第三章“认识电路”单元复习课教学设计-基于任务驱动的系统建

文档新标题：第三章“认识电路”单元复习课教学设计——基于任务驱动的系统建构与素养提升

一、教学内容分析

  从《义务教育物理课程标准（2022年版）》审视，本章内容隶属于“能量”主题下的“电磁能”部分，是学生从宏观能量现象进入微观电荷运动与能量转换世界的关键枢纽。本次阶段复习，并非知识的简单再现，而是对“电路”这一核心概念的深度结构化与功能化重构。在知识技能图谱上，学生需从“元件识别与电路状态”的静态认知（识记、理解），跃升至“电路设计与故障分析”的动态应用（分析、综合），并初步触碰“电流与电压关系”的定量思维萌芽，为后续欧姆定律的学习铺设逻辑与实证基础。过程方法上，本节课旨在强化“科学探究”与“模型建构”思想，通过设计、组装、检测真实电路，将抽象的电路图符号系统与具体的物理实体及现象（如灯泡亮灭、电流表偏转）建立稳固联系，体验从问题提出、方案设计到证据获取、解释交流的完整探究链条。在素养价值层面，电路的系统性、有序性与功能性，是培养学生“科学思维”中模型建构、推理论证能力的绝佳载体；小组合作完成复杂任务，则渗透了“科学探究”与“科学态度与社会责任”，引导学生在严谨、协作、安全的环境中解决真实问题。

  经过新课学习，学生已初步掌握电路组成、串并联基本特点、电流表电压表使用方法等散点知识。然而，学情研判表明，主要障碍在于：第一，知识“碎片化”，未能自主构建起元件功能、电路结构、电流路径、用电器工作状态之间的系统关联，面对复杂电路或故障情景时分析链条断裂。第二，技能“机械化”，部分学生连接实物电路仍存在困难，读图与实物转换能力弱，且对电表接入的规范性与目的性理解不足。第三，思维“浅表化”，习惯于记忆结论而非理解电流的“路径选择”逻辑。因此，本次复习的教学调适应以“任务驱动”整合知识，通过设计层层递进、带有适度挑战性的电路设计与排故任务，迫使学生在“做”中“思”，在“用”中“联”。课堂中将通过观察学生任务完成策略、聆听小组讨论焦点、分析随堂练习典型错误等方式进行动态评估，并准备“任务提示卡”、“核心概念速查表”等差异化支持工具，为不同认知节奏的学生提供脚手架，确保全体学生都能在自身基础上获得结构化的提升。

二、教学目标

  知识目标：学生能够系统阐述电路的构成要素及其功能，精准辨析通路、断路、短路的特征与成因；能够熟练运用电路元件符号规范绘制电路图，并能根据电路图成功连接实物电路；能够清晰描述串、并联电路在电流路径、用电器工作状态上的本质区别，并用于分析简单混联电路。

  能力目标：学生能够针对特定功能需求（如使两灯以不同方式发光），独立或协作完成电路方案设计、器材选取与实物组装；能够基于电路现象（如灯不亮、电表示数异常），运用“路径分析法”进行逻辑推理，诊断可能故障点并设计验证方案，初步形成科学探究的问题解决能力。

  情感态度与价值观目标：在小组合作完成挑战性任务的过程中，学生能主动承担角色，积极倾听同伴意见，理性探讨不同设计方案的优势；通过安全用电的反复强调与实际操作，强化规范操作意识和严谨求实的科学态度，体会物理知识对保障安全、创造便利的价值。

  科学（学科）思维目标：重点发展学生的“模型建构”与“推理论证”思维。通过将实际电路抽象为电路图，再将电路图具体化为实物连接，强化物理模型的双向转换能力；通过故障分析任务，训练学生依据有限现象证据，提出假设、演绎推理、设计检验的闭环思维流程。

  评价与元认知目标：引导学生依据“电路设计评价量规”（如功能性、简洁性、安全性、美观性）对小组及他组作品进行评价；在课堂小结环节，通过绘制概念图反思自身知识网络的完整性与连接性，识别薄弱环节，并制定个性化的巩固计划。

