□海南東方第二思源實驗學校 符海東
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《串聯(lián)和并聯(lián)》的教學設(shè)計
□海南東方第二思源實驗學校符海東
在人教版九年級物理教材中,串聯(lián)和并聯(lián)是在學習電荷、電流和電路這些基礎(chǔ)概念之后緊接著學習的,同時它涉及到電路規(guī)律的應(yīng)用。要求學生務(wù)必要掌握這一節(jié)內(nèi)容。但對于剛接觸電路,抽象能力比較弱的初中生來說,要真正理解并熟練運用,有一定的難度。
串并聯(lián)電路的應(yīng)用主要是關(guān)于串并聯(lián)電路的計算。李生業(yè)老師的《串并聯(lián)電路計算的探討》總結(jié)了解答串并聯(lián)電路的計算的基本方法:根據(jù)題意,畫出電路圖;在圖中標出已知量;電路分析;解題分析,解題。要畫出電路圖,必須能正確識別電路。
針對串并聯(lián)電路的識別,曹金良老師的《重視學法指導,克服教學難點——例析串并聯(lián)電路的識別教學》指出應(yīng)注重學法指導,從課本定義出發(fā),逐步引導學生理解串聯(lián)和并聯(lián)兩種電路的根本區(qū)別,還討論了電路中有三個用電器并加入短接時的情況。注重學法指導,讓學生在教師的引導與啟迪下,掌握了串并聯(lián)電路的識別。這是現(xiàn)在常用的一種教學模式,而研究型課程從1995年開始,逐漸在教學過程中形成另一種教學模式。吳金瑜老師的《一次有效的主題研究性學習——初中物理串、并聯(lián)電路的教學及后記》簡述了關(guān)于初中物理串、并聯(lián)電路這一節(jié)內(nèi)容的研究性學習的過程,并從中發(fā)現(xiàn)了學生具有自我學習的巨大潛力。這兩種教學模式都有其利弊,傳統(tǒng)的教學模式中,學生的學習是單向的,不利于學生創(chuàng)新,而進行研究性學習時,學生不易把握主題,教學效率不高。所以將兩者進行結(jié)合,才能具有更好的教學效果。
故本文將兩種教學模式結(jié)合起來,并考慮到學生的抽象能力較弱,以及剛接觸電路知識,所以在教學設(shè)計中加入了更多生活中的例子,并準備了實驗器材用于教學。
1.預習。預習是教學過程必不可少的環(huán)節(jié),不僅能幫助學生鞏固之前學習的內(nèi)容,而且能培養(yǎng)學生的自學能力。所以在結(jié)束電流和電路這一節(jié)內(nèi)容之后,安排學生進行預習。預習的方法多樣,陳寶軍老師的《課前預習在物理教學中的作用和策略》總結(jié)出預習的策略包括循序漸進的策略、多種預習方法的策略以及反饋的策略。故關(guān)于串并聯(lián)電路的預習作了如下設(shè)計——
預習目標:
A、能分別畫出有兩個用電器的串聯(lián)、并聯(lián)電路圖,并能按電路圖連接實物圖;
B、能簡單總結(jié)出串聯(lián)并聯(lián)電路的不同。
預習內(nèi)容:
A、預習課本P41-43;
B、上網(wǎng)搜索現(xiàn)實生活中哪些電路是串聯(lián),哪些是并聯(lián);
C、探究家里的用電器之間是如何連接的,思考為什么如此連接。
預習檢測:
A、讓學生舉出生活中的電路是串聯(lián)和并聯(lián)的實例;
B、讓三名學生來分別畫出兩個燈泡是串聯(lián)和并聯(lián)的情況;
C、讓兩名學生來對照電路圖,連接實物;
D、讓學生簡單總結(jié)出串并聯(lián)電路的不同。
2.課堂教學設(shè)計。
(1)引入新課。讓學生通過開關(guān)分別控制事先連接好的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路(電路圖見圖1),實現(xiàn)電燈的發(fā)光。
圖1 串并聯(lián)電路,電路A為串聯(lián);電路B為并聯(lián)
教師:如何讓燈泡發(fā)光呢?
