以“串聯和并聯”教學為例談如何培養學生學會根據概念解決問題

摘要：學習的目的是為了應用，利用概念去解決實際問題的過程，也是完善和深化理解概念的過程，是學習概念的不可缺少的一個環節.本文以“串聯和并聯”教學為例，闡述了教師應如何培養學生學會根據概念解決問題的思維習慣.

關鍵詞：串聯和并聯；閉合回路；概念；解決問題

作者簡介：陳明芬（1974-），女，福建，大學本科，學士，中學一級，主要研究方向：初中物理教學.“串聯和并聯”是義務教育課程標準實驗教科書（人教版）九年級第15章《電流和電路》第三節的內容，在電學中起著承上啟下的重要作用，是以后學習電學的基礎.在以往教學中，一般都是這樣引入：要想讓兩個小燈泡都發光，你有幾種接法？設想學生能用串并聯兩種接法，但大部分學生只會用串聯的接法，只有極少數學生用并聯的接法.從學生的角度來說，因為之前學過只有一個用電器的連接，所以就憑直覺把燈一個一個串起來.這反映學生可能沒有理解：“要使用電器工作，則用電器必須與電源組成閉合回路”這個概念.

在教科書第15章第二節“電流和電路”中有這樣一句話：實驗結果表明，要想讓小燈泡亮、電動機轉、蜂鳴器發聲，必須要有電池，還要用導線將它們與電池連接成閉合的回路.閉合回路是電學的一個基本概念，從基本電路到串并聯電路，還有接入電流表的學習，實際上都在培養學生用閉合回路的概念分析問題，可以說這個概念貫穿電學的學習.教師應該如何培養學生學會根據概念解決問題的能力，為以后更深入地學習電學知識打下扎實的基礎呢？

1幫助學生建構閉合回路的概念

杜威認為若要教給學生“地球是圓”這概念，有兩種教學方式：第一種直接把地球比喻為籃球，讓學生記住地球是圓的.這種教學只是讓學生記住地球是圓的，這“地球是圓”的建構是沒有證據的.學生并沒有真正理解“地球是圓”.第二種教學方式是給出各種的證據，如：“在海邊我們已看不到船身還能看到旗桿”；“月食時，在月亮上的投影是圓形”.通過分析這些證據讓學生明白地球是圓的.這樣的教才叫有證據，學生也才可能理解概念.（摘自2014年廣州市義務教育階段畢業生學業水平考試物理質量分析報告）

所以在幫助學生建構閉合回路這個概念時，教師要循序漸進，采用恰當方法自然地引入.在第二節的學習中，學生知道電流產生的條件：（1）有電源；（2）電源和用電器要形成閉合回路.第三節從“溫故”開始，教師若提問學生：“電流產生的條件是什么？”學生能說出正確答案，這是學生理解了還是記住了這個條件呢？教師無法判斷.若采用習題的形式，就能起到一舉兩得的目的.先從“如何使一個燈泡發光？”引入，讓學生連接實物圖（圖1），在虛線框內畫出對應的電路圖，并在電路圖中標出電流的路徑（方向）.

教師通過講電流方向提出閉合回路的概念，讓學生知道：燈亮就是使燈和電源形成閉合回路.這時再問：若在原來的基礎上再給一個燈泡，要使兩個燈泡都發光，你有幾種接法？基礎好的學生可能就想到并聯的接法，但若學生還是想不到，這時教師再把問題明確：在共用一個電源的條件下，讓每個燈都與電源構成閉合回路，可以嗎？這樣學生就更容易想到并聯的接法.引導學生小結：兩燈的連接可以是兩個燈泡串在一起與電源形成閉合回路，即串聯；也可以讓每個燈泡與電源形成閉合回路，即并聯.這樣引入的目的，既能讓學生有機會應用學過的知識，又能自然地想到并聯的接法，做到“溫故知新”， 使知識系統連貫，便于學生理解和掌握，產生良好的教學效果.

2培養學生用閉合回路的概念解決問題.

讓學生掌握概念，不是老師說一次或學生練一次就可以的，學生在學習物理概念以后，老師需要創設一些情景，[1]讓學生有更多的機會運用概念去分析、判斷簡單的物理現象，分析解決一些簡單的實際問題，也就是要把練與學習的需要結合起來.

21利用閉合回路的概念分析串并聯電路的特點.

在探究串聯電路各用電器的關系時，學生要用閉合回路的概念判斷用電器是否工作.教師問：如果一個燈壞了，另一個燈還能亮嗎？學生完成分組實驗后，再用閉合回路的概念來分析驗證：若其中一個燈壞了（斷路），由于這兩個燈串聯，則電源與這兩個燈不能形成閉合回路，所以另一個燈也不亮.得出結論：串聯電路中各用電器之間相互影響.又如探究并聯電路中開關的作用時，則是先用閉合回路概念分析，再分組實驗驗證.若干路的開關斷開，用電器和電源不能形成閉合回路，兩燈都不亮，得出結論：干路開關控制所有的用電器.若其中一條支路開關斷開，電源與這個支路的用電器不能形成閉合回路，所以這個支路的用電器不能工作，即支路開關控制所在支路的用電器.教師引導學生分析第一個圖，之后幾個圖可以讓學生獨立分析，教師從中判斷學生是否掌握這個概念.讓這個概念始終貫穿電路分析中，提高學生分析問題的能力，進一步理解閉合回路概念.皮亞杰認為，新的知識只有納入原有的知識結構中才能被吸收.因此，教育的目標并不在于增加知識量，而在于提高學生對知識的理解能力.

