“科學探究:串聯和并聯電路的電流”教學設計

摘要:本文根據新課程改革的理念設計了一個“探究串聯和并聯電路的電流”的教學設計。

關鍵詞:串聯電路;并聯電路;電流;教學設計

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2010)3(S)-0074-4

1 教材分析

本節課主要的教學內容是“司南版”義務教育課程標準實驗教科書物理9年級第十三章《了解電路》的第四節，主要包括電流的初步概念、電流表的使用和探究串聯和并聯電路電流的特點。

本節課是在學習了電路的基本知識的基礎上，進一步通過實驗探究的方式學習探究電路的基本方法和基本知識。在探究串聯和并聯電路的電流特點的過程中，學會正確使用電流表的方法，感知電流的強弱，體會實驗探究的方法，培養學生實事求是的科學態度。本節課不僅是對電路知識的深入學習，也是以后學習的重要基礎，是電學中很重要的實驗探究課之一。

2 學情分析

對串聯和并聯電路中的電流特點的實驗探究，是學生學習電學知識后第一次進行的定量的探究實驗。由于跟力、熱探究實驗的特點不盡相同，所以應在電路連接、操作記錄、分析論證等環節提出嚴格要求，培養學生實事求是的科學態度。

3 設計思路

對于本節課的教學內容教材是這樣安排的:首先是電流概念、單位及單位換算，然后是怎樣使用電流表，最后是對串并聯電路的電流特點的探究。這樣安排，知識的系統性雖好，但不符合學生的認知規律，也不能很好地挖掘學生的潛能，因此筆者對這節課的教學內容進行了大膽的整合:讓學生從動手連接串并聯電路開始，既復習了前節課學過的知識，又能激發學生自主探究的興趣，還為電流概念的感知和測量打下基礎;進而引導學生對串聯和并聯電路的電流特點進行探究，在探究過程中學會正確使用電流表并感知電流的強弱;最后在學生對電流概念感知的基礎上介紹電流的概念，歸納總結電流的單位及電流表使用規則和注意事項，鞏固所學知識。

4 教學重點和難點

學會正確使用電流表。

5 教學目標

(1)經歷探究串聯和并聯電路的電流的過程，了解串聯和并聯電路的電流特點。

(2)在實驗探究的過程中，學會正確使用電流表測電流。

(3)通過實驗探究，感知電流的大小;在感知電流大小的基礎上，知道電流的初步概念。

(4)通過探究串聯和并聯電路的電流，培養學生科學探究的基本能力，并滲透“等效”“類比”等科學方法。

6 教學方法

任務驅動法、實驗探究法。

7 教學用具

學生電流表一只、小燈泡兩只、電源一個、開關一個、導線若干，共備18套。

8 教學過程

8.1 創設情境，激發興趣

對應的知識點:電流的感知。(由感性認識到理性認識)

師:同學們，上一節我們學習了串、并聯電路，我給大家準備好了器材，靠墻的兩排連接串聯電路，中間兩排連接并聯電路?，F在我們比賽，看哪組做的最快、最好，現在開始!

生:迅速動手連接電路。

(學生兩人一組，共18組。通過簡單電路連接的競賽，既復習了上節課所學知識，又激發了學生的學習興趣。)

師:××同學組最快，××同學組的燈也亮起來了，越來越多的組完成了電路連接。好，都做得不錯。

師:大家觀察一下，燈泡亮度一樣嗎?

生甲:燈泡不一樣亮。

生乙:一樣亮，我組串聯。

生丙:我組也是串聯但不一樣亮。

師:看來大家觀察到的情況不一樣。那我們想一下，為什么燈泡亮度會有不同呢?

生丁: 我想是電流不同導致的。

生戊:我想是離電源遠近不同導致的。

生己:我想是燈泡不同導致的。

(讓學生能夠感覺到電流不同;依學生現有的基礎，多數學生也只能說出電流)

師:好，大家的思維很活躍!燈泡亮度與什么有關。在今后的學習中我們會搞清楚。既然大家感覺與電流有關，那我們猜想一下，電路中的電流會是怎樣的呢?