學生:關(guān)閉所有開關(guān)。
教師:現(xiàn)在減少一個開關(guān),實現(xiàn)至少一個燈泡發(fā)光。
學生:電路A,可任意減少一個開關(guān)。電路B,有個開關(guān)不能減少。
讓學生親自動手操作,體驗兩種電路的不同,激發(fā)他們探索的興趣。
(2)講授新課。實驗與理論相結(jié)合,不斷進行總結(jié),才能提煉出真理。
在學生經(jīng)過引入新課時的實驗探索后,讓三名學生在黑板上分別畫出兩個燈泡是串聯(lián)和并聯(lián)的情況。在對學生畫出的電路圖進行點評后,指出哪種電路是串聯(lián),哪種是并聯(lián)。緊接著讓學生對照電路圖,將實驗器材連接起來。
教師:串聯(lián)電路如何連接,電流如何流動?
學生:首尾連接,電流從電源正極出發(fā),經(jīng)一條路經(jīng),流回負極。
教師:斷開開關(guān),擰掉一個燈泡,再閉合開關(guān),電路有什么變化。
學生:電路中,剩下的燈泡也不再發(fā)光。
教師:換作并聯(lián)電路,以上結(jié)果有什么變化?
學生:首首相連,尾尾相接;電流流經(jīng)的路徑不只一條;擰掉一個燈泡后,不影響另一個燈泡的發(fā)光情況。
讓學生簡單總結(jié)串并聯(lián)的不同,教師點評補充。教師舉出生活中與“串并”兩字相關(guān)的詞語,幫助學生理解。例如“串門”、“串串香”、“并列”、“并排”。
讓學生舉出生活中電路是串聯(lián)和并聯(lián)的實例,并說明理由。
串聯(lián)電路:節(jié)日小彩燈。
并聯(lián)電路:家庭電路。
3.隨堂練習。
(1)有三個開關(guān)S1,S2,S3和兩燈泡L1和L2,如圖2連接,則:
圖2
①閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,S3,兩燈泡L1、L2的連接方法是_____;
②斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,S3,兩燈泡L1、L2的連接方法是____;
解析:充分理解開關(guān)的作用,當開關(guān)斷開時,電流不會經(jīng)過斷開的開關(guān),即作為斷路處理。教會學生簡化電路圖。當閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,S3,電路圖可簡化為圖3的情況。簡化后,就能輕易判斷電路的連接方式為串聯(lián)。當斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,S3,電路圖可簡化為圖4的情況。簡化后,發(fā)現(xiàn)此時開關(guān)S3控制燈L1,而S2是控制整個電路的,所以燈L1和L2是并聯(lián)的。由此可發(fā)現(xiàn)當題目中出現(xiàn)的開關(guān)過多時,可根據(jù)所給條件,對電路進行簡化后,得出簡化后的電路圖,再進行分析判斷。
圖3
(2)如圖5所示的電路中,當閉合開關(guān)S1和S2,三燈的連接方法是____。斷開開關(guān)S1和S2,三燈的連接方法是____。
圖5
解析:對于此題,首先也根據(jù)提議對電路圖進行簡化。當閉合開關(guān)S1和S2時,得到的簡化圖如圖6,此時的電路圖還是不易得出燈泡間的連接方式。故這里還要采取畫等效電路圖的方法:從正極出發(fā),將所有節(jié)點依次標上a、b、c、d……,直到負極。根據(jù)只有導線時,無電壓降,所以導線兩端的節(jié)點等效。此時從圖6中我們可以發(fā)現(xiàn)a與b等效,c與d等效,所以經(jīng)過分析后,我們得到如圖7的等效電路圖。這時就能輕易判斷出三個燈泡的連接方式為并聯(lián)。當斷開開關(guān)S1和S2時,得出的簡化圖見圖8,直接能判斷出三個燈泡的連接方式為串聯(lián)。
圖6
圖7
圖8
4.課后練習。動手動腦學物理1-3。
本文的教學設(shè)計首先加入了預習這一重要步驟,其次利用實驗激發(fā)學生的求知欲,并讓學生通過預習獲得的知識,結(jié)合觀察實驗,與同學間的討論,由教師引導,逐步理解并掌握串并聯(lián)的異同。經(jīng)由隨堂練習與課后練習鞏固這一知識內(nèi)容。