
摘要:文章針對初中生在電路問題解決過程中常見的概念誤區提出相應的糾正策略,通過分析蘇科版初中物理電路試題,總結學生易混淆的概念,如電壓與電流的關系、電阻的串并聯等.在此基礎上,從加強物理情境建模、突出關鍵概念辨析、拓展解題思路等方面提出糾正策略,以提高學生解決電路問題的能力.
關鍵詞:初中物理;電路問題;概念誤區
中圖分類號:G632文獻標識碼:A文章編號:1008-0333(2025)08-0068-03
收稿日期:2024-12-15
作者簡介:龔志堅,本科,中學一級教師,從事中學物理教學研究.
電路知識是初中物理的重點和難點,學生在解決電路問題時,需要靈活運用電壓、電流、電阻等基本概念.但在實際教學中,不少學生對這些概念理解不到位,容易形成誤區,影響解題效果.因此,有必要梳理學生易混淆的電路概念,提出針對性的糾正策略.
1初中生電路問題解決中的常見概念誤區
1.1電壓與電流的關系
初中生在學習電路知識時,常常對電壓和電流的關系產生誤解.一種常見的誤區是“電壓越大,電流一定越大”,忽略了電阻對電流的影響.還有學生認為“電壓是電流傳輸的動力”,混淆了電壓的本質.事實上,電壓是引起電流的原因,但電流的大小還取決于導體的電阻[1].按照歐姆定律,電流與電壓成正比,與電阻成反比.學生應通過公式理解三者的關系,電壓一定時,電阻越大,電流越小;電阻一定時,電壓越大,電流越大.
1.2電阻的串并聯關系
電阻的串并聯關系是學生學習電路時容易混淆的概念.一些學生對串聯電路中各處電流相等、并聯電路中各支路電壓相等的規律理解不夠深入;還有學生在計算串聯和并聯電阻的等效電阻時,不能靈活運用公式,甚至將兩種情況的公式相混淆.為避免此類誤區,教師應引導學生對比串聯和并聯的異同,借助電路圖分析電流、電壓的分配規律,并結合生活實例闡明串并聯的應用場景.
1.3其他常見誤區
學生在分析閉合電路時,常常忽視電路的完整性,遺漏電源或開關的作用;在識別路端電壓時,沒有意識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,對倍率的理解出現偏差;在理解電功率時,忽視了它與電壓電流的關系等.為幫助學生厘清誤區,教師應加強學生分析電路的系統思維,通過反復訓練提高學生運用電學規律的能力,引導學生運用數學知識定量分析電路中的物理量關系.
2概念誤區形成的原因分析
2.1日常錯誤經驗產生影響
學生在學習電路知識之前,已經在生活中積累了一些與電有關的經驗,這些經驗來自日常用電器的使用,如電燈、電風扇等.學生在操作這些電器時,能直觀感受到通電與斷電現象,但對其中的物理原理缺乏深入理解,當學生將這種不完整的經驗類比到電路學習中時就容易產生偏差.例如,學生可能認為電路中的電流像水流一樣,可以被“阻塞”或“消耗”,這種認識顯然與實際相悖.又如,學生在日常生活中接觸的電器都是并聯的,這容易讓學生誤認為電路只有并聯,而忽視了串聯的情形[2].為避免這種情況,教師應引導學生審慎對待已有經驗,學會從物理學視角去重新審視電路現象,在科學概念的指導下擴展、修正已有經驗.
2.2概念間聯系的復雜性
電路知識涉及多個物理概念,如電流、電壓、電阻、功率等,這些概念之間存在錯綜復雜的聯系.表面上看,電流與電壓都是描述電路狀態的物理量,但實質上兩者在概念內涵上有明顯區別:電流強調導體中電荷定向移動的宏觀效應,而電壓強調導體兩端電勢的差異.如果學生忽視兩個概念的內在區別,就容易將它們混為一談.電阻定律反映了電阻率、導體長度、橫截面積與電阻之間的關系,學生如果沒有理解這層內在聯系,就無法真正掌握電阻概念的物理內涵,甚至會將電阻等同于導體的某種物理性質.電路中多個物理量之間的復雜聯系,客觀上增加了學生理解概念的難度.
2.3解題策略的局限性
解題策略如套用公式、化簡電路等可幫助學生快速解題,但過度依賴會導致思維局限.學生可能只關注數值而忽視電路結構,或機械套用公式而不理解適用條件.這種\"只見樹木,不見森林\"的做法使學生脫離具體情境,缺乏整體把握,尤其在面對非常規問題時束手無策.過于機械、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,學生應在掌握基本解題方法的同時,學會舉一反三,在多樣化問題情境中靈活運用所學概念,發展創新性思維.這樣不僅能提高解題能力,還能深化對電路概念的理解.
3糾正電路問題中概念誤區的策略
3.1加強物理情境建模,厘清概念內涵
為幫助學生厘清電路問題中的概念誤區,首先應加強物理情境建模的訓練.教師可引導學生將抽象的物理概念與具體的物理情境關聯起來,通過情境分析厘清概念的內涵.例如,可讓學生在實際或虛擬的電路搭建中,觀察電流表和電壓表的示數變化,感受電流、電壓、電阻三者之間的關系,或借助多媒體動畫模擬電流、電壓的物理本質,幫助學生理解微觀層面的電子運動與宏觀電路的關系.