8.2 設疑擊思，點撥探究

對應知識點:電流表的使用，串聯和并聯電路各處的電流關系

師:圖1是一個由兩個燈泡組成的串聯電路的電路圖。根據你在實驗中的觀察，你認為電路中a、b、c三處的電流大小是怎樣的呢?說出你的猜想和猜想的依據。

生甲:相等;電流只有一條路徑，沒有損耗。

生乙:a處的電流大于b處的電流大于c處的電流;電流通過用電器會消耗掉一些。

生丙:我同意乙的觀點，不過我認為金屬導體中的電流是電子定向移動形成的，所以實際上是從負極出來先經過c處再經過b處再經過a處，應該是a處的電流最小，c處的電流最大。

生丁:a處、b處、c處電流相等，就像水管中的水在管中流動，不可能越流越少。

……

(學生討論激烈)

(只有解放思想，才能讓學生充分發表自己的見解，去大膽猜想)

師:很好，同學們一下子提出這么多的猜想。怎樣才能知道哪種猜想是正確的呢?要驗證你們的猜想，最需要解決的問題是什么?

生:想辦法測出電流的大小。

(讓學習電流表的使用方法成為學生的內在需求)

師:對。只有測出電路中各處的電流，才能驗證你們的猜想。怎么測呢?

生:電流表。

師:對。就是你們課桌上放著的、帶指針和刻度盤的那個儀器，它怎么使用呢?

師:請你們翻開課本P54~P55，看電流表的使用說明和使用方法。把你認為重要的記在筆記本上。

學生認真看書，記筆記。

(這里采用閱讀說明書的形式，讓學生學會使用一種新儀表的一般方法)

師:通過看書，我們知道電流表就是用來測定電路中電流大小的儀表，它在電路中的符號是○A。對于電流表的使用，你認為最重要的有哪些?

生甲:連接。

生乙:讀數。

師:對。連接和讀數。電流表怎樣連入電路?

生甲:串聯。

生乙:“+”入“-”出。

師:還有什么必須注意的嗎?

生丙:不能直接接到電源上。

師:很好。讀數呢?

生:看量程、找示數、再讀數。

師:知道了電流表的使用方法，我們先來探究一下，在只有一個燈泡的電路中，電流流過燈泡前后是否會發生變化?

師:誰來說一下實驗方案?

生:把電源、開關和燈泡用導線連接起來，第一次將電流表接在開關和燈泡之間，閉合開關讀出電流表的讀數;第二次再將電流表接在電源和燈泡之間，閉合開關讀出電流表的讀數。比較兩次電流表的讀數，看是否相等。

(循序漸進，練習電流表的連接和讀數)

教師畫圖演示，讓學生嘗試連接測量并將數據記錄在下表中。

學生開始分組實驗，教師巡回指導，及時糾正學生的錯誤。

師:根據你測得的實驗數據，歸納出你的結論。分析數據要實事求是，不能隨意改。得出結論后小組之間進行交流。

師:交流討論的結果怎么樣?

學生思考、歸納、交流、討論得出結論。

生:串聯電路中各處的電流相等。

師:很好。不同的電路，所用的電源不同，電流大小也可能不同，但電流的關系是一樣的，即:串聯電路中各處電流都相等。如果我們用字母I表示電流，則上述關系可寫作:Ia=Ib=Ic。

師:接下來，我們在以上探究的基礎上，繼續探究并聯電路的電流特點。

師:圖2是由兩個燈泡組成的并聯電路的電路圖。根據前面實驗得出的結論，你能知道哪幾處的電流關系?

生:Ib=Id，Ic=Ie。

師:好，Ia與If會有什么關系呢?

生:也應該相等。

師:為什么Ia=If?我們只要把L1、L2并聯的部分看成一個用電器，由實驗1的結論就可得出Ia=If。

師:既然這樣，我們要研究并聯電路中各處的電流特點，可以選哪些點進行研究呢?

生甲:可以選a、b、c。

生乙:可以選d、e、f。

師:可否選a、d、e或b、c、f呢?

生:可以。

(復習鞏固前面的探究結論，同時滲透“等效”的觀點。)

師:現在我們就以a、b、c三處為例進行研究。你認為并聯電路中a、b、c三處的電流大小關系是怎樣的呢?說出你的猜想和猜想的依據。

生甲:圖2電路中，a處電流既大于b處又大于c處;感覺a處的電流分成b處、c處兩部分吧!

生乙:既然這樣，a處電流就應等于b處與c處電流之和。

師:還有其他的猜想嗎?

