(yōu)勢．引導(dǎo)學(xué)生理解這些特點(diǎn)或優(yōu)勢正是目前很多高新技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)要求，如利用超級電容器具有快速充電的特性，可做電動工具和玩具的理想電源．

2.3電容式傳感器工程教育情境的營造很多傳感器探頭其實(shí)質(zhì)是具有可變參數(shù)的電容器．把被測的機(jī)械量，如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器，即為電容式傳感器[4]．以平行板電容器的電容公式C=εS/d為例，ε,S,d3個參數(shù)中任一個的變化都將引起電容量變化，并可用于測量．相應(yīng)地，電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型3類．極距變化型一般用來測量微小的線位移或由于力、振動等引起的極距變化；面積變化型一般用于測量角位移或較大的線位移；介質(zhì)變化型常用于物位測量和各種介質(zhì)的溫度、密度、濕度的測定等．在討論平行板電容器的電容量的影響因素時，逆向思維，學(xué)生就不難理解上述電容器的制造原理和傳感原理．在講授時，以駐極體電容傳聲器為例[5]，講解其工作原理，展示相關(guān)技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，列舉駐極體電容傳聲器廣泛應(yīng)用范圍，如手機(jī)、電話機(jī)、MP3/MP4、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、語音識別系統(tǒng)、電腦等產(chǎn)品．由于這些例子就是生活中的實(shí)例，能夠引起學(xué)生的興趣．通過融入電容式傳感器的制作和工作原理素材，引導(dǎo)學(xué)生明白很多時候關(guān)注到的是一個客觀事物的不同側(cè)面；在工程應(yīng)用上，工程技術(shù)所需要的通常也是同一客觀事物的某個側(cè)面屬性．例如：超級電容器關(guān)注的是其容量，而對電容式傳感器關(guān)注的則是機(jī)械物位、介質(zhì)性質(zhì)等因素對電容的影響，進(jìn)而通過電容的變化反映被測目標(biāo)的變化等．工程教育情境的營造，背景的勾勒，使學(xué)生看到了科學(xué)興趣和實(shí)際生活的需要推動了新發(fā)明；明白了除了偶然發(fā)現(xiàn)所帶來的發(fā)明之外，需要是發(fā)明的主要動力；體會了細(xì)致觀察和執(zhí)著的必要性，最終提高了學(xué)學(xué)物理的興趣．這些實(shí)際效果，通過期末的問卷調(diào)查，學(xué)生給予了反饋．有關(guān)電容器知識及理論所涉及的工程教育素材，已經(jīng)編入教材中[6]．融入工程教育素材后，講解電容器知識及理論，消除了學(xué)生對這部分知識的重復(fù)感，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)際應(yīng)用的緊密結(jié)合，強(qiáng)化了學(xué)生工程實(shí)踐意識，拉近了學(xué)生與工程應(yīng)用領(lǐng)域的距離．