以“串联和并联”教学为例谈如何培养学生学会根据概念解决问题

摘要：学习的目的是为了应用，利用概念去解决实际问题的过程，也是完善和深化理解概念的过程，是学习概念的不可缺少的一个环节.本文以“串联和并联”教学为例，阐述了教师应如何培养学生学会根据概念解决问题的思维习惯.

关键词：串联和并联；闭合回路；概念；解决问题

作者简介：陈明芬（1974-），女，福建，大学本科，学士，中学一级，主要研究方向：初中物理教学.“串联和并聯”是义务教育课程标准实验教科书（人教版）九年级第15章《电流和电路》第三节的内容，在电学中起着承上启下的重要作用，是以后学习电学的基础.在以往教学中，一般都是这样引入：要想让两个小灯泡都发光，你有几种接法？设想学生能用串并联两种接法，但大部分学生只会用串联的接法，只有极少数学生用并联的接法.从学生的角度来说，因为之前学过只有一个用电器的连接，所以就凭直觉把灯一个一个串起来.这反映学生可能没有理解：“要使用电器工作，则用电器必须与电源组成闭合回路”这个概念.

在教科书第15章第二节“电流和电路”中有这样一句话：实验结果表明，要想让小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声，必须要有电池，还要用导线将它们与电池连接成闭合的回路.闭合回路是电学的一个基本概念，从基本电路到串并联电路，还有接入电流表的学习，实际上都在培养学生用闭合回路的概念分析问题，可以说这个概念贯穿电学的学习.教师应该如何培养学生学会根据概念解决问题的能力，为以后更深入地学习电学知识打下扎实的基础呢？

1帮助学生建构闭合回路的概念

杜威认为若要教给学生“地球是圆”这概念，有两种教学方式：第一种直接把地球比喻为篮球，让学生记住地球是圆的.这种教学只是让学生记住地球是圆的，这“地球是圆”的建构是没有证据的.学生并没有真正理解“地球是圆”.第二种教学方式是给出各种的证据，如：“在海边我们已看不到船身还能看到旗杆”；“月食时，在月亮上的投影是圆形”.通过分析这些证据让学生明白地球是圆的.这样的教才叫有证据，学生也才可能理解概念.（摘自2014年广州市义务教育阶段毕业生学业水平考试物理质量分析报告）

所以在帮助学生建构闭合回路这个概念时，教师要循序渐进，采用恰当方法自然地引入.在第二节的学习中，学生知道电流产生的条件：（1）有电源；（2）电源和用电器要形成闭合回路.第三节从“温故”开始，教师若提问学生：“电流产生的条件是什么？”学生能说出正确答案，这是学生理解了还是记住了这个条件呢？教师无法判断.若采用习题的形式，就能起到一举两得的目的.先从“如何使一个灯泡发光？”引入，让学生连接实物图（图1），在虚线框内画出对应的电路图，并在电路图中标出电流的路径（方向）.

教师通过讲电流方向提出闭合回路的概念，让学生知道：灯亮就是使灯和电源形成闭合回路.这时再问：若在原来的基础上再给一个灯泡，要使两个灯泡都发光，你有几种接法？基础好的学生可能就想到并联的接法，但若学生还是想不到，这时教师再把问题明确：在共用一个电源的条件下，让每个灯都与电源构成闭合回路，可以吗？这样学生就更容易想到并联的接法.引导学生小结：两灯的连接可以是两个灯泡串在一起与电源形成闭合回路，即串联；也可以让每个灯泡与电源形成闭合回路，即并联.这样引入的目的，既能让学生有机会应用学过的知识，又能自然地想到并联的接法，做到“温故知新”， 使知识系统连贯，便于学生理解和掌握，产生良好的教学效果.

2培养学生用闭合回路的概念解决问题.

让学生掌握概念，不是老师说一次或学生练一次就可以的，学生在学习物理概念以后，老师需要创设一些情景，[1]让学生有更多的机会运用概念去分析、判断简单的物理现象，分析解决一些简单的实际问题，也就是要把练与学习的需要结合起来.

21利用闭合回路的概念分析串并联电路的特点.

在探究串联电路各用电器的关系时，学生要用闭合回路的概念判断用电器是否工作.教师问：如果一个灯坏了，另一个灯还能亮吗？学生完成分组实验后，再用闭合回路的概念来分析验证：若其中一个灯坏了（断路），由于这两个灯串联，则电源与这两个灯不能形成闭合回路，所以另一个灯也不亮.得出结论：串联电路中各用电器之间相互影响.又如探究并联电路中开关的作用时，则是先用闭合回路概念分析，再分组实验验证.若干路的开关断开，用电器和电源不能形成闭合回路，两灯都不亮，得出结论：干路开关控制所有的用电器.若其中一条支路开关断开，电源与这个支路的用电器不能形成闭合回路，所以这个支路的用电器不能工作，即支路开关控制所在支路的用电器.教师引导学生分析第一个图，之后几个图可以让学生独立分析，教师从中判断学生是否掌握这个概念.让这个概念始终贯穿电路分析中，提高学生分析问题的能力，进一步理解闭合回路概念.皮亚杰认为，新的知识只有纳入原有的知识结构中才能被吸收.因此，教育的目标并不在于增加知识量，而在于提高学生对知识的理解能力.

