串聯(lián)和并聯(lián)電路的教學研究模板

資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權，請聯(lián)系改正或者刪除。串聯(lián)和并聯(lián)電路的教學研究摘要電流和電路是電學的基礎,串聯(lián)、并聯(lián)是電路中兩種最基本的連接方式,串、并聯(lián)電路的識別是學好電學必不可少的,串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流規(guī)律及實驗探究是是同學們學習的重點和難點。但對于初學電學的中學生倆說非常難。本文以高端備課的研究觀點,科學方法顯化原則,立足于物理學的本質(zhì)和學生的認知規(guī)律結合串并聯(lián)電路特點,就串并聯(lián)電路的教學設計論述自己的觀點。關鍵詞:串、并聯(lián)電路科學方法顯化對于串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的學習,有些學生感到困難,特別是對于串、并聯(lián)電路的識別和一些物理規(guī)律、公式等不能靈活的運用,遇到綜合型試題就無從下手。筆者分析,造成這種現(xiàn)象的原因是:講課時的概念、規(guī)律和串、并聯(lián)的特點等是一個一個地講,例如:北師大版,九年級物理,在第十一章”簡單電路”,第二節(jié)”學生實驗:組裝電路”中初步認識了串聯(lián)和并聯(lián)電路,在第四節(jié)”電流”第五節(jié)”電壓”中又分別的介紹了電流與電壓在串、并聯(lián)電路中的特點與規(guī)律,在第十二章”歐姆定律”,第三節(jié)”串、并聯(lián)電路中的電阻關系”中,研究串、并聯(lián)電路的電阻關系。這樣人為地把這些知識點割裂開來,同學們對這些知識點的學習和理解也是比較片面和孤立的。然而,對電路的學習需要綜合分析和討論,對這些概念、規(guī)律和串、并聯(lián)的一些特點要有一個全面的認識,深刻地理解它們的物理意義,才會運用自如。有鑒于此,筆者將串、并聯(lián)電路的認識、特點放在學生歐姆定律以后統(tǒng)一進行。由于課時的限制,在本教學設計中,只對串、并聯(lián)電路的認識與判斷方法進行研究。在北師大版物理課本中,實驗器材有開關、導線、電池組和小燈泡,因為電流具有看不見、摸不到的特點,實驗運用轉(zhuǎn)換法以小燈泡的亮、滅狀態(tài)來檢查電路的狀態(tài),具有非常高的實踐意義,可是實驗提出用開關控制燈泡的方式來判斷電路的連接方式過于武斷,也不符合邏輯。學生不禁要問還有沒有第三種連接方式?而且課文中沒有顯化串、并聯(lián)電路的判斷方法,為此筆者提出了新的教學設計,并進行科學方法顯化教學。對串、并聯(lián)電路的認識根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展理論,中學生還主要出于具體運算階段,處于具體運算階段的兒童,其運算一般還離不開具體事物的支持,還要依靠物體、事物和能觀察到的實際事物來進行,不能依靠詞語、假設來進行。因此,對學生教學,應盡可能的分化難點,減少干擾。根據(jù)科學方法顯化原則,經(jīng)過實驗法幫助學生認識和學習串并聯(lián)電路,使用對比法觀察串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的異同。根據(jù)上述原則,制定如下授課流程:在學生學會連接一個燈泡亮起來的簡單電路的基礎上增加一個燈泡,要求讓兩只燈泡都亮起來,來觀察一共有幾種連接方法。經(jīng)過對實驗的分析,為了降低實驗的難度,去掉開關,這樣給學生的材料有:電池一節(jié),燈泡兩個,導線四根,給學生四根導線的意圖,是因為用四根導線學生剛好能夠完成這種串、并聯(lián)電路的連接又會減少學生盲目使用大量導線的無效連接。