三、教学重点与难点

  教学重点：电路的系统性认知与串并联电路的实质辨析。其确立依据在于，电路是一个各要素紧密关联、协同工作的系统，理解电流的路径选择与分配是分析一切电路问题的逻辑起点。从课标看，这是“理解电功和电功率”等后续知识的“大概念”基础；从学业评价看，电路识别、设计与故障分析是中考的高频、综合性考点，直接考查学生运用核心概念解决实际问题的能力。

  教学难点：复杂情境下的电路故障逻辑推理与验证方案设计。难点成因在于：第一，具有抽象性，学生需要在大脑中动态模拟电流的流动与阻断，对空间想象与逻辑思维要求高；第二，需克服“只看局部，不看全局”的思维定势，故障点的影响往往在电路中传递；第三，验证方案设计需要综合运用电流表、电压表或导线等多种工具，策略多样，对学生知识的迁移应用能力是挑战。突破方向在于提供清晰的“故障分析思维导图”作为脚手架，并通过从单一故障到复合故障的阶梯式任务，让学生在实战中逐步掌握方法。

四、教学准备清单

  1.教师准备

    1.1媒体与教具：交互式课件（内含动态电流模拟、典型电路图、故障分析动画）；实物投影仪。

    1.2实验器材：每组配备电池组、开关2个、小灯泡（带灯座）2-3个、电流表、电压表、导线若干、备用灯泡与电池；教师演示用大型电路板。

    1.3文本材料：差异化学习任务单（含基础任务与挑战任务）、电路设计评价量规、核心概念速查卡。

  2.学生准备

    复习第三章笔记，完成前置知识自查问卷；预习任务单中的基础问题。

  3.环境布置

    课桌按4人小组拼合，便于合作实验；教室前后预留作品展示区。

五、教学过程

第一、导入环节

  1.情境创设与问题提出：“同学们，想象一下：你心爱的台灯突然不亮了。面对这种情况，你脑海中的第一反应是什么？会怎么做？”（等待学生回答：检查插头、换灯泡、看看开关…）“大家的思路都很生活化。但作为一名‘电路小侦探’，我们能否用更系统、更科学的方法来诊断它呢？今天，我们就化身侦探，深入电路内部，去破解这些‘失明’之谜。”

  1.1核心任务发布与路径明晰：“本节课，我们的终极任务是——自主设计一个能满足特定需求的趣味电路，并成为能快速排查电路故障的专家。我们将通过三个侦探训练营来达成目标：首先，重温电路‘地图’（电路图）的绘制规范；接着，亲手搭建并剖析两个经典‘案发现场’（串、并联电路）；最后，迎接实战挑战，侦破由我预设的‘电路谜案’。大家准备好了吗？让我们从第一份‘地图’开始。”

第二、新授环节

  ###任务一：绘制精准的电路“地图”

    教师活动：首先，我会在投影上展示几个存在常见错误的电路图（如元件符号不规范、交叉连接点未标实心点、布局不合理）。我会问：“大家火眼金睛，看看这些‘地图’能引导我们成功连接电路吗？问题出在哪？”引导学生逐一指正。接着，我将呈现一个简单的实物连接场景（如电池、开关、灯泡串联），提问：“谁能上台，把它翻译成标准的电路图？其他同学在任务单上同步绘制。”在学生绘制过程中，我将巡视，重点关注元件符号的准确性和连线的规范性，并适时提问：“这里两条线交叉，需要加点吗？为什么这个点至关重要？”

    学生活动：观察错误示例，积极指出问题并说明理由。一位学生上台板画，其余学生在任务单上独立绘制电路图。完成后，小组内互查纠错，讨论规范绘制的要点。学生可能会争论交叉点的画法，此时需回顾“导线连接点”的物理意义。

    即时评价标准：1.能否准确识别电路图中的规范性错误。2.绘制的电路图是否元件符号标准、连线横平竖直、连接点清晰。3.在小组互查中，能否清晰解释绘图规则的依据（如“加点表示导线在此处相连，电流可通行”）。

