初中九年级物理：串联电路与并联电路的连接-高效课堂导学案

初中九年级物理：串联电路与并联电路的连接——高效课堂导学案

一、课程基本信息

（一）课题：初中九年级物理：串联电路与并联电路的连接——高效课堂导学案

（二）授课对象：九年级学生，已完成“电流和电路”基础概念的学习，具备初步的电路元件识别能力和简单电路连接经验，但对电路连接方式的本质差异尚未建立系统认知。

（三）课时安排：本课题规划2课时，每课时45分钟。第1课时聚焦串联电路的连接方法、工作特点及电流电压规律的定量探究；第2课时聚焦并联电路的连接方法、工作特点及电流电压规律的定量探究，并在课时后半段完成串并联电路的对比辨析与综合迁移应用。

（四）教材分析：本节选自沪科版九年级物理全一册第十四章第三节，是电学部分由概念建构转向规律探究的关键枢纽。从知识地位看，串联和并联是电路连接的两种基本范式，其电流、电压规律是后续学习欧姆定律、电功、电功率、家庭电路等内容的逻辑起点与计算基础，在整个初中电学体系中占据核心枢纽地位。【非常重要】从能力培养看，本节内容高度契合物理学科核心素养中的科学探究与科学思维维度，通过完整的实验设计、数据收集与规律归纳，培养学生基于证据进行推理的实证意识。从评价导向看，近五年全国多地中考试卷中，串联并联电路的识别、电路图与实物图的互画、电流电压规律的应用以及简单电路故障分析，均以选择题、填空题、实验探究题和作图题等形式高频出现，综合赋分比例常年维持在12%至15%之间，属于必考且重分板块。【高频考点】【热点】

（五）学情分析：九年级学生处于皮亚杰认知发展阶段理论中的形式运算阶段，具备初步的逻辑推理和抽象思维能力，但物理模型建构能力尚处形成期，对电流路径的微观动态想象仍需依赖直观实验支撑。学生在知识储备上已掌握电路基本组成、电流方向、电源与用电器的作用，能正确绘制常用元件符号，但对“节点”“干路”“支路”“分流”“分压”等空间概念尚未建立；在操作技能上，学生已能独立连接简单的一个用电器电路，但对两个以上用电器连接时易出现导线混接、电源短路等问题；在思维习惯上，学生倾向于将“同时亮灭”直接等同于串联，将“独立工作”等同于并联，而对开关位置的控制逻辑、用电器相互影响的本质原因缺乏深层理解。【难点】因此，教学必须从具身实验出发，让学生在试误、纠错、对比中自主建构概念，而非机械记忆结论。

（六）教学目标：依据《义务教育物理课程标准（2022年版）》中学业质量描述与核心素养四维度要求制定。

1.物理观念：通过实验观察与抽象概括，建立串联电路和并联电路的规范物理图景，理解两种基本连接方式在电流路径、电压分配、开关控制逻辑、用电器相互关系四个维度的本质特征，形成初步的电路模型观念与能量观。【基础】

2.科学思维：能运用类比法（如将电流类比于车队、电路类比于道路系统）和模型法分析串并联电路异同；能根据实际需求进行简单的电路设计，经历从问题到方案的逆向推理过程；初步掌握“节点法”“拆除法”等识别复杂电路连接方式的思维工具，培养系统化分析问题的能力。【重要】

3.实验探究：能独立根据给定的电路图规范连接串联电路和并联电路，会正确选择量程、接入并读数电流表与电压表；经历“发现问题—提出猜想—设计实验—收集证据—归纳结论”的完整探究流程，能如实记录原始数据并撰写简要的实验报告；在小组合作中明确分工，学会倾听、质疑与反思。【核心】【非常重要】

4.科学态度与责任：在实验操作中养成先检查后通电、不违规连接电源短路、及时整理器材的安全用电习惯；通过分析身边电路实例，感受物理学对社会进步的推动作用；在小组协作中培养严谨求实、尊重证据、乐于分享的科学品格。【基础】

（七）教学重点与难点：

重点：串联电路和并联电路的实物连接技能、电流电压规律（串联电流处处相等、总电压等于各用电器电压之和；并联干路电流等于各支路电流之和、各支路电压相等）。【非常重要】上述内容是电学计算的逻辑主线，必须确保全员达成。

