初三物理電路故障教學的研究

袁寶祥

【摘要】電路故障問題是初中物理課程中相對較難的內容，同時也是中考的重點內容.加強初三物理電路故障教學研究，能夠為學生學好電路相關知識、提升課程教學效果提供經驗和參考.本文以提高初中物理課程教學效果為目的，采取案例分析等方法對初三物理電路故障教學進行研究，并從以下幾個方面提出參考建議：重視教學講解，夯實知識基礎；重視實驗指導，促進探究學習；講解典型習題，培養解題能力.

【關鍵詞】初中物理；電路故障；課堂教學

電路故障問題是初中電學部分的重要知識點，也是中考的常考點和易錯點.在考試中，出題者通常會利用選擇題、實驗題等題型來要求學生根據燈泡亮暗和電表的示數變化，判斷電路故障發生的位置.但是，在解題過程中，部分學生由于不會分析電路圖、找不到電流的走向、分析不清電路中各元件之間的連接方式而出現錯誤，導致考試失利.針對此，在初三物理教學指導中，教師應準確把握課程重點、考試要點，整合電路故障教學內容，并采取多元策略對學生進行有效指導.

1 重視教學講解，夯實知識基礎

扎實、準確地掌握基礎知識是考試中正確解答問題的前提.在初三電路故障教學指導中，教師應重視基礎知識教學，通過新課、復習課等不同課型幫助學生掌握、鞏固重點知識，為他們在解題中的靈活運用打好基礎.

例如 蘇科版初三物理上冊“電路初探”這一單元“電路連接的基本方式”這一節內容是在學生學習簡單電路的連接方法以及學會畫電路圖的基礎上，進一步學習有關不同電路的連接方式——串聯和并聯.它既是對前一節內容的深入研究，又為學生學習后面的有關內容做準備，更是為學生分析電路故障問題提供基本原理.因此，教師在新課教學中，應明確教學重點難點，幫助學生準確理解并探究串并聯電路的特點.在課堂探究中，教師在講解基礎知識后，為學生提供串并聯電路實物，并通過各種操作提出問題，引導學生觀察：

（1）閉合開關，觀察分析串、并聯電路中電流路徑有何特點？學生分組實驗，并觀察燈泡發亮的情況，結合教師繪圖，認識到“串聯電路只有一條電流路徑，并聯電路有干路與支路之分”這一特點.

（2）閉合開關，取下其中一只燈泡，觀察另一只燈泡是否仍然發光？學生分組實驗，教師參與其中，通過分析和討論，師生共同總結出“串聯電路中各用電器互相影響，一個用電器發生斷路，所有用電器都不能工作；并聯電路中各用電器互不影響，一個支路的通斷不會影響其他支路用電器的工作”這一特點.

（3）在串并聯電路中，開關控制作用是否相同呢？教師與學生共同展開實驗，并觀察燈泡發亮情況，進而總結出“串聯電路中開關總是控制所有用電器，和它的位置無關；并聯電路中，干路上的開關控制所有用電器，支路開關只控制所在支路的用電器.”這一特點.

在新課教學中，教師把握重點內容，結合實物演示進行知識講解，使學生對串并聯電路中用電器的工作特點以及開關的控制作用的不同形成了更加形象直觀的認識和理解.同時，教師與學生根據實驗現象共同規范總結串并聯電路的特點，促使學生通過感性認識實現理性總結，提高對電路連接的基本方式相關知識的把握，為分析電路故障問題奠定了知識基礎.

在完成新知教學后，教師還可以利用復習課引導學生回顧、鞏固電路知識，幫助學生初步總結電路故障問題，引導學生構建知識體系.

例如 在復習“串聯電路和并聯電路的特點”時，教師利用多媒體展示兩種最基礎的電路圖，并引導學生結合圖示，按照一定的邏輯來回顧、總結電路故障現象及故障判斷的方法.

其中關于串聯電路，總結如下：（1）當兩燈都不亮，則判斷電路斷路.這時可采用電壓表判斷法，即若電壓表有示數，接近電源電壓，則與電壓表并聯的用電器斷路；若電壓表無示數，則另外一個用電器斷路.還可以采用導線判斷法，即用一根導線連接在電路的兩點間，檢查電路故障.電路中原來無電流，用導線連接在電路的兩點間后，若電路中有電流，說明導線連接的兩點間斷路；若電路中仍無電流，則導線連接的兩點以外的電路斷路.（2）當一燈亮一燈不亮，則說明不亮的燈短路.對于并聯電路，若兩燈都不亮，則電路短路或干路斷路；若一燈亮一燈不亮，則不亮的燈斷路.針對串并聯電路中的每一種故障情況，教師都附上相應的習題加以說明，以強化學生記憶，鞏固學生對知識的把握.

綜上，新課講解過程中，教師采取多種方法引導學生感知、生成電學知識，奠定理論基礎；在知識復習中，教師結合電路故障問題引導學生有意識地梳理回顧知識，將理論知識與實際應用初步結合，促使學生有條理地運用所學知識探究判斷電路故障的方法.這樣的教學實踐主要從“雙基”層面對學生進行指導，為他們解決更加復雜的電路故障問題做好準備.

2 重視實驗指導，促進探究學習

實驗是物理學的基礎.在考試中，電路故障問題通常以實驗的方式出現，因此，利用實驗引導學生探究電路、分析電路則是提高教學有效性的必然選擇.在電路故障問題教學中，教師引導學生通過動手實驗找出電路故障并解決問題，可以提高學生學習物理的興趣，提升學習的效率.同時，也可以豐富學生的學習方式，讓學生經歷科學探究過程、掌握科學研究方法、提升創新精神和實踐能力，實現核心素養的綜合發展.

