初中物理九年级：串联与并联电路的连接-基于核心素养的探究式教学设计

初中物理九年级：串联与并联电路的连接——基于核心素养的探究式教学设计

一、教学背景分析

（一）教材分析

本节内容选自沪科版物理九年级第十四章第3节，属于电学基础部分的核心内容。教材在安排上以学生已有电路基本概念为起点，通过连接小灯泡的活动引导学生构建串、并联电路模型。本节在整个电学体系中具有承上启下的关键地位：承上，它建立在电路组成、电流方向、电路图符号等基础之上；启下，它是后续学习电流、电压、电阻规律以及欧姆定律、电功电功率的前提。教材通过“想想做做”“动手动脑学物理”等栏目强化实践性，突出科学探究与科学思维的双重主线。

（二）学情分析

九年级学生正处于形式运算思维发展期，具备初步的逻辑推理能力，但对抽象的电学概念仍需具象化支撑。学生已能识别常见的电路元件符号，会画简单的电路图，但对“如何按需求连接电路”缺乏系统性方法。学生在日常生活中见过串联彩灯、并联家庭电路，但往往存在迷思概念，例如认为“电流流过用电器会消耗掉一部分，回到负极就减少了”或“开关必须靠近电源正极”。因此，本节需要大量动手操作与对比分析，帮助学生从经验中抽象出物理规律。

（三）课标要求

《义务教育物理课程标准（2022年版）》对本节的要求为：通过实验，探究并了解串联和并联电路的特点；会连接简单的串联和并联电路；能说出生活生产中采用串联或并联电路的实例。课标强调从生活走向物理、从物理走向社会，注重科学探究能力与科学态度的培养。依据课标，本节需实现从“知道”到“理解”再到“应用”的认知进阶，并在实验中渗透控制变量法、比较法等科学方法。

二、教学目标与核心素养

（一）物理观念

1.形成串联电路和并联电路的规范概念，能从连接方式、电流路径、工作状态等维度精准区分两种基本电路。【非常重要】【高频考点】

2.建立“路径唯一则串，路径分支则并”的核心判别观念，并用以解释简单的混联电路雏形。【重要】【热点】

（二）科学思维

3.通过类比水路、分析电路图、预测实验现象，培养模型建构能力。【重要】

4.在实验方案设计、故障排除过程中发展批判性思维与创新意识。【一般】

（三）科学探究

5.能根据任务需求设计连接方案，独立完成串联、并联电路的实物连接。【核心技能】【高频考点】

6.经历“问题—猜想—实验—证据—解释”的探究环节，规范记录实验现象并归纳电路特征。【非常重要】

（四）科学态度与责任

7.养成按操作规程使用电学仪器的习惯，强化安全用电意识。【重要】

8.通过了解串并联电路在生活中的应用，体会物理对社会发展的贡献，激发科技报国情怀。【一般】

三、教学重难点

（一）教学重点

1.串联电路和并联电路的连接方法及各自特点。【非常重要】【高频考点】

2.根据电路图连接实物图，以及根据实物图识别串、并联。【非常重要】【必考操作】

（二）教学难点

3.并联电路中干路和支路的区分，以及开关位置对控制作用的决定关系。【难点】【高频失分点】

4.学生迷思概念的有效转变：如“开关必须靠近正极”“取下一个小灯泡其他都不亮才是串联”等错误前概念。【难点】

四、教学方法与策略

本节以建构主义学习理论为指导，采用“任务驱动—实验探究—比较归纳—迁移应用”四阶教学模式。教法上采用启发式提问、可视化类比（水流模型）、差异教学；学法上倡导自主尝试、小组协作、错例辨析。全程融入STEM教育理念，引入工程思维：要求学生像工程师一样根据功能需求设计电路。教学中利用智慧课堂即时投屏展示学生典型连接成果，放大实验细节，提高课堂效率。