难点：1.并联电路中分支节点的确定及实物连接时导线的空间布局策略；2.利用串并联电路的工作特点解释生活电路现象并进行简单的电路设计；3.从含有电流表或电压表的复杂电路图中准确识别用电器的真实连接关系（由于电表内阻特性引发的等效电路转换）；4.串联电路与并联电路故障点的初步定位与推理。【难点】【高频考点】

（八）教学方法与策略：采用“5E探究式”教学模式的本土化变式，即吸引（Engage）、探究（Explore）、解释（Explain）、迁移（Elaborate）、评价（Evaluate）。具体教学策略包括：1.情境认知策略——以真实生活电路故障或矛盾现象引发认知冲突；2.支架递进策略——通过闭合性问题链引导学生思维逐级深入；3.具身操作策略——确保每两位学生共用一套独立实验器材，杜绝旁观式实验；4.对比强化策略——串并联双线并行，在连续比较中建构本质理解；5.虚实融合策略——利用虚拟仿真实验平台微观可视化电流流动，弥补实物实验中不可见的短板。

（九）教学资源与环境：授课地点为学校物理标准实验室，学生以4人为一大组，每大组实验台配备两套完全独立的实验器材，确保2人小组可全程独立操作。器材清单：学生电源（或3V电池盒）每组2个，小灯座及额定电压2.5V/0.3A灯泡每组4个，单刀开关每组3个，多芯铜芯导线（红黑各10根，长度20cm至50cm不等）每组若干，电流表（0-0.6-3A）每组2个，电压表（0-3-15V）每组2个，小螺丝刀每组1把。数字化资源：交互式电子白板，NB物理虚拟实验室校园版，微课资源《串联·并联·30秒识别法》，导学案人手一册。

二、教学实施过程（核心环节，详尽展开）

（一）导入新课——从生活经验悖论走向物理本质追问（预计6分钟）

【情境激疑】大屏幕同时呈现两幅高清实景：左侧是某商场春节串灯，一串共80只微型灯泡，其中一只灯丝烧断导致整串熄灭；右侧是家庭餐厅组合灯，三盏独立灯头，关闭其中一盏其余两盏依然照明。教师以平实语调叙述：“同样是灯泡，同样接入电路，为什么一串损坏便全军覆没，另一盏损坏却互不干扰？”学生基于生活经验迅速形成共识：连接方式不同。教师顺势追问：“那么，仅凭‘同时亮灭’就能断定它们是串联吗？”学生陷入沉思——确实，并联电路如果在干路安装总开关，同样可以实现同时亮灭。由此精准制造认知冲突：仅凭开关的控制表象不足以唯一确定电路结构，必须从更本质的维度进行判别。【非常重要】【热点】

【问题链推进】教师将演示板翻转，露出隐藏在板后的两根导线，现场快速连接两个灯泡。第一次连接后闭合开关，两灯均亮；断开开关，两灯均灭。教师提问：“现在我拆除其中一只灯泡，另一只会怎样？请大家预测。”学生答案出现分歧。教师实际操作：拧下左灯，右灯随即熄灭。学生异口同声：“这是串联！”教师再将导线重新分配，接入另一组接线柱，闭合开关，两灯亮；拧下左灯，右灯依然亮。学生瞬间兴奋：“并联！”教师抓住时机点明课题：连接方式决定了用电器之间的相互关系，这正是本节课要攻克的本质问题——串联电路与并联电路的连接及其内在规律。

（二）新知探究第1课时：串联电路——从具身连接到规律建模（预计28分钟）

1.实验任务发布与连接实践【核心】【非常重要】

教师以工程师项目书形式呈现任务：“请连接一个电路，使两个小灯泡都能发光，并且电流从正极流出到流回负极，只有唯一的一条通路，没有分岔。”强调“唯一路径”这一核心约束，将其与后续并联的“多条路径”形成预设对比。

各2人小组根据教材图14-3-1及导学案中的串联参考电路图，自主选择器材开始连接。教师在巡视中有意观察两类典型错误：一是将两灯泡的左端与左端连接、右端与右端连接（预成并联），二是导线虚接导致灯泡不亮或时亮时灭。对于预成并联的小组，教师不直接否定，而是请其闭合开关观察现象，并追问：“电流从正极出来，是不是在这里遇到了岔路口？”学生观察接线方式后自己发现问题。此环节给予学生充足的试误空间，让错误成为建构正确概念的资源。

