摘要:文章針對(duì)初中生在電路問(wèn)題解決過(guò)程中常見(jiàn)的概念誤區(qū)提出相應(yīng)的糾正策略,通過(guò)分析蘇科版初中物理電路試題,總結(jié)學(xué)生易混淆的概念,如電壓與電流的關(guān)系、電阻的串并聯(lián)等.在此基礎(chǔ)上,從加強(qiáng)物理情境建模、突出關(guān)鍵概念辨析、拓展解題思路等方面提出糾正策略,以提高學(xué)生解決電路問(wèn)題的能力.
關(guān)鍵詞:初中物理;電路問(wèn)題;概念誤區(qū)
中圖分類(lèi)號(hào):G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008-0333(2025)08-0068-03
收稿日期:2024-12-15
作者簡(jiǎn)介:龔志堅(jiān),本科,中學(xué)一級(jí)教師,從事中學(xué)物理教學(xué)研究.
電路知識(shí)是初中物理的重點(diǎn)和難點(diǎn),學(xué)生在解決電路問(wèn)題時(shí),需要靈活運(yùn)用電壓、電流、電阻等基本概念.但在實(shí)際教學(xué)中,不少學(xué)生對(duì)這些概念理解不到位,容易形成誤區(qū),影響解題效果.因此,有必要梳理學(xué)生易混淆的電路概念,提出針對(duì)性的糾正策略.
1初中生電路問(wèn)題解決中的常見(jiàn)概念誤區(qū)
1.1電壓與電流的關(guān)系
初中生在學(xué)習(xí)電路知識(shí)時(shí),常常對(duì)電壓和電流的關(guān)系產(chǎn)生誤解.一種常見(jiàn)的誤區(qū)是“電壓越大,電流一定越大”,忽略了電阻對(duì)電流的影響.還有學(xué)生認(rèn)為“電壓是電流傳輸?shù)膭?dòng)力”,混淆了電壓的本質(zhì).事實(shí)上,電壓是引起電流的原因,但電流的大小還取決于導(dǎo)體的電阻[1].按照歐姆定律,電流與電壓成正比,與電阻成反比.學(xué)生應(yīng)通過(guò)公式理解三者的關(guān)系,電壓一定時(shí),電阻越大,電流越小;電阻一定時(shí),電壓越大,電流越大.
1.2電阻的串并聯(lián)關(guān)系
電阻的串并聯(lián)關(guān)系是學(xué)生學(xué)習(xí)電路時(shí)容易混淆的概念.一些學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路中各處電流相等、并聯(lián)電路中各支路電壓相等的規(guī)律理解不夠深入;還有學(xué)生在計(jì)算串聯(lián)和并聯(lián)電阻的等效電阻時(shí),不能靈活運(yùn)用公式,甚至將兩種情況的公式相混淆.為避免此類(lèi)誤區(qū),教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比串聯(lián)和并聯(lián)的異同,借助電路圖分析電流、電壓的分配規(guī)律,并結(jié)合生活實(shí)例闡明串并聯(lián)的應(yīng)用場(chǎng)景.
1.3其他常見(jiàn)誤區(qū)
學(xué)生在分析閉合電路時(shí),常常忽視電路的完整性,遺漏電源或開(kāi)關(guān)的作用;在識(shí)別路端電壓時(shí),沒(méi)有意識(shí)到其與電源兩端電壓相等;在比較電表改裝后量程和分辨率的變化時(shí),對(duì)倍率的理解出現(xiàn)偏差;在理解電功率時(shí),忽視了它與電壓電流的關(guān)系等.為幫助學(xué)生厘清誤區(qū),教師應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生分析電路的系統(tǒng)思維,通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練提高學(xué)生運(yùn)用電學(xué)規(guī)律的能力,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)定量分析電路中的物理量關(guān)系.