多次訓練目的不是要讓學生機械地記住結論，而是要培養學生在不同的情景里會運用概念來解決問題的習慣.如運用閉合回路來分析電路，學生探究串并聯電路中開關的作用時，要先畫電路圖，然后分組實驗，再進行電路分析（共六次），這樣安排符合初中生的思維特點，從感性走向理性.學生探究串并聯電路中各用電器間的關系時，則反過來，先用電路圖分析（共六次）再分組實驗驗證，由理性再到實踐中去檢驗、應用.經過這樣多次訓練，學生就知道要始終運用閉合回路來分析解決問題了.

22根據閉合的回路概念識別串并聯電路及設計電路圖.

學習物理的目的就是在掌握物理知識的基礎上，學會分析問題的方法，從而運用于實際，使知識從能理解到會運用.

運用閉合回路，可以幫助學生識別串并聯電路.如學完串并聯電路的特點后，老師問：“課室里日光燈是串聯還是并聯？為什么？”若學生答：“并聯，因為有一個燈壞了，其他燈還是亮的.”這樣的回答實際上沒有運用閉合回路這個概念來解決問題.引導學生分析：若有一個燈壞了（斷路），則這個燈與電源不能形成閉合回路，其他燈亮，說明其他燈與電源能形成閉合回路，即日光燈之間沒有互相影響，則說明課室里的日光燈是并聯的.老師還可以在安全的條件下，閉合所有日光燈的開關，燈全亮，松開其中一個燈的觸頭，看其他燈是否還亮，來驗證剛才的分析.

運用閉合回路，可以幫助學生設計電路圖來解決問題.如九年級教科書（人教版）44頁第4題：如圖15.3-9所示，學校有前、后兩個門，在前、后兩個門各裝一個按鈕開關，學校傳達室有甲、乙兩盞燈和電池組.要求：前門來人按下開關時甲燈亮，后門來人按下開關時乙燈亮.請設計電路圖并在實物圖中連線.

根據題意可知：甲、乙兩燈獨立工作，互不影響，所以用并聯.要使“前門來人按下開關時甲燈亮”，則甲燈、前門開關與電源形成一條閉合回路，要使“后門來人按下開關時乙燈亮”，則乙燈、后門開關與電源形成另一條閉合回路，這樣設計出電路圖.然后看著電路圖，連接實物圖，使導線從電源正極出發，連接燈、開關， 回到電源負極，接完一條回路，同樣的方法再接另一條回路.在以后的教學中，教師要培養學生先根據要求設計電路圖，再根據電路圖連實物圖或連接電路的習慣.

23根據閉合回路的概念連接電路.

閉合回路的概念不僅應用在紙筆練習中，也應用在實際的電路連接中，尤其是學生在進行分組實驗時，也要有閉合回路的概念指導其連線及查接線錯誤.

其實學生在連接串并聯電路的過程中，也在不停地運用閉合回路概念，這樣做有利于基礎知識、基礎技能的掌握.加涅把學生習得的五類結果（言語信息、智慧技能、認知策略、態度和動作技能）作為學生后天習得的素質.[2]根據電路圖連接電路，就屬于動作技能.動作技能的學習需要學生充分的體驗和在得到反饋消息后多次反復操作練習，才能熟練掌握.費茨和波斯納將動作技能的形成分為認知、聯系形成、自動化三個階段，即教師在教學過程中， 第一階段要做示范動作，并對動作進行講解，第二階段學生要模仿動作，第三階段學生通過多次練習使動作熟練.[3]并聯電路的連接是本節難點，老師要做出正確的示范，學生要模仿老師連接電路的動作，有正確的動作和習慣，之后又有多次連接電路的練習，這樣使電路連接更熟練，也使閉合回路的概念得到深化.

通過上述的教學安排，學生不但學會畫串并聯電路圖，會根據電路圖連接串并聯電路，而且通過多次反饋訓練培養學生始終根據閉合回路概念解決問題的思維習慣.在概念學習中，有的學生只是記住概念，而沒有形成運用概念解決實際問題的思維習慣，那么在遇到新穎的題目時，往往無從下手.所以教師在教學中應該引導學生經歷運用概念分析問題的過程，培養學生根據概念解決問題的能力，讓學生知道只要緊緊抓住概念分析，問題往往就能迎刃而解.

學過的知識也許會遺忘，但在學習中養成正確的思維習慣，將終生受益，哪怕遇到再新穎的題目，學生也有信心和能力解決.我們在教學中始終教會學生最基礎的知識，也是最有效的教學，這就是物理的簡單之美！

參考文獻：

[1]符東生. 以“簡單機械、機械效率”教學案例反思初中物理實驗教學的有效性[J]. 物理教學，2015，03：32-35.

[2]黃網官. 初中物理：學習結果與條件淺析——基于加涅教學論的思考之一[J]. 教育研究與評論（中學教育教學），2015，05：15-20.

[3]馮家明.物理實驗動作技能的形成過程及教學討論[J].湖南中學物理，2011，07：25-28.·德育教育·