    形成知识、思维、方法清单：

    ★电路图绘制规范：电路图是用规定符号表示电路连接的物理模型。要点：符号必须标准；导线横平竖直；交叉相连处画实心点，交叉不相连则不加点；元件布局要均匀、美观、体现逻辑。教学提示：“地图画得准，施工才不晕。这个点，就是电流的‘十字路口红绿灯’。”

    ▲实物图与电路图转换：这是将具体模型抽象化，或将抽象模型具体化的双向思维过程。转换时，要抓住电流的路径主线，按顺序“走过”每一个元件。

  ###任务二：搭建与剖析经典电路——串联“一字长蛇阵”

    教师活动：发布任务：“请各小组用给定的器材，首先搭建一个让两个小灯泡都发光，且只有一个开关能同时控制它们的电路。先画出设计图，再动手连接。”我会提供两种不同规格的灯泡。在各组搭建时，我巡视指导，特别关注连接是否牢固、开关是否断开操作。大部分组完成后，我会提问：“请描述一下电流在你们电路中的‘旅行路线’。”并邀请一组用实物投影展示。接着，我会制造一个“故障”：“现在，我轻轻拧松其中一个灯泡，大家观察，发生了什么现象？（两个灯都灭了）为什么？这反映了串联电路什么特点？”

    学生活动：小组讨论设计并绘制电路图，协作完成实物电路的连接与测试。观察电流路径，用语言描述“从正极出发，依次经过…回到负极”。观察教师制造的故障现象，思考并回答：“电流只有一条路，一个地方断了，整条路都不通了。”

    即时评价标准：1.能否成功实现“一开关同时控两灯”的功能目标。2.连接实物电路的操作是否规范、安全、有序。3.能否准确描述串联电路的电流路径特点，并解释故障现象。

    形成知识、思维、方法清单：

    ★串联电路本质：各元件首尾顺次连接，电流路径有且只有一条。核心特点：一处断路，所有用电器停止工作；开关控制整个电路。教学提示：“就像一串珍珠项链，线一断，珠子全散。串联电路也是这样，电流的‘独木桥’断了，整个电路就‘瘫痪’了。”

    ▲用电器工作相互影响：在串联电路中，各用电器共享同一电流，它们的实际工作状态（如亮度）会相互制约。接入不同规格的灯泡，亮度不同，这正是后续学习电压分配的感性基础。

  ###任务三：搭建与剖析经典电路——并联“纵横立交桥”

    教师活动：“新的挑战来了！请设计一个电路，要求两个灯泡都能独立工作，互不影响：即闭合一个开关，只控制对应的那个灯泡。先动脑画图，再动手验证。”我将观察哪些小组能率先画出标准的并联电路图。在实验过程中，我会提问引导：“大家试着只断开一条支路的开关，观察另一条支路的灯泡，它‘在乎’吗？这说明了什么？”接着，我会请成功的小组展示他们的电路，并追问：“谁能上来，用不同颜色的笔，在电路图上标出电流从正极到负极可能走的几条不同路径？”

    学生活动：面对新需求，小组将重新设计。他们可能会尝试各种连接，最终发现必须将两个灯泡“并列地”接在电路两点之间。通过实验验证灯泡工作的独立性。在电路图上描画电流路径，发现从正极到负极，电流“分头行动，各有各的路”。

    即时评价标准：1.设计的电路能否实现灯泡独立控制。2.能否通过实验现象归纳出并联电路用电器工作互不影响的特点。3.能否在电路图上清晰标出至少两条不同的电流路径。

    形成知识、思维、方法清单：

    ★并联电路本质：各用电器“首首相接、尾尾相连”并列连接在电路两点间。电流路径至少有两条（或多条）。核心特点：各支路用电器独立工作，互不影响；干路开关控制所有，支路开关控制所在支路。教学提示：“并联就像家里的各个房间的灯和插座，你关掉书房的灯，丝毫不影响厨房的冰箱工作。电流有了‘立交桥’，可以分流行驶。”