2概念誤區(qū)形成的原因分析
2.1日常錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生影響
學(xué)生在學(xué)習(xí)電路知識(shí)之前,已經(jīng)在生活中積累了一些與電有關(guān)的經(jīng)驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)來(lái)自日常用電器的使用,如電燈、電風(fēng)扇等.學(xué)生在操作這些電器時(shí),能直觀感受到通電與斷電現(xiàn)象,但對(duì)其中的物理原理缺乏深入理解,當(dāng)學(xué)生將這種不完整的經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比到電路學(xué)習(xí)中時(shí)就容易產(chǎn)生偏差.例如,學(xué)生可能認(rèn)為電路中的電流像水流一樣,可以被“阻塞”或“消耗”,這種認(rèn)識(shí)顯然與實(shí)際相悖.又如,學(xué)生在日常生活中接觸的電器都是并聯(lián)的,這容易讓學(xué)生誤認(rèn)為電路只有并聯(lián),而忽視了串聯(lián)的情形[2].為避免這種情況,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生審慎對(duì)待已有經(jīng)驗(yàn),學(xué)會(huì)從物理學(xué)視角去重新審視電路現(xiàn)象,在科學(xué)概念的指導(dǎo)下擴(kuò)展、修正已有經(jīng)驗(yàn).
2.2概念間聯(lián)系的復(fù)雜性
電路知識(shí)涉及多個(gè)物理概念,如電流、電壓、電阻、功率等,這些概念之間存在錯(cuò)綜復(fù)雜的聯(lián)系.表面上看,電流與電壓都是描述電路狀態(tài)的物理量,但實(shí)質(zhì)上兩者在概念內(nèi)涵上有明顯區(qū)別:電流強(qiáng)調(diào)導(dǎo)體中電荷定向移動(dòng)的宏觀效應(yīng),而電壓強(qiáng)調(diào)導(dǎo)體兩端電勢(shì)的差異.如果學(xué)生忽視兩個(gè)概念的內(nèi)在區(qū)別,就容易將它們混為一談.電阻定律反映了電阻率、導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積與電阻之間的關(guān)系,學(xué)生如果沒(méi)有理解這層內(nèi)在聯(lián)系,就無(wú)法真正掌握電阻概念的物理內(nèi)涵,甚至?xí)㈦娮璧韧趯?dǎo)體的某種物理性質(zhì).電路中多個(gè)物理量之間的復(fù)雜聯(lián)系,客觀上增加了學(xué)生理解概念的難度.
2.3解題策略的局限性
解題策略如套用公式、化簡(jiǎn)電路等可幫助學(xué)生快速解題,但過(guò)度依賴(lài)會(huì)導(dǎo)致思維局限.學(xué)生可能只關(guān)注數(shù)值而忽視電路結(jié)構(gòu),或機(jī)械套用公式而不理解適用條件.這種\"只見(jiàn)樹(shù)木,不見(jiàn)森林\"的做法使學(xué)生脫離具體情境,缺乏整體把握,尤其在面對(duì)非常規(guī)問(wèn)題時(shí)束手無(wú)策.過(guò)于機(jī)械、僵化的思維方式反而加劇概念理解偏差.為克服這一局限性,學(xué)生應(yīng)在掌握基本解題方法的同時(shí),學(xué)會(huì)舉一反三,在多樣化問(wèn)題情境中靈活運(yùn)用所學(xué)概念,發(fā)展創(chuàng)新性思維.這樣不僅能提高解題能力,還能深化對(duì)電路概念的理解.
3糾正電路問(wèn)題中概念誤區(qū)的策略
3.1加強(qiáng)物理情境建模,厘清概念內(nèi)涵
為幫助學(xué)生厘清電路問(wèn)題中的概念誤區(qū),首先應(yīng)加強(qiáng)物理情境建模的訓(xùn)練.教師可引導(dǎo)學(xué)生將抽象的物理概念與具體的物理情境關(guān)聯(lián)起來(lái),通過(guò)情境分析厘清概念的內(nèi)涵.例如,可讓學(xué)生在實(shí)際或虛擬的電路搭建中,觀察電流表和電壓表的示數(shù)變化,感受電流、電壓、電阻三者之間的關(guān)系,或借助多媒體動(dòng)畫(huà)模擬電流、電壓的物理本質(zhì),幫助學(xué)生理解微觀層面的電子運(yùn)動(dòng)與宏觀電路的關(guān)系.
