串联电路电流规律错误前概念纠正策略探析

摘 要：文章针对串联电路电流规律学习中存在的两种典型错误前概念，从创设讨论情境、开展真实实验和运用类比方法三个角度予以破解，以供各位教师参考.

关键词：串联电路；电流规律;前概念

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2023）26-0113-03

作者简介：叶健（1980.4-），男，江苏省姜堰人，本科，中学一级教师，从事初中物理教学研究.

很多学生会“凭感觉”“凭经验”来学习物理，显然这种方法并不可靠，有的甚至是错误的，这种错误的认识我们称之为错误前概念.这种错误前概念并不是科学的物理概念，对学生形成正确的科学认识是不利的，物理教师要学会在教学过程中发现学生各种各样的错误前概念，并在此基础上寻找破解并纠正这类错误前概念的方法［1］.文章根据个人的教学经验谈谈串联电路电流规律中的错误前概念，并尝试提出纠正错误前概念的策略.

1 串联电路电流规律两类经典错误前概念

串联电路中电流处处相等，笔者在教学中发现这一规律即使在中考前的一轮复习阶段仍有少数学生不能正确掌握，细究学生对串联电路电流规律的错误认识，主要存在两类典型的错误认识.

第一类错误认为先流过的用电器中电流较大，后流过的用电器中电流较小，如图1所示电路中，这类学生会认为流过灯泡L2的电流大于流过灯泡L1的电流，经过多次与犯这类错误的学生交流发现，他们认为，电流每流过一个用电器后，会消耗掉一部分電流（即用电器会“吃掉”部分电流），剩余的电流再流过下一个用电器，这便构成了电流规律当中的第一类错误前概念——用电器会“吃掉”电流.

第二类错误认为哪个灯泡更亮则流过哪个灯泡的电流更大.持这类观点的学生将电流的大小与灯泡的亮暗直接画等号，以图1中的串联电路为例，这类同学认为，若L1亮度大于L2，那么通过L1的电流大于通过L2的电流，很明显这是错误的.我们知道，灯泡的亮暗是由灯泡消耗的实际电功率决定，而实际电功率的大小由电流和电压两个因素共同决定，因而并不能简单的将灯泡的亮暗与通过的电流画等号，这便是第二类错误前概念——流过灯泡的电流大小由亮暗决定.

上述两类错误前概念是学生对电流规律错误理解中出现频率最高的前概念，究其原因笔者认为可能与初中生的思维特点及个人生活经验有关，那么如何纠正这两类错误前概念，笔者认为可以运用讨论法、实验法和类比法予以破解.

2 串联电路电流规律错误前概念纠正策略

2.1 创设激烈讨论情境，引发不同认知冲突

情境教学是当下较为流行的教学模式，它通过创设真实令人感兴趣的各类场景以激发学习者强烈的探究欲望，从而达到提高学习效率的一种教学方法.教师在纠正学生电流规律的错误前概念时，就不要怕学生产生各种各样的错误认识，要敢于将问题暴露出来，引发不同错误认知的冲突.教师要大胆创设出有利于学生发表个人观点的有效情境，让学生说出各自对电流规律的可能猜想，下面是讨论法的教学设计.

教师先将图2所示电学元件连接好，接着设计问题引出探究主题.

师：同学们知道这两个灯泡形成的是什么电路吗？

生：串联电路.

师：闭合开关后，大家知道电流是如何流向的吗？

生：从电源正极出发，先流过开关，再流过灯泡L1，接着流过灯泡L2，最后再流回到电源负极.

师：非常棒.

师：大家有没有想过一个问题，电流在导线中依次流过开关、灯泡L1和灯泡L2，通过L1和L2的电流大小会有什么关系呢？请同学们先猜想然后小组讨论，各组说出电流的大小关系.

生：思考讨论.

经过激烈猜想讨论后，教师可以找不同小组派出代表说出各组的猜想，然后摒弃毫无价值的或与主题相差甚远的猜想，梳理出较有价值的猜想观点，供下一环节备用.教师要注意留给学生足够的时间猜想讨论，让学生畅所欲言，尽情表达个人的猜想，这样才能引发不同观点的认知冲突，加深对电流规律探讨的印象.

2.2 开展真实学生实验，归纳正确电流规律

实践是检验真理的唯一标准，各组所产生的猜想究竟谁对谁错，唯有进行实验方能揭开谜底，在此，教师要准备探究器材，如电池、灯泡、开关、导线及电流表等，每小组一套器材，让学生亲手做实验，通过操作得出串联电路的电流规律，这一环节中，教师注意指导电路连接方法，帮助学生解决电路中出现的各类故障，为探究出正确的电流规律而扫除障碍.