例如 在電路故障復習中，為了讓學生更加準確地掌握串聯電路故障的分析方法，把握串聯電路故障的規律，教師準備了電源、電阻、小燈泡（1個正常、2個斷路、1個短路）、2個定值電阻、電壓表、電流表、導線等實驗器材，引導學生通過分組實驗操作進行具體探究.在實驗導入環節，教師先向學生進行演示：連接好串聯電路，閉合開關后發現小燈泡不亮，檢查電路并未發現連接問題.然后提出問題：“根據所學知識，如果一個電路中連接并未出現問題，那么就應該是用電器發生故障.現在請同學們猜測一下，這一串聯電路可能是發生了什么故障呢？”學生根據實驗現象做出猜測，有的認為是小燈泡斷路，有的則認為小燈泡可能短路.針對學生的不同回答，教師引導他們利用提供的電路元件分組實驗，找出電路的具體故障，并將實驗方法、實驗現象、實驗結論填寫在學案上.

其中負責斷路故障分析的一組按教師給出的電路圖連接完成后，閉合開關，觀察電流表和電壓表的示數、燈泡狀態，最后做出分析：電流為零，電壓為零，小燈泡不亮，則電路故障判斷為小燈泡斷路.根據學生的判斷，教師繼續提問：如果電阻斷路會出現怎樣的情況.學生按要求調整電路，并觀察實驗現象：電流為零、電壓有示數，小燈泡不亮.教師對此進行提示：對比兩種情況，我們發現，只要是斷路故障，電流表都沒有示數.那你們還能具體判斷出是哪一個用電器故障嗎？對比以下兩種情況有什么不同？”學生通過實驗操作繼續觀察分析電壓表的示數，并確定可以通過電壓表有無示數來確定具體的故障元件是在所測范圍以內還是以外.教師肯定了學生的實驗結果，并與學生共同總結：在串聯電路中，當電路中沒有電流時，電路出現斷路故障，再根據電壓表示數情況判斷具體的故障對象.基于同樣的教學思路，教師對負責短路故障分析的各小組進行了指導，讓學生通過實驗也總結出判斷串聯電路故障的規律.

綜上，整堂課在設計上以實驗為主，讓學生自主探究，發揮學生的主觀能動性，探究電路故障的具體情況.通過實驗教學既培養了學生的實驗操作能力，又借助實驗平臺進行實驗操作、展示實驗現象，增強演示實驗的可視性，提高實驗的效果，提高學生對電路故障問題的認識.

3 講解典型習題，培養解題能力

在初三物理備考過程中，有些教師為提高教學效果，強化學生對電路故障問題的掌握情況，常常采用“題海戰術”，為學生安排大量習題，希望他們在機械的訓練中形成解題能力.這種教學方法的弊端在于學生雖然能夠掌握知識原理，卻難以實現靈活運用，在面對同類問題時依然無法準確判斷和解答.針對此，教師在電路故障問題教學指導中，要積極調整教學思路，減少安排習題的數量，提高習題質量，利用典型習題，培養學生的解題能力，讓學生能夠自主靈活地運用物理知識.

例如 在電路故障問題分析中，常會出現“根據燈泡亮暗和電表的示數變化來判斷電路故障發生的位置”這一類問題，針對此，教師通過設計復習專題，引導學生對這一類問題進行集中分析，并利用典型習題指導學生進行深度學習.

習題 實驗課上，學生把兩個相同規格的小燈泡連接在如下圖1，甲所示的電路中，閉合開關后，兩燈泡發光.此時，一學生不小心把L₁的玻璃外殼打破了，結果L₁熄滅，L₂卻更亮了.這是為什么呢？他們提出猜想：猜想一：可能L₁處發生斷路；猜想二：可能L₁處發生短路.根據題意回答問題：（1）根據（選填“串聯”或“并聯”）電路的特點，可知猜想一是不正確的；（2）針對猜想二，學生找了一只電壓表，分別并聯在L₁，L₂兩端，如圖乙所示，假如猜想二成立，則兩次讀數有何特點？（3）實驗發現兩次電壓表均有明顯讀數，且L₁兩端電壓比L₂兩端電壓小，說明猜想二也不正確，你認為L₁熄滅、L₂更亮的原因可能是什么？

這一題目屬于相對開放且具有一定難度，在習題講解中，教師首先要引導學生放平心態，耐心地梳理題目中的信息，并由易到難逐個突破.其中，在引導學生解答問題（1）時，教師引導學生回顧串聯電路的特點，分析電路圖的具體情況，從而認識到在這一電路圖中，當處發生斷路時，整個電路中就不再有電流，燈泡也不會發光，這與題意不符，所以猜想一是不正確的.在講解問題（2）時，教師啟發學生運用之前所學的分類假設的方法，對乙圖中電器的電壓表的示數作出判斷.在講解問題（3）時，教師啟發學生結合串并聯電路特點進行分析，結合電阻、電流知識來判斷電路故障的原因.

綜上，典型習題不僅能夠幫助學生梳理總結重點知識，更能夠學到相應的解題方法，從而達到舉一反三的效果.所以，在初三物理電路故障問題的教學指導中，教師應精心挑選習題，突出習題的典型性，讓學生通過對習題的深挖，建構解題思路，形成知識運用能力.

4 結語

總之，加強初三物理電路故障教學指導，能夠促使學生有效掌握電學知識，提高學生備考水平.本文結合初三物理電路故障教學內容提出了幾點教學建議，為相關研究提供參考，但是其中依然存在諸多不足.所以，教師應繼續深入研究課程標準和考試大綱，把握中考的出題方向，強化學生對電路故障相關知識的理解和運用，為學生更好地應對中考提供助力.

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