3.2突出關(guān)鍵概念辨析,把握概念外延
電路分析時(shí)涉及的概念繁多,學(xué)生容易混淆一些關(guān)鍵概念.因此,在教學(xué)中應(yīng)突出這些容易混淆的關(guān)鍵概念,加強(qiáng)概念辨析,幫助學(xué)生把握概念的外延.例如,可通過(guò)比較法闡明電壓與電勢(shì)、電功與電功率的區(qū)別;通過(guò)類(lèi)比法說(shuō)明理想電源與實(shí)際電源內(nèi)阻的差異;通過(guò)歸納法總結(jié)影響電阻的因素.在概念辨析時(shí),可運(yùn)用表格、思維導(dǎo)圖等方式,用簡(jiǎn)潔的文字或圖示呈現(xiàn)概念間的區(qū)別與聯(lián)系,方便學(xué)生梳理和記憶.
3.3拓展解題思路,靈活運(yùn)用概念
電路問(wèn)題的解題過(guò)程實(shí)質(zhì)上是物理概念運(yùn)用的過(guò)程.學(xué)生在解題時(shí),不僅要掌握基本的解題策略,如列方程、化簡(jiǎn)等,更要學(xué)會(huì)根據(jù)題目要求靈活選取恰當(dāng)?shù)奈锢砀拍?為此,教師應(yīng)拓展學(xué)生的解題思路,提高運(yùn)用概念的靈活性.一方面,可引導(dǎo)學(xué)生用不同的方法解決同一問(wèn)題,在對(duì)比中認(rèn)識(shí)不同解法的特點(diǎn)與優(yōu)劣;另一方面,應(yīng)加強(qiáng)非常規(guī)問(wèn)題的訓(xùn)練,如開(kāi)放性問(wèn)題、實(shí)踐類(lèi)問(wèn)題等,引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)情境中感悟概念的應(yīng)用價(jià)值[3].在解題過(guò)程中,應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生嘗試多種思路,通過(guò)合理假設(shè)、去繁就簡(jiǎn)等策略,化難為易,提高解題效率.
3.4分析典型例題(以蘇科版電路試題為例)
3.4.1題目呈現(xiàn)
題目如圖1所示,電源電壓為6 V保持不變,電阻R1=5 Ω,變阻器R的最大阻值是10 Ω.求電流表的示數(shù)變化范圍.
圖1電路圖3.4.2學(xué)生易犯的錯(cuò)誤
在解答這道滑動(dòng)變阻器電路的問(wèn)題時(shí),學(xué)生容易犯以下幾類(lèi)錯(cuò)誤:一類(lèi)錯(cuò)誤是忽視了滑動(dòng)變阻器阻值的變化范圍,隨意給出滑片P的位置.這表明學(xué)生沒(méi)有認(rèn)真審題,沒(méi)有通過(guò)題干得出滑動(dòng)變阻器阻值范圍是 0~10 Ω 這一關(guān)鍵信息.另一類(lèi)錯(cuò)誤是只考慮了滑動(dòng)變阻器的阻值變化,而忽視了與之串聯(lián)的定值電阻的作用.這反映出學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路分壓關(guān)系理解不夠透徹,沒(méi)有意識(shí)到滑動(dòng)變阻器和定值電阻兩者的阻值變化都會(huì)影響電路的總電阻,進(jìn)而影響電路中的電流大小.還有一類(lèi)錯(cuò)誤是學(xué)生雖然能夠認(rèn)識(shí)到電阻與電流的關(guān)系,但對(duì)這種關(guān)系的理解還不夠準(zhǔn)確,因而錯(cuò)誤地估計(jì)了滑片P移動(dòng)的方向和距離.
3.4.3糾正策略
針對(duì)學(xué)生在解答滑動(dòng)變阻器電路問(wèn)題中易犯的錯(cuò)誤,首先,要引導(dǎo)學(xué)生明確電路的組成,識(shí)別滑動(dòng)變阻器和定值電阻是串聯(lián)關(guān)系,這是解題的基礎(chǔ).然后,要指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)題目所求信息,運(yùn)用歐姆定律列出方程進(jìn)行求解,這是解題的關(guān)鍵.最后,還要引導(dǎo)學(xué)生深入思考電阻增大、電流減小的內(nèi)在聯(lián)系,理解阻值變化與電流關(guān)系的物理本質(zhì),加深對(duì)歐姆定律的概念理解,這是解題的升華.總之,這些糾正策略的實(shí)施,能夠幫助學(xué)生突破解題障礙,掌握解題方法,提高解題能力,優(yōu)化解題思路,最終達(dá)到深化電學(xué)概念理解、提升物理學(xué)科素養(yǎng)的目的.