3.2突出關鍵概念辨析,把握概念外延
電路分析時涉及的概念繁多,學生容易混淆一些關鍵概念.因此,在教學中應突出這些容易混淆的關鍵概念,加強概念辨析,幫助學生把握概念的外延.例如,可通過比較法闡明電壓與電勢、電功與電功率的區別;通過類比法說明理想電源與實際電源內阻的差異;通過歸納法總結影響電阻的因素.在概念辨析時,可運用表格、思維導圖等方式,用簡潔的文字或圖示呈現概念間的區別與聯系,方便學生梳理和記憶.
3.3拓展解題思路,靈活運用概念
電路問題的解題過程實質上是物理概念運用的過程.學生在解題時,不僅要掌握基本的解題策略,如列方程、化簡等,更要學會根據題目要求靈活選取恰當的物理概念.為此,教師應拓展學生的解題思路,提高運用概念的靈活性.一方面,可引導學生用不同的方法解決同一問題,在對比中認識不同解法的特點與優劣;另一方面,應加強非常規問題的訓練,如開放性問題、實踐類問題等,引導學生在真實情境中感悟概念的應用價值[3].在解題過程中,應鼓勵學生嘗試多種思路,通過合理假設、去繁就簡等策略,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
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.求電流表的示數變化范圍.
圖1電路圖3.4.2學生易犯的錯誤
在解答這道滑動變阻器電路的問題時,學生容易犯以下幾類錯誤:一類錯誤是忽視了滑動變阻器阻值的變化范圍,隨意給出滑片P的位置.這表明學生沒有認真審題,沒有通過題干得出滑動變阻器阻值范圍是 0~10 Ω 這一關鍵信息.另一類錯誤是只考慮了滑動變阻器的阻值變化,而忽視了與之串聯的定值電阻的作用.這反映出學生對串聯電路分壓關系理解不夠透徹,沒有意識到滑動變阻器和定值電阻兩者的阻值變化都會影響電路的總電阻,進而影響電路中的電流大小.還有一類錯誤是學生雖然能夠認識到電阻與電流的關系,但對這種關系的理解還不夠準確,因而錯誤地估計了滑片P移動的方向和距離.
3.4.3糾正策略
針對學生在解答滑動變阻器電路問題中易犯的錯誤,首先,要引導學生明確電路的組成,識別滑動變阻器和定值電阻是串聯關系,這是解題的基礎.然后,要指導學生根據題目所求信息,運用歐姆定律列出方程進行求解,這是解題的關鍵.最后,還要引導學生深入思考電阻增大、電流減小的內在聯系,理解阻值變化與電流關系的物理本質,加深對歐姆定律的概念理解,這是解題的升華.總之,這些糾正策略的實施,能夠幫助學生突破解題障礙,掌握解題方法,提高解題能力,優化解題思路,最終達到深化電學概念理解、提升物理學科素養的目的.
4糾正電路問題中概念誤區的建議
4.1重視概念的辨析
電路教學中,學生對物理概念的理解程度直接影響解題效果.物理概念看似簡單,實則內涵豐富.學生在初次接觸概念時,常常只停留在感性認知階段,缺乏對概念內在屬性與外延邊界的深入思考.如果學生對概念一知半解,就容易在問題解決中出現偏差.電路教學中,教師應重視引導學生對概念進行辨析,識別不同概念的異同點,厘清概念間的邏輯關系.教師可設計一些比較類、辨析類的練習,訓練學生的概念區分能力.在此基礎上,還要引導學生在問題情境中感悟概念的實際應用,加深概念理解的深度.通過反復的概念辨析與內化過程,學生才能真正掌握電路中的關鍵概念,并在實踐中靈活加以運用.
4.2提高學生運用概念的能力
電路知識的學習離不開實踐.學生在動手實踐的過程中,不僅能加深對物理概念的感性認知,還能學會利用概念指導實踐、解決問題.電路教學中,教師應重視培養學生的動手能力,為學生提供親身體驗的機會.教師可引導學生參與電路的設計與搭建,通過實際操作體驗電學概念的真實內涵.學生在連接電路、測量數據的過程中,能直觀感受電壓、電流、電阻的關系,深化對概念的理解.同時,面對實踐中的問題,學生還要學會靈活運用所學概念尋求解決方案,在概念的應用中強化解題能力.
4.3提高識別與糾正誤區的意識
學生在學習過程中產生誤區在所難免,關鍵是教師要及時發現并糾正.教師應在日常教學中密切關注學生表現,捕捉潛在偏差,通過分析作業和測驗,總結誤區規律,備課時針對性設計教學活動,直擊學生思維薄弱點,課堂上敏銳覺察概念理解偏差,耐心引導澄清,培養自我糾錯習慣,課后及時了解知識消化情況,有效回訪糾正.教師還需持續反思,提高識別糾正誤區的意識和能力,才能幫助學生掃除概念障礙,優化電路學習.這要求教師在課前、課中、課后全方位關注學生學習過程,不斷改進教學策略,實現教學效果的最優化.
5結束語
幫助學生厘清電路問題中的概念誤區,不僅有助于提高解題效率,而且對學生理解電學知識大有裨益.教師應在教學實踐中不斷總結,因材施教,提高學生運用物理概念分析問題和解決問題的能力,促進學生物理學科核心素養的發展.
參考文獻:
[1] 梁繼華.等效法解決含理想變壓器的交流電路動態變化問題[J].數理化解題研究,2024(01):112-114.
[2] 羅緒凱.利用圖像法分析電路中的動態變化問題[J].物理通報,2024(02):145-147.
[3] 李慶友.初中物理電學中電路故障問題分析[J].數理化學習(初中版),2024(03):54-56.
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