2.串联电路特征的三维归纳【基础】【高频考点】

全部小组成功点亮两灯后，进入集体论证环节。

（1）连接特征：教师邀请一位学生在黑板手绘该电路的电流流向，红粉笔描出路径，全班达成共识——元件首尾顺次连接，电路无分叉点，电流路径唯一。

（2）开关作用探究：教师随机指定一位学生在自己的实验板上，将开关从正极附近移动到负极附近，反复闭合与断开。投影实时传输操作画面，全班观察发现：无论开关置于何处，开关都同时控制两灯的亮灭。由此归纳出串联电路开关控制特性——控制整个电路，且开关位置不影响其控制作用。【重要】

（3）用电器相互关系：教师以实物演示“拆除法”——轻轻旋下一只灯泡，另一只立即熄灭。学生直观感受到串联电路各用电器相互依存、彼此影响的本质特征。教师深化：“这就是为什么节日串灯中只要一只损坏，整串就变成断路。”将实验现象与导入情境无缝对接。

3.串联电路电流规律的定量探究【核心】【高频考点】【非常重要】

教师提出问题：“串联电路中，通过L1的电流、通过L2的电流以及干路（其实串联无干路支路之分，此处指电路不同位置）电流是否相等？”学生普遍猜想相等。

实验操作精细化指导：

（1）确定三个测量点：A点（正极与L1之间）、B点（L1与L2之间）、C点（L2与负极之间）。

（2）强调电流表必须串联接入被测电路，红色接线柱靠近电源正极，黑色接线柱靠近电源负极，严禁不经过用电器将电流表直接接在电源两极。

（3）试触后读数，选择合适量程（预计电流小于0.6A，故优先选用0-0.6A量程）。

各小组记录数据。教师选取三组具有代表性的数据投影展示：第一组IA=0.24A、IB=0.24A、IC=0.24A；第二组IA=0.22A、IB=0.22A、IC=0.21A（微小差异源于接触电阻或读数估读）；第三组因灯泡规格不同IA=0.18A、IB=0.18A、IC=0.18A。分析发现无论灯泡规格是否相同，串联电路电流处处相等。教师严谨表述：在理想电路中，串联电路电流处处相等（I=I1=I2=…）。并明确指出这是后续欧姆定律计算的核心前提，必须牢固记忆。【非常重要】

4.串联电路电压规律的定量探究【重要】【高频考点】

教师过渡：“电流在流动中是否消耗了电压？两个灯泡两端的电压与电源电压之间有什么关系？”

电压表使用规范回顾：电压表必须并联在被测元件两端，同样注意正负接线柱，且可先接大量程试触。

实验任务：测量L1两端电压U1、L2两端电压U2，以及L1与L2串联后的总电压U（即电源电压，或L1左端至L2右端）。

实验数据显示典型规律：U=U1+U2。教师强调：当两个灯泡规格相同时，U1=U2；当规格不同时，灯丝电阻大的灯泡分得的电压更大（此处理性渗透电阻对分压的影响，不展开计算，但为欧姆定律做感性铺垫）。学生初步建立“串联分压”的物理观念。

5.符号表征与建模训练【基础】

指导学生用规范电路符号画出刚才连接的串联电路图。重点纠正常见错误：元件画在电路拐角处、导线交叉连接处未画实心点、电源符号长短极不分。展示优秀与典型问题作业各一份，集体纠错，强化作图规范。

（三）新知探究第2课时：并联电路——从单一路径到多路径系统（预计30分钟）

1.问题回溯与并联概念定义【核心】【非常重要】

教师回扣导入环节的家居电路图：“要实现几盏灯独立工作、互不影响，灯泡应该怎样连接？请尝试用两支铅笔在导学案的方框中画出你的设想。”

学生展示预设计图，大部分学生画出两条并列的支路。教师提炼：将用电器的两端分别连接在一起，再接入电路的方式，称为并联。其中从电源正极到分支点之间的电路叫干路，分支点之间的电路叫支路。

