基于学情分析的课堂实践——以《串联电路和并联电路》为例

余利锋

(诸暨市湄池中学 浙江诸暨 311800)

本文以人教版普通高中课程标准实验教科书《物理3-1》中“串联电路和并联电路”一节的相关教材文本，深入研究，以学生的学情出发，进行了如下教学设计和教学实践。

一、以实验为载体，唤醒学生已有的认知，引入课题

初中串联电路和并联电路的教学中，学生已经有了基本的电路知识，运用演示实验的直观教学手段，巧妙设计疑问，以此促使学生的认知冲突，启迪创新思维，本节课中，通过创设“复杂”电路实验情景，引入“串联电路和并联电路”课题。

教师演示1：闭合总开关3，三个灯泡均亮，拆掉其中一个灯泡，其他灯泡不灭。（在已知现象的情形下，将开关1、2先闭合，再闭合开关3，再让学生观察一次现象）

教师演示2：拆掉一个灯泡，其余灯泡均灭。

提问：前后两次有何区别？能否用初中已学电路的知识解释。

学生：前一次灯泡是并联，后一次是串联。

通过两次实验的对比，不管是从灯泡的亮暗程度，还是灯泡的熄灭与否，都能使学生感受到电路结构的变化，电路中灯泡连接方式的变化，使学生联想起初中所学串联和并联电路的知识，紧接着教师再引导和展示电路板的背面电路（如图所示），分析灯泡前后两次的连接方式，与学生的回答相呼应，自然引出课题。

二、从学生已有知识出发，注重教材逻辑的严密，回忆复习并理论推导

初中已学习过串联电路和并联电路中各部分电流的关系、各部分电压的关系，以及各部分电阻的关系，初中的学习是从电路实验，通过电流表、电压表的示数来判断电流、电压的关系，并无理论依据，学生对知识的认识只是停留在现象、数据以及公式的记忆上，而物理中许多概念、规律都存在密切的逻辑关系，这种逻辑关系应是我们教学的重要部分。本课应注重串、并联电路规律的理论推导、认识物理概念、规律之间的内在逻辑联系，从而提升学生的逻辑思维能力。由此进行如下教学设计、课堂实践。

1.展示电路，回忆复习，完成表格。

2.通过学生已有知识类比，用已学恒定电流、静电场的知识，理论推导以上规律。学生已学了恒定电场、恒定电流、电流的定义等知识内容，教材中提到“恒定电流电流内各处电荷的分布是稳定的，任何位置的电荷都不可能越来越多或越来越少”，这应用了电荷守恒的思想。在学生认知中，电流是非常抽象的概念，无法感知电路中的电流，对于电路中的电荷分布的理解更是难以理解。由此本课将电流和水流进行类比，电荷分布和管中水的分布类比，电流与水流类比。

教师演示：将瓶子倒挂，水不断流出，请学生观察管子中水量的变化。

水在不停地流，但管子中水是不变的，与电路中电流类比，相同时间内通过某一横截面积的电荷量相同，那自然是水到渠成。

三、从理论研究到实际应用，拓展学生的眼见

从应用角度出发，通过对电表量程的改装、电压表和电流表电路模型的建立等内容使知识得以拓展，电表的改装问题通过习题方式呈现，目的不是新知识的传授，而是串联电路和并联电路电流、电压规律的应用，欧姆定律的应用。

（一）巧设铺垫，埋下伏笔

提出问题：1、—定电流通过电阻时，电路再串联一个电阻，有何意义？（增加电路的总电阻、增加电路的耐压值总电压）

2、一定电压加在某电阻两端时，电路再并联一个电阻，有何意义？（增加干路上的总电流）

这两个问题的呈现与思考为后面电表的改装提供了理论上的依据，使得学生的思维方向具有连贯性，给解决下面的问题埋下伏笔，承上启下。真正做到学生主体研究，教师主导指引。

（二）展现实物，激发学生的好奇心、求知欲

表头是学生接触的新鲜事物，将表头、电池分发给学生，让他们观察表头的结构、用途，再进行实践操作，使学生了解到表头是一个电阻，有电流通过，指针会发生偏转，而且刻度均匀，引导学生知道表头的参数Ug、lg 、Rg，以及三者之间的关系。

为了让学生更好地了解表头实际上也是一个小量程的电压表，进行如下设计：

提出问题：若表头G满偏电流 lg=3mA，Rg=100Ω，怎样在刻度盘中标出所加的相应的电压数据？

提出问题：这样一个表头的缺陷在哪？和以往所见的电压表、电流表有何不同？分发给学生已经拆开的电压表，让学生观察电压表的内部结构，测量电池两端的电压。

（三）留下问题，给学生自我探索的空间

通过点电压表的改装，学生已掌握其要义，如何改装成电流表是学生自我提升的过程，教师提出问题，学生自行解决，分析汇总，概括归纳。

提问：有一个表头G，内阻Rg=30Ω，满偏电流lg=1mA。要把它改装为量程0～0.6A的电流表，如何改装？改装后总电阻为多少？（提示：1.表头两端加多少电压，就能满偏？2.如何增加电路的总电流？）

四、教学感悟

本课的设计、实践的要义在于基于学生学情，通过类比、等效等方法引导学生对物理概念规律认知，通过事物展示和实验设计激发学生的好奇心和求知欲，通过铺垫和问题设计使得学生学习思维更具逻辑性，从初步认识规律到理论推导规律，再到实践应用规律层层递进，以促使物理知识的彼此融合，使学生感悟高中物理的魅力。