电路学串联与并联概念教学反思与改进

电路学串联与并联概念教学反思与改进电路学中串联与并联作为分析复杂电路的基础概念，其教学效果直接影响学生对后续电功、电功率等核心知识的理解。在长期教学实践中，笔者发现传统教学模式易导致学生概念理解表面化、应用能力薄弱，需从认知规律、教学手段、评价方式等维度系统性改进，以实现“概念建构—能力迁移—素养落地”的教学目标。一、教学现状的深度反思（一）概念建构的“碎片化”困境传统教学多以“定义讲解+实验演示”为主线，将串联描述为“用电器首尾顺次连接”、并联描述为“用电器两端分别相连”，但学生易陷入“机械记忆术语”的误区。例如，部分学生能背诵定义，却在判断“一个开关控制两灯，两灯是串联还是并联”时频繁出错——因未理解“电流路径唯一性”是串联的本质特征，仅从“开关控制”的表象推断连接方式。（二）实验体验的“形式化”局限课堂实验常以“验证性操作”为主，如教师演示串并联电路的连接后，学生按图复刻。这种模式下，学生缺乏对“电流如何流动”“用电器相互影响与否”的深度观察。曾在教学中发现，学生完成并联电路实验后，仍认为“拆除一个灯泡，另一个也会熄灭”，反映出实验未触及概念本质的认知盲区。（三）知识应用的“脱节化”问题习题训练多聚焦“电路图判断”“电表测量对象分析”，与生活场景关联不足。学生能解决课本习题，却难以解释“家庭电路中各用电器为何并联”“节日小彩灯为何采用串联”等实际问题，暴露出“知识与应用”的断层，违背了物理学科“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。二、基于认知规律的教学改进策略（一）建构主义视角下的“概念冲突—重构”认知冲突设计：课前布置“暗箱实验”——提供两个带导线的灯泡、一个电源和开关，要求学生仅通过“闭合开关后两灯的亮灭关系”“拆除一个灯后另一个的状态”，推断内部连接方式。学生因缺乏“电流路径”的直观认知，易做出错误判断（如认为“两灯同时亮灭一定是串联”）。课堂中，通过拆解暗箱（展示串并联两种结构），引发学生对“亮灭关系≠连接方式”的认知冲突，进而引导其关注“电流是否只有一条路径”这一本质特征。概念重构路径：以“电流的流动”为核心线索，用类比法将电流比作“水流”，串联电路的电流路径类比为“单行道”，并联电路类比为“多条支路的河道”。结合实物电路的动态演示（如用发光二极管模拟电流方向），帮助学生建立“串联是电流路径唯一，并联是电流路径分支”的本质认知。（二）可视化工具辅助下的“动态理解”实物电路的“可拆解”演示：采用磁吸式电路元件（如可拼接的导线、灯泡、开关），在黑板上动态搭建串并联电路。连接时，同步用红色箭头标注电流路径，让学生直观观察“串联时电流依次经过用电器，并联时电流在节点处分流”。针对“拆除一个用电器对电路的影响”，现场拆解元件，对比串并联电路中另一个用电器的亮灭变化，强化“相互影响与否”的判断依据。数字化模拟的“深度探究”：引入“PhET电路模拟软件”，学生可自主调整电源电压、用电器电阻，观察电流、电压的动态变化。例如，在并联电路中，逐步增加支路用电器数量，观察干路电流与支路电流的关系，为后续“并联电路电流规律”的学习埋下伏笔；通过“短路故障”的模拟，理解“并联电路某支路短路会导致电源短路”的危险场景，深化安全用电意识。（三）项目式学习驱动的“应用迁移”真实情境项目设计：以“校园应急照明系统设计”为项目主题，要求学生解决“走廊灯需在光线暗且有人经过时自动亮起，且各灯独立工作”的问题。学生需结合串并联概念，分析“光线传感器、人体传感器、灯泡的连接方式”，并绘制电路图、制作实物模型。过程中，教师引导学生思考：“若采用串联，一个传感器故障会导致什么后果？”“并联时如何保证各支路电压相等？”，推动概念向工程实践迁移。跨学科融合拓展：结合数学“路径计数”知识，让学生计算复杂串并联电路的电流路径数量；联系信息技术“逻辑电路”，讲解串联开关相当于“与门”（同时闭合才通路）、并联开关相当于“或门”（任意闭合即通路），拓宽概念的应用边界。（四）分层评价体系的“精准赋能”基础层：概念辨析与表达：设计“概念诊断卡”，包含“判断对错并说明理由”的题目（如“家庭电路中，各用电器是串联的，因为它们同时工作、同时停止”），要求学生用“电流路径”“相互影响”等术语分析错误本质，夯实概念理解。进阶层：故障分析与优化：提供“故障电路实物”（如串联电路中某导线虚接、并联电路中某支路短路），学生需通过“替换法”“电压法”排查故障，并提出“如何改进电路以避免类似故障”的方案（如并联电路中增加支路开关、串联电路中选用更牢固的导线连接）。创新层：系统设计与论证：布置“智能家居电路设计”任务，学生需结合串并联原理，设计包含“照明、安防、温控”的多模块电路，并用“成本、可靠性、能耗”等维度论证方案的合理性，培养工程思维与创新能力。三、教学改进的实践成效与反思在某班级实施改进策略后，通过“概念测试+项目成果+课堂观察”三维评估发现：学生对串并联本质特征的理解正确率从62%提升至89%；在“家庭电路故障分析”类题目中，能结合电流路径解释原因的学生占比从45%增至78%；项目式学习中，83%的学生能独立完成“应急照明系统”的设计与调试，且提出“增加太阳能充电模块”“用无线开关替代有线开关”等创新方案。反思改进过程，需注意以下要点：一是工具使用的“适度性”，数字化模拟不可替代实物实验的触觉、视觉体验，需平衡两者的占比；二是项目设计的“阶梯性”，从“校园场景”到“家庭场景”再到“社会场景”，逐步提升复杂度，避免学生因任务过难产生挫败感；三是评价反馈的“及时性”，对分层任务的成果需当天反馈，用“问题归因+改进建议”替代“对错评判”，保护学生的探究热情。结语电路学串并联概念的教学改进，核心在于突破“定义记忆”的表层学习，通过“认知冲突—动态建构—实践迁移”的路径，让学生在“做中学