多次训练目的不是要让学生机械地记住结论，而是要培养学生在不同的情景里会运用概念来解决问题的习惯.如运用闭合回路来分析电路，学生探究串并联电路中开关的作用时，要先画电路图，然后分组实验，再进行电路分析（共六次），这样安排符合初中生的思维特点，从感性走向理性.学生探究串并联电路中各用电器间的关系时，则反过来，先用电路图分析（共六次）再分组实验验证，由理性再到实践中去检验、应用.经过这样多次训练，学生就知道要始终运用闭合回路来分析解决问题了.

22根据闭合的回路概念识别串并联电路及设计电路图.

学习物理的目的就是在掌握物理知识的基础上，学会分析问题的方法，从而运用于实际，使知识从能理解到会运用.

运用闭合回路，可以帮助学生识别串并联电路.如学完串并联电路的特点后，老师问：“课室里日光灯是串联还是并联？为什么？”若学生答：“并联，因为有一个灯坏了，其他灯还是亮的.”这样的回答实际上没有运用闭合回路这个概念来解决问题.引导学生分析：若有一个灯坏了（断路），则这个灯与电源不能形成闭合回路，其他灯亮，说明其他灯与电源能形成闭合回路，即日光灯之间没有互相影响，则说明课室里的日光灯是并联的.老师还可以在安全的条件下，闭合所有日光灯的开关，灯全亮，松开其中一个灯的触头，看其他灯是否还亮，来验证刚才的分析.

运用闭合回路，可以帮助学生设计电路图来解决问题.如九年级教科书（人教版）44页第4题：如图15.3-9所示，学校有前、后两个门，在前、后两个门各装一个按钮开关，学校传达室有甲、乙两盏灯和电池组.要求：前门来人按下开关时甲灯亮，后门来人按下开关时乙灯亮.请设计电路图并在实物图中连线.

根据题意可知：甲、乙两灯独立工作，互不影响，所以用并联.要使“前门来人按下开关时甲灯亮”，则甲灯、前门开关与电源形成一条闭合回路，要使“后门来人按下开关时乙灯亮”，则乙灯、后门开关与电源形成另一条闭合回路，这样设计出电路图.然后看着电路图，连接实物图，使导线从电源正极出发，连接灯、开关， 回到电源负极，接完一条回路，同样的方法再接另一条回路.在以后的教学中，教师要培养学生先根据要求设计电路图，再根据电路图连实物图或连接电路的习惯.

23根据闭合回路的概念连接电路.

闭合回路的概念不仅应用在纸笔练习中，也应用在实际的电路连接中，尤其是学生在进行分组实验时，也要有闭合回路的概念指导其连线及查接线错误.

其实学生在连接串并联电路的过程中，也在不停地运用闭合回路概念，这样做有利于基础知识、基础技能的掌握.加涅把学生习得的五类结果（言语信息、智慧技能、认知策略、态度和动作技能）作为学生后天习得的素质.[2]根据电路图连接电路，就属于动作技能.动作技能的学习需要学生充分的体验和在得到反馈消息后多次反复操作练习，才能熟练掌握.费茨和波斯纳将动作技能的形成分为认知、联系形成、自动化三个阶段，即教师在教学过程中， 第一阶段要做示范动作，并对动作进行讲解，第二阶段学生要模仿动作，第三阶段学生通过多次练习使动作熟练.[3]并联电路的连接是本节难点，老师要做出正确的示范，学生要模仿老师连接电路的动作，有正确的动作和习惯，之后又有多次连接电路的练习，这样使电路连接更熟练，也使闭合回路的概念得到深化.

通过上述的教学安排，学生不但学会画串并联电路图，会根据电路图连接串并联电路，而且通过多次反馈训练培养学生始终根据闭合回路概念解决问题的思维习惯.在概念学习中，有的学生只是记住概念，而没有形成运用概念解决实际问题的思维习惯，那么在遇到新颖的题目时，往往无从下手.所以教师在教学中应该引导学生经历运用概念分析问题的过程，培养学生根据概念解决问题的能力，让学生知道只要紧紧抓住概念分析，问题往往就能迎刃而解.

学过的知识也许会遗忘，但在学习中养成正确的思维习惯，将终生受益，哪怕遇到再新颖的题目，学生也有信心和能力解决.我们在教学中始终教会学生最基础的知识，也是最有效的教学，这就是物理的简单之美！

参考文献：

[1]符东生. 以“简单机械、机械效率”教学案例反思初中物理实验教学的有效性[J]. 物理教学，2015，03：32-35.

[2]黄网官. 初中物理：学习结果与條件浅析——基于加涅教学论的思考之一[J]. 教育研究与评论（中学教育教学），2015，05：15-20.

[3]冯家明.物理实验动作技能的形成过程及教学讨论[J].湖南中学物理，2011，07：25-28.·德育教育·