學生經(jīng)過自己的排列、組合,最終會發(fā)現(xiàn)無論怎么排列兩只燈泡,電路的連接方式,有且只有兩種。學生經(jīng)過自己獲取的知識比教師直接的講授更易于形成自己的認知圖式。實驗后做出總結,把兩只燈泡首尾相連逐次連接,只有一個回路的稱之為串聯(lián)電路,把兩只燈泡并列連接,形成多個回路的稱之為并聯(lián)電路。在此過程中學生還學會了蘊含其中的連接電路的方法,如:把元器件首尾相連,然后連接到電路中就形成串聯(lián)電路,把兩個元器件頭部相連、尾部相連,然后再連接到電路中就形成了并聯(lián)電路。最終學生對串、并聯(lián)電路的形狀特點產(chǎn)生一個直觀、清楚地認識。對照實物,能夠順利的畫出電路圖。對照電路圖講明”干路”,”支路”,”節(jié)點”的概念。進一步增加實驗難度,增加一個開關,然后讓學生將這一個開關連接到電路中,研究開關在電路中的位置以及開關對電路的控制作用,并做好記錄,完成表1的填寫。連接方式電流有幾條路徑開關對燈泡的控制(分情況說明)燈泡是否能夠獨立工作表1判斷串聯(lián)電路和并聯(lián)電路串、并聯(lián)電路的區(qū)分方法是本節(jié)課的重點也是教學難點,同時也為以后計算復雜電路中電壓、電流、電阻以及電功率奠定基礎,那么如何判斷串、并聯(lián)電路呢?根據(jù)科學方法顯化原則,學科方法的教學不但要點明學科方法的內(nèi)涵、步驟,更要講明每個步驟的過程,講明科學方法的本質(zhì)。在講授學科方法的同時還要積極調(diào)動思維方法的參與。根據(jù)科學方法顯化原則,把原本蘊含在科學知識中的判斷方法顯化出來。定義法根據(jù)串、并聯(lián)電路的定義來判斷電路,用電器的連接有兩種最基本的方式,把用電器按個逐次首尾相連起來的方式就是串聯(lián);把用電器并列地連接起來的方式是并聯(lián)。在串聯(lián)和并聯(lián)的電路中,用電器的連接方式不一樣,那么它們的電流路徑也會不一樣,串聯(lián)電路沒有分支;并聯(lián)電路電流路徑有分支。因此如果沒有電流分支的是串聯(lián)電路,有電流分支的是并聯(lián)電路。斷路法如果一個電路模型,不能從外觀上看到電流路徑,就不能用有沒有支路的判斷方法對串、并聯(lián)電路做出有效的判斷,必須尋找新的判斷方法,跟據(jù)上面的實驗可知,在串聯(lián)電路中拆掉一個燈泡,另外一個燈泡就會熄滅,而并聯(lián)電路,拆掉一個燈泡,另外一個燈泡依然亮著。有此可知,在某一個電路中,如果一個用電器對另外一個用電器產(chǎn)生影響,就是串聯(lián)電路,沒有影響就是并聯(lián)電路。電位法電流從電源的正極出發(fā),經(jīng)過用電器回到電源的負極,由定義法可知,電流只有一條路徑的是串聯(lián)電路,有多條路徑的是并聯(lián)電路,可是在稍微復雜一點的電路圖中,學生很難判斷電流的真實流向,CBDA圖1CBDA例如圖1中,學生對電流的流向判斷不清,有學生誤以為L2和L3會被C-D段導線短接,產(chǎn)生閉合開關后只有燈L1亮的錯誤想法,在此能夠用比喻的方法來引導學生,將電位比喻成水位,水是由水位高得地方流向水位低的地方,同理,電流是由電壓高的地方流向電壓低的地方,在同一根導線上,只要沒有用電器電壓是相同的,正如在同一個水平面的水一樣。因為A-B之間沒有用電器因此A,B兩點電壓大小相同并大于C點和D點,因此電流的流向是A-L1-C,A-B-L2-C,B-L3-D,如圖2所示,明顯這是一個并聯(lián)電路。圖2去表法在有電流表或電壓表的電路中,串聯(lián)的電流表或并聯(lián)的電壓表可能會對學生對電路的判斷產(chǎn)生干擾。