    ★串并联的辨析关键：核心不是元件的排列形状，而是电流是否有分叉。抓住“路径分析法”，从电源正极出发，顺着导线走，看遇到用电器前电流是否“分家”。

  ###任务四：化身电路侦探——基础故障推理

    教师活动：呈现一个简单的串联电路故障情境（灯泡不亮）。“侦探们，案发现场已就位：这是一个闭合开关的串联电路，但灯泡不发光。假设器材本身都是好的，可能是哪些地方出了‘状况’？”我将引导学生列出所有可能的断路点（电源、开关、灯座、导线连接处）。接着，我提供“侦查工具”：一根导线、一个电流表、一个电压表、一个完好的灯泡。“你会选用什么工具，如何一步步缩小嫌疑范围，最终锁定‘真凶’？请以小组为单位，制定你们的侦查方案。”

    学生活动：小组展开激烈讨论，列举故障点。针对不同的侦查工具设计方案：例如，用导线短接怀疑断路的元件，若电路恢复，则该处断路；或用电压表并联在元件两端，根据示数判断等。他们需要思考每种方法的原理、操作步骤及安全性。

    即时评价标准：1.能否全面列举电路中可能的故障点。2.设计的侦查方案是否具有逻辑性、可操作性和安全性（特别是使用导线短接法时的风险意识）。3.能否清晰阐述所选用工具的工作原理（如电压表并联测电压，电流表串联测电流）。

    形成知识、思维、方法清单：

    ★电路故障常见类型：主要为断路（某处断开，电流无法通过）和短路（电源短路或用电器被短接，电流“抄近道”）。本节课聚焦断路分析。教学提示：“断路，就是道路中断；短路，就是抄近路‘闯红灯’，非常危险！”

    ▲故障检测方法：导线短接法（用于快速排查断路点，但有风险需谨慎）；电压表检测法（并联在元件两端，若有示数且接近电源电压，则并联部分断路）；电流表检测法（串联入电路，看有无示数）；校验灯泡法。思维核心：根据故障现象（灯不亮），提出假设（某处断），设计检验（让电流“尝试”通过或测量相关物理量），分析证据，得出结论。

  ###任务五：实战挑战——侦破“混合电路谜案”

    教师活动：在实物投影上展示一个预设故障的混联电路（例如，一个并联电路中，某条支路断路）。陈述现象：“这是一个趣味装饰电路模型，设计上两个彩灯应该都能亮，但现在只有L1亮，L2不亮。已知所有器材完好。请各小组‘远程会诊’，分析故障可能在哪里，并设计出最少步骤的验证方案。”我将提供更复杂的电路图，并鼓励学生使用多种方法组合推理。在小组讨论时，我介入引导：“大家看，L1亮说明干路是通的，那么问题很可能出在L2所在的这条支路上。具体是这条支路上的哪个环节呢？”

    学生活动：小组分析电路结构（识别出是并联），根据现象（一灯亮一灯不亮）排除干路故障，锁定L2所在支路。然后在该支路内部（开关S2、灯L2本身、连接线）进行可能的故障点推理，并设计验证序列。他们可能需要争论是先测电压还是先用导线短接试试。

    即时评价标准：1.能否正确识别电路的连接方式（并联）。2.能否根据现象合理缩小故障范围至具体支路。3.设计的验证方案是否高效、逻辑严谨、表述清晰。

    形成知识、思维、方法清单：

    ★复杂电路分析步骤：一画（简化/规范电路图）；二辨（判断串并联主体结构）；三析（分析电流主路径与支路）；四判（结合现象定位故障区域）。教学提示：“对付复杂电路，就像破案要有流程。先还原现场（画图），再看整体格局（辨结构），然后搜寻线索（析路径），最后锁定目标（判故障）。”

    ▲推理论证的严谨性：强调“证据链”思维。任何故障判断必须基于实验验证，不能臆测。鼓励学生用“如果…那么…”的逻辑句式来表述推理过程。

第三、当堂巩固训练

  训练分为三个层次，学生可根据自身情况至少完成前两层。

  基础层：提供几幅电路图，要求判断连接方式、指出电表测量对象、判断开关控制作用。例如：“请指出下图中的电流表A1测量的是通过哪个灯泡的电流？”