显然，可以用多只电流表串联在电路中的不同位置以观察其示数是否相同，还可以将同一只电流表先后接在电路中的不同位置以观察其示数是否相同，从而总结出电流规律.相信在这一环节学生应当是最认真、最感兴趣且最有疑惑的，对于实验中出现的接在串联电路中不同处的电流表示数都一样这一现象，持“先流过的用电器电流大”和“灯泡亮的电流大”这两种观点的人肯定会感到困惑，真实的实验现象摆在面前，实验与猜想完全不符，但实验是不会说谎的，只能是猜想错了，这类学生不得不向实验结果低头，认可接受实验结论，从而得到串联电路中正确的电流规律.

2.3 引入水流类比方法，形成科学物理概念

学生对串联电路电流规律的猜想和实验得出的结论发生冲突时，显然是实验打败了学生的错误认识，但这种错误的电流观可能并不会善罢甘休，时间一久，学生的错误前概念又会爆发出来，为了及时纠正这种错误前概念，有必要通过一种新的方法帮助学生理解新生成的结论，让学生认可接纳电流规律，这里我们以水在管中流动形成水流加以类比，运用类比的方法破除学生错误的前概念以形成科学的物理观念.

如图3所示，将阀门打开时，水管中的水在水压差的作用下沿管流动形成水流，水流经过水轮机时推动水轮机转动，流入水轮机前的水流和流出水轮机的水流是同一股水流，显然，水轮机并没有将水“吃掉”，水轮机的转动只是水流推动水轮机产生的结果，从能量转化角度看，是水的势能转化成了水轮机的动能.

与此类似，如图4所示，当电荷在导线中定向移动时形成电流，电流流过灯泡，灯泡会发光，流入灯泡的电流和流出灯泡的电流是同一股电流，流入和流出的电流一样大，灯泡也并没有“吃掉”电流，与水流流过水轮机时水轮机转动类似，电流流过灯泡时，灯泡会发光，电路中的电能转化为光能和热能.尽管水流和电流存在诸多不同，但针对初中学生的思维特点，如此类比可以较好的帮助学生突破电流规律的错误前概念，得出正确的电流规律.

3 实例剖析

下面以一道例题来体会串联电路中电流的特点，以巩固本文前部分所破解的错误前概念，帮助学生树立正确的电流观.

例题 如图5所示，接通開关S后，关于电流表A1、A2的示数及流过灯泡L1、L2的电流，下列说法正确的是（ ）.

A.因电流从正极依次流过灯泡L1、电流表A1、灯泡L2和电流表A2，故电流依次减小

B.因串联电路电流处处相等，故两电流表的示数相等

C.因电流先流过L1，后流过L2，故灯泡L1较灯泡L2亮些

D.因电流先流过A1，后流过A2，故A1示数大于A2示数

解析 灯泡L1、L2和两电流表A1、A2构成串联电路，根据串联电路中电流处处相等的特点，易知流过灯泡L1、L2和两个电流表的示数均相等，故本例选B.

易错点分析 受电流的流向和错误前概念影响，易导致得出“先流过的元件中的电流较大，后流过的元件中的电流较小，从而错误的得出L1中电流最大，A1中的电流稍小，L2中的电流则更小，而电流表A2中的电流最小”这一错误结论.

另外，尽管流过灯泡的电流大小相等，但因两灯泡的型号（额定电压、额定功率）不一定相同，故电流相等时并不能表明两灯泡的亮度就一样，实际上，此时两灯泡的亮度取决于两灯的实际电功率，因电流相等，故可以用P=I2R去比较两灯泡的实际功率.

显然，学生不只在串联电路电流规律学习时存在前概念，在学习各类物理规律前头脑中并不是空白的，他们对所研究的问题都有初步的、原始的认识，即所谓前概念，这种前概念有时能帮助学生形成科学的物理观念，有时却阻碍学生形成科学的物理观念，因而教师在日常教学中要学会观察梳理分析学生存在的前概念，甄别出能促进科学物理概念形成的正确前概念，将其导入物理课堂，助推物理规律的形成.而对于典型的错误前概念，教师要根据其特点，研究错误前概念，在实践中探索出破解并纠正错误前概念的好方法，以帮助学生形成科学的物理观念.

参考文献：

［1］ 虞天仙.初中简单电路前概念转变的研究［D］.苏州：苏州大学，2020.

［责任编辑：李 璟］