五、教学准备

（一）教师准备

1.器材：学生电源、小灯座（2.5V小灯泡）、开关、导线若干、演示用大型电路板、发光二极管、蜂鸣器、电流传感器（选配）。

2.课件：含串并联生活实例短视频、错误接线动态分析动画、分层练习题库。

3.学具：每组一套接线盒（含已焊好引线的元件）、任务单、故障排查卡。

（二）学生准备

4.预习教材，绘制教材图14-18、14-19的电路图。

5.完成课前微课学习：复习电路元件符号及电流方向规定。

六、教学实施过程

（一）创设情境，驱动任务——从生活需求引出电路选择

1.【情境导入】教师展示学校元旦晚会装饰彩灯（一串）与教室里两盏日光灯（独立控制）的实物照片。提出问题：同样是灯，为什么一组同时亮灭，另一组可以互不影响？你能用桌上的一个电源、两个灯泡、若干开关实现这两种控制效果吗？【重要】

2.【任务拆解】学生以小组为单位领取任务单。任务一：设计电路使两个灯泡同时亮同时灭，但只能用一个开关。任务二：设计电路使两个灯泡可独立控制，互不干扰。教师明确要求：先画电路图，经组长批准后再领取元件进行实物连接。【非常重要】【工程实践起点】

3.【预测与猜想】各小组讨论方案，教师巡视倾听。典型方案可能有：两个灯泡顺次接入、两个灯泡并排分别控制等。此时不评价对错，只鼓励表达，为后续对比提供前测证据。

（二）初探串联——在“试错—修正”中构建概念

1.【自主尝试】学生根据任务一尝试连接。教师巡视，发现有学生将两个灯泡顺次用导线串成一串，开关任意位置接入，完成连接后闭合开关，两灯均亮，断开均灭。【非常重要】【动手操作】

2.【证据收集】教师利用手机摄像头将典型连接成果投屏。引导学生观察：这种连接方式中电流有几条路径？取下一个小灯泡，另一个是否发光？学生实验发现取下任意一个灯泡，整个电路断路。

3.【概念建构】教师板书定义：像这样把电路元件逐个顺次连接起来的方式叫串联。引导学生用箭头在电路图中画出电流方向，数出路径唯一。归纳串联电路特点：1.电流只有一条路径；2.各用电器相互影响，一处断开处处无电流；3.开关位置不影响控制效果，只要接在干路中就能控制所有用电器。【核心要点】【高频考点】

4.【深度追问】若在串联电路中再增加一个小灯泡，亮度会如何变化？学生通过实验发现灯泡变暗。教师指出：串联电路总电阻变大，电流变小——此处不深讲欧姆定律，只建立感性认识，为后续电学规律做铺垫。【重要】【前后呼应】

（三）再探并联——在比较中生成新认知

1.【迁移类比】回顾任务二：如何实现两灯独立控制？学生受串联电路影响，可能先尝试将两个灯泡分别用两根导线接回电源，却发现开关不知道放哪里。此时教师引入水流类比：把电源比作水泵，导线比作水管，灯泡比作水轮。要两个水轮互不影响，需要从总管处分出两条支路。【非常重要】【类比突破难点】

2.【实验探究】学生修改连接方式：将两个灯泡并列，两端分别接在一起。尝试在两个灯泡前分别接入开关。实验证实：闭合一个开关，对应灯亮；另一个灯可以独立控制。学生兴奋地发现开关S1控制L1，开关S2控制L2。【高频考点】【突破难点】

3.【归纳特征】教师引导学生分析电流路径：用红笔在投影片上描画电流从正极出发，到某点分成两路，分别经过L1、L2，汇合后回到负极。得出并联电路定义：将电路元件并列连接在两点之间。特点：1.电流有两条或以上路径；2.各支路用电器互不影响；3.干路开关控制整个电路，支路开关只控制本支路。【核心要点】【非常重要】

4.【辨析深化】教师故意提供错误连接样例：将两个灯泡并列但把开关接在干路。学生指出这种接法不能独立控制。再次强调：开关的控制作用取决于它在电路中的位置，而非开关本身的构造。【难点复现】

（四）规范表达——电路图与实物的双向转换

1.【画图训练】给出串联实物图，要求学生画出规范电路图；给出并联电路图，要求学生连接实物。教师示范“走线法”：从电源正极出发，沿导线经过元件，回到负极，遇到分岔即并联。【重要】【高频操作】