  综合层：呈现一个带有简单故障现象（如某个电表无示数）的电路图，要求学生分析可能原因（不少于两种）。例如：“在如图所示的电路中，闭合开关后，电压表V有示数，但电流表A无示数，灯泡L不亮。请分析可能故障。”

  挑战层：微型项目设计——“设计一个病房呼叫系统模型”。要求：两张病床，每床一个按钮（开关），护士站有一个电铃和两个对应的指示灯。当任一按钮被按下时，电铃响，且对应的指示灯亮，能区分是哪一床呼叫。

  反馈机制：基础层和综合层练习通过小组互评、教师抽取典型答案投影讲评的方式快速反馈。挑战层设计将作为课后拓展作业，下一节课前展示优秀设计方案，并分析其电路实现的巧妙之处。

第四、课堂小结

  “侦探训练营即将闭营，我们来清点一下今天的‘战利品’。”我将引导学生从以下三个方面进行总结：

  1.知识整合：“请以‘电路’为中心，用思维导图的形式，梳理我们今天涉及的核心概念、电路类型、特点以及故障分析方法。给你3分钟时间快速绘制关键词网络。”随后邀请一位学生分享其结构。

  2.方法提炼：“回顾我们破解故障的过程，最核心的思维方法是什么？（路径分析、假设-检验）解决一个陌生的电路问题，我们应该遵循怎样的步骤？（从现象到结构分析，再到逻辑推理验证）”

  3.作业布置与延伸：必做作业：完善课堂思维导图；完成练习册上本章基础过关习题。选做作业（二选一）：a.完成“挑战层”的病房呼叫系统电路设计图，并附上简要说明。b.调查家中的一个用电器（如台灯、风扇），尝试画出其可能的工作电路简图，并思考其开关是如何实现功能控制的（如调速、调光）。我们下节课将分享这些精彩的设计和调查，并踏入电路的新篇章——探究电流与电压的奥秘。

六、作业设计

  基础性作业（全体必做）：

    1.知识梳理：绘制第三章“认识电路”全章的概念关系图，需包含核心元件、电路状态、两种基本连接方式及其特点、电表使用、故障分析思路等关键节点，并标明联系。

    2.巩固练习：完成配套练习册中关于电路图识别、串并联判断、简单电路设计、基础故障分析的选择题与填空题。

  拓展性作业（建议大多数学生完成）：

    3.情境应用：观察并分析家庭客厅中的一个多头吊灯（或类似可分别控制的灯具）。描述其开关控制逻辑（如一个开关控制所有灯，另一个开关控制部分灯），并尝试推断其内部可能的电路连接方式，画出推理电路简图。

    4.微型设计：设计一个“双控灯”电路，要求能在房间门口和床头分别独立控制同一盏灯的亮灭。画出电路图，并说明工作原理。

  探究性/创造性作业（学有余力学生选做）：

    5.项目探究：制作一个简单的“电路测试仪”。利用电池、小灯泡（或LED加电阻）、导线制作一个探头，研究如何用它来检测一段导线、一个开关、一个旧电池的好坏。撰写一份简短的探究报告，包括设计原理、测试方法和结论。

    6.跨学科联系：查阅资料，了解印刷电路板（PCB）的基本原理。对比手绘电路图、实物连接电路和PCB板上的电路走线，写一篇短文（200-300字），谈谈你对“电路模型”在不同技术领域中表现形式和应用的理解。

七、本节知识清单及拓展

  ★1.电路组成与状态：一个完整的闭合回路必须包含电源（供电装置）、用电器（耗电装置）、开关（控制装置）和导线（连接装置）。通路、断路、短路是电路的三种基本状态，其中电源短路会损坏电源，必须避免。

  ★2.电路图规范：使用统一规定的符号表示电路元件。作图要求符号准确、连线横平竖直、布局合理、连接点清晰（相交相连画实心点）。这是工程师与物理工作者的“通用语言”。