首先,用一個電壓表和兩個電壓表串聯(lián)的方式來測同一個電池組電壓的方式引起學生的認知沖突,讓學生了解電壓表的實質(zhì)。電壓表的內(nèi)阻很大,并聯(lián)到電路里經(jīng)過它的電流很小,能夠忽略不計,這時候相當于斷路,例圖3,等效電路如圖4。是一個串聯(lián)電路。而電流表的內(nèi)阻非常小,在分析電路結構時,能夠視為一條導線。圖3 圖4只要掌握以上四種方法,就能正確的識別電路,遇到任何分析電路結構的問題都能夠迎刃而解。教學設計反思與啟示筆者認為,教學設計同時是以一種教學科學,不但要兼顧知識的邏輯性,同時還要注重兒童的認知發(fā)展規(guī)律,不但要傳授知識,還要講解方法,提升能力。從上述教學設計中,我們得到如下啟示:按照科學方法的邏輯進行教學在傳統(tǒng)教學中,往往是從傳授知識的角度來設計教學的程序。這樣做雖然也能使學生從中學到一些科學的方法,但學生對科學方法的理解往往是表面的、膚淺的而且是零星的、不連貫的,同時教學效果也會收效甚微。如果按照科學方法的邏輯去組織教材,安排教學進度,把科學方法作為核心,而不是把科學知識作為核心,則優(yōu)勢更加明顯。如在本教學設計中,如何研究問題(實驗法)-如何實驗(轉(zhuǎn)換法)-如何處理數(shù)據(jù)(列表法)-如何得出結論(對比法)。這樣進行教學,把科學方法體現(xiàn)在知識的認知過程中,按照學生的認知模式進行教學,使學生真正的領略到科學方法和科學知識的內(nèi)涵,并得到能力的提高。讓學生用科學方法解決問題科學的方法的真正掌握,必須要在探索和發(fā)現(xiàn)中進行,這正是科學方法和科學知識的不同之處?？茖W知識既能夠用于接受式教學又能夠用于發(fā)現(xiàn)式教學,而科學方法必須用發(fā)現(xiàn)式學習方法才能使學生真正掌握,學生不親自經(jīng)歷運用科學方法進行探索和發(fā)現(xiàn),就很難發(fā)現(xiàn)科學方法的關鍵與要素,更難于體會科學方法某些能夠意會,難以言傳的奧妙之處。而這種探索的過程,正是學生將科學方法內(nèi)化成自己的認知圖式的過程。一旦學生完成這一過程,科學方法便成為學生認知結構單元,隨時調(diào)用,從而促進學生能力提高。在本教學設計中,給出學生有限的實驗材料,提出連接電路的簡單要求,而不增加其它的限制,充分發(fā)揮學生的主觀能動性,學生對元器件進行排列組合,探索研究,最終發(fā)現(xiàn)電路的基礎連接方式有且只有兩種:串聯(lián)電路和并聯(lián)電路,而其它的復雜電路只是這兩種基本電路的組合與重復。學生經(jīng)過自己的探索研究得出結論更容易形成自己的認知結構單元,而不會產(chǎn)生有沒有第三種連接方式的疑問。最后顯化掩藏在串、并聯(lián)電路知識中的判斷方法,提升她們在實際運用中的能力。物理實驗應該以簡單性為原則實驗簡單易于學生操作,由于中學生的認知水平較低,實驗動手能力不足,過于復雜的實驗材料、儀器和操作條件可能會限制學生的創(chuàng)造性發(fā)揮,在本教學設計中,實驗中去掉了電源開關,只保留了三個元器件和四根導線,分化了實驗難度,減少實驗干擾,更易于得出結論。麥克斯韋曾經(jīng)說:”這些實驗的教育價值,往往與儀器的復雜性成反比,學生用自制的儀器,雖然經(jīng)常出毛病,但她卻會比用仔細調(diào)整好的儀器學到更多的東西,仔細調(diào)整好的儀器學生易于依賴,而不敢拆城零件?！边@很好的說明了簡單儀器的教育價值。在教學過程中,不但要向?qū)W生講授知識,更要講授方法,從知識中心向科學方法中心轉(zhuǎn)變,因此,為了使學生掌握科學方法,在科學教育中,必須創(chuàng)設良好的認知情境,讓學生主動地觀察、討論、思考、實驗,并對學生的探索