2.【典型错例分析】展示学生常犯错误：并联电路实物连接中，导线跨接混乱，出现“伪并联”实则短路；开关与灯泡位置颠倒导致控制失效。师生共议改进方案，强调接线柱使用规范。【难点】【高频失分点】

3.【游戏化巩固】“电路医生”环节：每组抽取一张故障电路卡片（如图对实物错连），限时两分钟找出错误并修正。优胜组获得“最佳工程师”勋章。【一般】【兴趣激发】

（五）综合应用——设计满足复杂要求的电路

1.【任务升级】某家庭需要在门口安装声控灯、在床头安装手动开关，两个开关都可以控制同一盏灯。这是串联还是并联？学生尝试后认为串联无法实现，并联开关又会造成短路。教师引入单刀双掷开关模型，演示楼梯灯双控电路。【重要】【拓展视野】

2.【项目式学习】课堂微项目：为学校设计一个“电动车转向提示电路”——左转向时左灯闪烁，右转向时右灯闪烁，同时打开时双闪。学生分组设计电路，在面包板上插接LED和开关。教师提供蜂鸣器作为选学元件，模拟声音提示。【非常重要】【跨学科实践】【STEM】

3.【展示交流】各小组通过实物展台展示成果，简述设计思路。教师点评并提炼工程思维：先明确功能需求，再选择电路结构，最后测试优化。

（六）思维提升——识别复杂电路与简单混联

1.【观察与判断】呈现含有三盏灯的不规范实物图，部分导线交叉。要求学生判断连接方式。方法指导：从电源一端出发，沿着导线移动，不走重复路，若所有灯泡都被走遍且无需分支是串联；若有分支且汇合是并联；若既有分支又有串联是混联。【难点】【高阶思维】

2.【微视频解析】播放用电流传感器显示路径的动画，直观展示混联电路中电流的分与合。明确初中阶段重点掌握纯串、纯并，能识别简单的混联连接即可，不要求计算。【一般】

（七）总结归纳——构建知识网络

1.【思维导图】师生共同完成板书级思维导图：串并联从定义、路径、相互影响、开关作用、生活实例五个维度对比。学生填写任务单上的对比表格。【非常重要】【复习必备】

2.【迷思概念澄清】回扣课前疑问：“开关必须靠近正极吗？”学生已能自信回答：开关只需接在干路，与位置无关。“电流消耗说”再次辨析：电流是电荷定向移动，经过用电器后电量并未消失，而是电能转化为其他能。【重要】

七、板书设计

一、串联电路

1.连接方式：顺次首尾相接

2.电流路径：1条

3.用电器关系：互相影响

4.开关作用：控制所有用电器（与位置无关）

二、并联电路

1.连接方式：并列接在两点间

2.电流路径：≥2条

3.用电器关系：互不影响

4.开关作用：干路控制全部，支路控制本支路

三、识别方法

路径法：从正极出发，沿导线移动，路径唯一为串联，有分有合为并联。

四、典型生活应用

串联：节日彩灯、部分装饰灯带

并联：家庭电路、路灯、教室灯

八、作业与拓展

（一）基础性作业（必做）

1.完成教材动手动脑学物理第1、2、3题，要求规范作图并简述判断理由。【重要】

2.家庭实验：利用一个电源、两个开关、两个灯泡，设计一个电路：闭合S1亮L1，闭合S2亮L2，两个开关同时闭合两灯都亮。画出电路图并尝试用身边材料（电池、发光二极管、导线）连接验证。【非常重要】【高频考点变形】

（二）拓展性作业（选做）

3.查阅资料：为什么城市路灯通常采用并联而节日彩灯多采用串联？写一篇200字科普短文。【一般】【跨学科】

4.创意设计：利用串并联电路知识，为你的卧室设计一个灯光控制系统，要求进门总开关能控制所有灯，床头开关控制床头灯。画出电路设计图，并说明优点。【重要】【素养提升】

九、教学反思

本节教学设计以核心素养为导向，将传统“验证性实验”升华为“探究性设计”。学生在解决“互不影响”的真实任务中自然生成并联需求，避免了教师直接灌输定义。通过水流类比、路径描画、故障诊断等多种策略，将