教师利用演示板连接标准并联电路，并动态讲解：电流在节点A分成两路，分别流经L1、L2，在节点B汇合后流回负极。

2.并联电路连接实训：突破分支节点难点【难点】【高频考点】

学生分组连接并联电路，此为本课时最具挑战性的环节，预设三类典型困难及应对策略：

困难1：物理空间布局混乱，导线在桌面上纵横交错，难以理清干路和支路。

应对策略：推行“先并后串”操作法。第一步，用一根短导线将两个灯泡的左端接线柱压接在一起；第二步，用另一根短导线将两个灯泡的右端接线柱压接在一起；第三步，将左端公共点接电源正极，右端公共点经开关接电源负极。此方法将并联连接转化为两次串联接入，大幅降低认知负荷。

困难2：电源短路。学生误将导线直接从电源正极接到负极，中间未经过任何用电器。

应对策略：立即断电，引导学生观察灯泡是否发光，让其感受短路时导线剧烈发热（微热），强化安全用电意识。

困难3：接触不良。导线芯未完全压入接线柱、或只压在绝缘皮上。

应对策略：示范规范的螺丝压接法：剥线长度约1cm，铜芯线朝顺时针方向绕在接线柱螺杆上，拧紧后轻拉导线不脱落。

成功连接并联电路并点亮两灯后，教师组织学生操作拆除L1，全班观察L2依然发光。学生自然得出结论：并联电路各用电器独立工作，互不影响。这是并联区别于串联的最核心特征。【非常重要】

3.并联电路开关控制逻辑探究【高频考点】

教师发布新任务：“请你在刚才的并联电路基础上，增加两个开关，分别控制L1和L2。”学生迅速完成：每个支路各串联一个开关即可独立控制。教师追问：“如果要保留一个总开关，能同时控制两盏灯，应该放在哪里？”学生答：干路，电源正极之后、分支点之前。

师生共同归纳并联电路开关控制口诀：干路开关控全局，支路开关控本支。【重要】

4.并联电路电流规律的定量探究【核心】【高频考点】【非常重要】

问题生成：“并联电路中，干路电流和各支路电流可能存在什么关系？”学生猜想：干路电流等于各支路电流之和。

实验方案设计：选定三个测量点——干路电流I（在干路、分支点之前）、支路电流I1（L1支路）、支路电流I2（L2支路）。

注意事项：测量支路电流时，需将该支路断开一点，将电流表串联接入；严禁将电流表直接并联在灯泡两端，否则造成该支路短路。

收集多组实验数据，典型结果：I=0.46A、I1=0.22A、I2=0.24A（或反之，灯泡不对称导致支路电流不等）。全班各组数据均支持规律：干路电流等于各支路电流之和（I=I1+I2）。教师强调：两支路电流不一定相等，取决于支路元件的电阻大小；但干路电流必为支路电流的代数和。此规律在中考电学综合题中属于高频定量计算依据。【非常重要】

5.并联电路电压规律的定量探究【重要】【高频考点】

问题：并联电路中，L1两端电压、L2两端电压与电源电压之间有什么关系？

实验操作：电压表分别并联在L1两端、L2两端和电源两端（干路）。

测量结果：三次示数几乎完全相等（理论值均为电源电压）。结论：并联电路中，各支路两端电压相等，且等于电源电压（U=U1=U2）。【基础】

6.电路识别方法工具箱——攻克复杂电路难点【难点】【热点】

针对学生在后续习题中面对含电表或看似凌乱的电路图时不知所措的现状，教师系统讲授两种普适识别方法：

（1）节点法：将导线（无论多长、无论是否拐弯）视为同一个节点，只要两根导线直接相连且中间无电源、无用电器，电势相同。找出电路中的各个节点，若用电器两端分别接在同一对节点上，则为并联；否则为串联。教师利用虚拟仿真平台动态演示节点合并过程，将复杂电路等价变换为标准串并联图。

（2）拆除法（断路法）：假设拆除（断路）某一个用电器，观察其他用电器是否还能构成闭合回路。若其他用电器无法工作，则为串联；若其他用电器仍能工作，则为并联。

此环节穿插典型例题，如：电路中有三个灯泡，导线交错，要求快速判断连接关系。学生运用节点法在10秒内即可得出正确答案，成就感显著。

（四）综合实训：图路互画、故障初探与设计启蒙（预计16分钟）

1.实物连线图转电路图强化训练【高频考点】

教师利用实物展台依次呈现三组不同难度的实物连接照片：第一组为清晰俯拍，导线颜色区分明确；第二组为侧面拍摄，有导线重叠但关键节点可见；第三组为带有电表的并联电路（电表抽象为元件）。