  ★3.串联电路：元件首尾顺次连接。核心本质：电流路径唯一。特点：一个开关可控制所有；一处断路，全体停工；各用电器工作电流相等，工作状态相互影响。

  ★4.并联电路：元件首首相连、尾尾相连，并列接在电路两点间。核心本质：电流路径分叉（至少两条）。特点：干路开关控全体，支路开关控各自；各支路用电器独立工作，互不影响；干路电流等于各支路电流之和（为后续学习伏笔）。

  ▲5.识别串并联的方法：“电流路径法”是最可靠的方法。从电源正极出发，想象电流流向负极，若途中不分流，则为串联；若在某点“分道扬镳”，之后又“汇合”，则分流的支路间为并联。切忌仅凭元件排列形状判断。

  ★6.电流表使用：测量电流的仪表。使用规则：必须串联在被测电路中；电流必须“正进负出”；绝对不允许不经过用电器直接连到电源两极（相当于短路电流表）；使用前先选大量程试触。

  ★7.电压表使用：测量电压的仪表。使用规则：必须并联在被测电路（或用电器、电源）两端；电流也是“正进负出”；在预先不知电压大小时，也需试触选择量程。

  ▲8.电路故障分析常见思路（断路）：现象：用电器不工作，电流表无示数。分析方法：先根据现象判断故障范围（如并联电路中一灯不亮，另一灯亮，则故障在断路灯所在支路内部）。检测工具：电压表（并联在怀疑断路的元件两端，若有接近电源电压的示数，则该处断路）、导线（短接法，慎用）、校验灯泡等。核心是构建“假设-检验”的推理链。

  ▲9.短路辨析：分电源短路（危害极大）和局部短路（用电器被导线直接连通，电流“绕开”它，导致该用电器不工作）。分析局部短路时，可想象电流总是“偏爱”电阻最小的路径。

  ▲10.生活与物理：家庭中的照明电路、插座电路通常是并联的，以保证各电器独立工作。节日彩灯串有的是串联（一灯坏全串灭），有的是混联。理解电路原理是安全用电和进行简单家电维修的基础。

  ▲11.科学思维：模型建构：电路图是实际电路的抽象物理模型。学习物理，就是学习如何构建模型、使用模型来解释和预测现象。从实物到电路图，是一次重要的抽象思维训练。

  ▲12.科学态度：规范与安全：电学实验操作规范（如连接电路时开关断开、检查电路无误后再闭合、试触等）不仅是成功实验的保证，更是安全意识的培养。严谨、求实的科学态度始于每一个操作细节。

八、教学反思

    （一）目标达成度评估

    本课预设的核心目标在于帮助学生构建系统化的电路认知并发展初步的故障推理能力。从课堂观察看，知识结构化目标基本达成。大部分学生能准确辨析串并联，并运用“路径法”进行分析。在任务四、五中，学生展示出的推理逻辑（如“L1亮说明干路通，问题在L2支路”）表明，系统关联的思维正在形成。能力与素养目标的达成呈现梯度差异。约70%的学生能独立完成基础设计与排故任务，体现了良好的应用能力；在小组合作中，分工协作、交流讨论的氛围浓厚，科学探究的要素得以实践。然而，将推理过程完整、条理清晰地表述出来，仍是部分学生的难点，这指向了科学论证与表达能力的培养仍需加强。

    （二）教学环节有效性分析

    “任务驱动”的设计总体有效。五个任务环环相扣，从规范奠基到结构剖析，再到思维进阶，符合认知规律。学生始终处于“解决问题”的主动状态，课堂参与度高。亮点环节在于任务二与任务三的对比实验与现象追问。当学生亲眼看到串联电路一灯拧灭导致另一灯也熄灭时，那种恍然大悟的表情，比任何讲解都有效。“哦！原来真是同一条路！”这样的惊呼，正是概念建构的关键时刻。不足之处在于任务五“混合电路谜案”的实战挑战，留给学生充分讨论和方案展示的时间略显仓促。部分小组有了思路，但未能完成完整的方案表述。若时间允许，应让1-2个小组上台，利用投影实物电路（或模拟软件）演示他们的验证过程，其教育效果将远胜于教师讲解。

    （三）学生差异与教学调适

    课堂中，学生的表现清晰地分为