4糾正電路問(wèn)題中概念誤區(qū)的建議
4.1重視概念的辨析
電路教學(xué)中,學(xué)生對(duì)物理概念的理解程度直接影響解題效果.物理概念看似簡(jiǎn)單,實(shí)則內(nèi)涵豐富.學(xué)生在初次接觸概念時(shí),常常只停留在感性認(rèn)知階段,缺乏對(duì)概念內(nèi)在屬性與外延邊界的深入思考.如果學(xué)生對(duì)概念一知半解,就容易在問(wèn)題解決中出現(xiàn)偏差.電路教學(xué)中,教師應(yīng)重視引導(dǎo)學(xué)生對(duì)概念進(jìn)行辨析,識(shí)別不同概念的異同點(diǎn),厘清概念間的邏輯關(guān)系.教師可設(shè)計(jì)一些比較類(lèi)、辨析類(lèi)的練習(xí),訓(xùn)練學(xué)生的概念區(qū)分能力.在此基礎(chǔ)上,還要引導(dǎo)學(xué)生在問(wèn)題情境中感悟概念的實(shí)際應(yīng)用,加深概念理解的深度.通過(guò)反復(fù)的概念辨析與內(nèi)化過(guò)程,學(xué)生才能真正掌握電路中的關(guān)鍵概念,并在實(shí)踐中靈活加以運(yùn)用.
4.2提高學(xué)生運(yùn)用概念的能力
電路知識(shí)的學(xué)習(xí)離不開(kāi)實(shí)踐.學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程中,不僅能加深對(duì)物理概念的感性認(rèn)知,還能學(xué)會(huì)利用概念指導(dǎo)實(shí)踐、解決問(wèn)題.電路教學(xué)中,教師應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,為學(xué)生提供親身體驗(yàn)的機(jī)會(huì).教師可引導(dǎo)學(xué)生參與電路的設(shè)計(jì)與搭建,通過(guò)實(shí)際操作體驗(yàn)電學(xué)概念的真實(shí)內(nèi)涵.學(xué)生在連接電路、測(cè)量數(shù)據(jù)的過(guò)程中,能直觀感受電壓、電流、電阻的關(guān)系,深化對(duì)概念的理解.同時(shí),面對(duì)實(shí)踐中的問(wèn)題,學(xué)生還要學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用所學(xué)概念尋求解決方案,在概念的應(yīng)用中強(qiáng)化解題能力.
4.3提高識(shí)別與糾正誤區(qū)的意識(shí)
學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生誤區(qū)在所難免,關(guān)鍵是教師要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正.教師應(yīng)在日常教學(xué)中密切關(guān)注學(xué)生表現(xiàn),捕捉潛在偏差,通過(guò)分析作業(yè)和測(cè)驗(yàn),總結(jié)誤區(qū)規(guī)律,備課時(shí)針對(duì)性設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),直擊學(xué)生思維薄弱點(diǎn),課堂上敏銳覺(jué)察概念理解偏差,耐心引導(dǎo)澄清,培養(yǎng)自我糾錯(cuò)習(xí)慣,課后及時(shí)了解知識(shí)消化情況,有效回訪糾正.教師還需持續(xù)反思,提高識(shí)別糾正誤區(qū)的意識(shí)和能力,才能幫助學(xué)生掃除概念障礙,優(yōu)化電路學(xué)習(xí).這要求教師在課前、課中、課后全方位關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程,不斷改進(jìn)教學(xué)策略,實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化.
5結(jié)束語(yǔ)
幫助學(xué)生厘清電路問(wèn)題中的概念誤區(qū),不僅有助于提高解題效率,而且對(duì)學(xué)生理解電學(xué)知識(shí)大有裨益.教師應(yīng)在教學(xué)實(shí)踐中不斷總結(jié),因材施教,提高學(xué)生運(yùn)用物理概念分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展.
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[責(zé)任編輯:李璟]