師:各小組討論，提出自己的實驗方案。

生:首先按圖2所示電路連接電路，然后依次將電流表接在電路中的a、b、c處，讀出電流表的讀數，再比較它們之間的關系看看哪種猜想是正確的。

師:說得很好。實驗時注意:連接電路時，開關要斷開;電流表串聯在電路中，“+”進“-”出。量程都用00.6A的。開始實驗，并把實驗數據記錄在表格中。

生:小組合作，動腦動手。

師:根據你們測得的實驗數據，歸納出你們的結論。然后各小組之間交流一下。

小組間進行交流。

師:交流討論的結果怎么樣?

生甲:并聯電路中，干路電流大于支路電流。

生乙:干路電流等于各支路電流之和。

師:寫出表達式，就是:Ia>Ib，Ia>Ic;Ia=Ib+Ic。

師:剛才，我看到有的組的實驗結果并不嚴格符合Ia=Ib+Ic。這是因為測量中存在著誤差，誤差是不可避免的。用我們這樣的器材，大家已經做得很好了。祝賀大家!

(及時且恰如其分的表揚可使學生產生成功的愉悅)

8.3 拓展延伸，歸納升華

師:前面，我們一直在研究串、并聯電路中的電流，那什么是電流呢?

師:就像水管中的水向一定方向流動能形成“水流”一樣，導體中的電荷向一定方向移動就形成“電流”。我們知道，水流的大小可以用“流量”來表示，流量就是每秒通過水管中任一橫截面的水的多少;同樣，不同用電器工作時的電流強弱不同，在物理學中用每秒通過導體任一橫截面的電荷量來表示電流的強弱，叫做電流。用字母I來表示。

(滲透類比的方法)

師:電流的國際單位是安培，簡稱安，符號是A;比安小的單位有毫安(mA )和微安(μA)。

師:在電流的定義中，電荷量就是電荷的多少，用符號Q來表示，它的國際單位是庫侖(C)。你能寫出電流的定義式嗎?我們過去學過的知識中有沒有類似的公式?

生:思考，嘗試寫出電流的定義式。

(對電流的定義式不必做過高要求)

師:好。公式的形式有點像速度公式或功率公式。以上就是我們這節課的主要內容。

師:現在我們回顧這節課的主要內容。

學生總結回答。

師:同學們，在實驗中我們遇到了很多問題，有的同學把電流表接反了，有的同學量程選用不當，通過大家一塊討論及思考，我們完成了目標，所以我們要多總結實驗中出現的問題，為以后電學實驗打下堅實基礎。

師:對于本節課，大家還存在什么疑問?還想知道什么問題呢?

生:既然串聯電路中各處的電流相同，為什么兩個燈泡的亮度不一樣呢?

生:用同樣的電源，分別接上兩個不同的燈泡時，為什么電路中的電流不同呢?

師:同學們提出的問題很有深度，這些問題提得很好，請同學們在課下繼續交流探討，在以后的學習中我們會繼續探究并解決這些問題。

8.4 作業布置

(1)復習電流表的正確使用方法和串聯與并聯電路的電流特點，并整理到筆記本上。

(2)將教材P58課后練習做到作業本上。

9 課后反思

在課堂教學中如何將學習內容的掌握轉換成學生的內在需求，是教師創設情境是否成功的重要標志;教師能否將教學內容還原成一個有探究價值的問題是科學探究課設計的核心問題。因此，本節課的設計大膽擯棄了先講解后探究的做法，是因為那樣的探究更像是走過場，學生探究的主動性、自發性蕩然無存。

從本節課的教學目標就能看出來，此設計淡化知識本位、突出探究過程。通過“探究串聯和并聯電路的電流特點”這一具體任務的完成，使學生學會并熟練地使用電流表，并從中受到科學方法和科學態度的熏陶。

探究是人一種與生俱來的本能，只要創設出合適的情景，激發起學生探究的欲望，會達到事半功倍的效果。正因為如此，多數教學設計中都采用兩個課時，在本設計中是用一課時完成。

當然，這種嘗試在平時的教學中很少采用，更多的原因可能是由于知識落實不如傳統教學扎實，并且這樣授課對教師的要求也更高些，弄不好就會有費力不討好之嫌。既然教育要“以人為本”“以學生發展為本”，愿本文能起到拋磚引玉的作用，有更多的老師真正的投入到課程改革大潮中。

(欄目編輯張正嚴)