学生独立在学案对应区域绘制规范电路图。教师巡视中发现普遍性错误：并联支路的节点处漏画实心点；交叉相连的导线未画半弧；电源正负极符号长短不规范。针对此类问题，教师选取两份典型错误投影，全班共同诊断修正。

2.电路图转实物连接限时竞赛【核心】

呈现电路图：电源、干路开关S、支路开关S1（控制L1）、L1与L2并联。小组2人合作，限时3分钟连接实物电路。评价标准：灯泡发光正常、开关控制逻辑正确、导线布局简洁不交叉。最快完成的前三组获得课堂积分奖励。本环节气氛热烈，学生在竞技状态中实现了并联电路连接技能的自动化。

3.电路故障初探与逻辑推理【难点】【高频】

设置两个阶梯式故障情境：

情境A（串联）：某小组连接好串联电路后，闭合开关，两灯均不亮。教师引导学生用“导线短接法”排查：将一根导线依次并联在L1两端、L2两端、开关两端，观察灯泡状态变化。当导线并联在L1两端时L2亮，说明L1断路。学生操作验证。

情境B（并联）：并联电路闭合干路开关，只有L1亮，L2不亮。可能原因：L2支路断路、L2灯丝烧断、L2支路开关未闭合或接触不良。并联电路支路故障不影响其他支路，这是区别于串联故障的重要特征。【非常重要】

（五）串联与并联系统对比——从碎片化走向结构化（预计8分钟）

教师以板书为骨架，与学生共同完成串并联全维度对比：

从连接特征看，串联是顺次相接、电流如单车道；并联是并列相接、电流如多车道立交。

从电流路径看，串联一条路径走到黑；并联干路分支路、支路汇干路。

从开关作用看，串联开关位置任意、均控全局；并联开关干路控整体、支路控局部。

从用电器关系看，串联同亮同灭、相互依存；并联独立工作、互不打扰。

从电流规律看，串联I=I1=I2；并联I=I1+I2。

从电压规律看，串联U=U1+U2；并联U=U1=U2。

学生以2人小组互助方式，在导学案背面绘制包含上述维度的思维导图。教师选取三幅设计各异但逻辑清晰的导学案投屏展示，强化认知。

（六）当堂达标检测与精准反馈（预计7分钟）

检测题设置遵循低起点、密台阶、高思维原则。

【基础再现】选择题：关于串联电路，下列说法正确的是（）A.电流从正极流向负极过程中越来越小B.各用电器两端电压一定相等C.开关位置改变时控制作用改变D.一处断路整个电路无电流。答案D。【高频】

【应用迁移】设计题：某学校传达室需要在室内和室外各安装一个开关，都能独立控制同一盏照明灯。请画出电路图。（提示：两个开关与灯泡应如何连接？）本题为家庭楼梯双控电路的简化版，是对并联思想的逆向挑战。学生通过讨论，部分小组能够设计出两个单刀开关与灯泡构成的特殊并联回路，教师予以肯定并预告高中会进一步学习。【热点】

【拓展思维】投影一幅含电流表的并联电路图，开关闭合后，若将L2从灯座中取下，电流表示数如何变化？学生推理：L2支路断开，干路电流减小，故电流表示数变小。为后续动态电路分析埋下伏笔。【难点】

（七）课后作业与研学任务（预计2分钟）

1.巩固性作业：完成导学案专题训练A组，包含5道电路识别、3道实物图改错、2道电路设计。

2.实践性作业：观察家中房间内顶灯与壁灯是如何连接的？尝试找到配电箱内的支路开关，绘制你卧室灯具的简化电路模型。

3.预备性作业：观看微课《电流表与电压表的秘密》，思考并书面回答“为什么电流表必须串联、电压表必须并联？”为下一节电表使用做好认知铺垫。

三、板书集成设计（结构化视觉锚点）

黑板左侧区域：标题“串联电路”，下方绘制两个灯泡顺次连接的规范电路图，红色粉笔描电流路径，标注IA、IB、IC；右侧列出核心公式：I=I1=I2，U=U1+U2。黑板右侧区域：标题“并联电路”，绘制两个灯泡并列连接的电路图，蓝粉笔描干