大概念统摄·教学评一体：串联和并联电路深度建构-九年级物理（人教版）安徽专研教案

大概念统摄·教学评一体：串联和并联电路深度建构——九年级物理（人教版）安徽专研教案

一、教材与课标解码：基于核心素养的单元整体定位

（一）教材纵向承启分析（【非常重要】【高频考点】）

本节课选自人教版九年级全一册第十五章第3节，是电学开篇的核心节点。从知识体系看，第十五章“电流和电路”是初中电学的基石，第1、2节完成了“电路是什么”的认知建构（电路组成、状态、电路图），本节则进入“电路如何连接”的规律探索。本节内容既是对电路概念的深化应用，又直接为后续第4节“电流的测量”、第5节“串并联电路中电流的规律”提供实验操作与电路识别的基础，更是第十七章“欧姆定律”、第十八章“电功率”中复杂电路分析、动态电路研判的逻辑起点。从安徽近三年中考试卷分析，串并联识别、开关作用、电路设计题每年均以选择题或作图题形式出现，分值占比约4-6分，常结合安全用电、家庭电路进行跨模块综合考查。

（二）课标2022版对标分析

本设计严格对标《义务教育物理课程标准（2022年版）》课程内容中“能量”主题下的“3.4.2会连接简单的串联和并联电路，能说出生产生活中采用简单串联或并联电路的实例，并具有初步的电安全意识。”同时深度融入“教学评一致性”理念，将课程目标转化为具体、可观测的学习目标，实现“学什么—怎么学—学到什么程度”的全链条贯通。

（三）核心素养靶向定位（【重要】）

1.物理观念：通过对电流路径的具象化分析，建立“路径唯一则串、路径多岔则并”的判别观念；通过开关对不同位置用电器控制效果的差异，深化“结构决定功能”的工程学观念。

2.科学思维：运用模型建构思维，将实物连接抽象为电路符号模型；运用类比思维（如水路、队列），实现生活经验向科学概念的迁移；运用逆向思维，根据功能需求反推电路结构。

3.科学探究：经历“问题—猜想—设计—连接—观察—归纳”的全要素探究循环，重点训练根据电路图连接实物及根据实物绘制电路图两项核心技能。

4.科学态度与责任：通过对比实验养成严谨记录、实事求是的作风；通过分析家庭及城市照明电路，感悟物理对社会发展的技术支撑，渗透STSE教育。

二、学情精准画像：从经验前概念到科学概念的跨越

（一）认知起点诊断

九年级学生处于皮亚杰认知发展阶段中的形式运算阶段初期，对抽象的电学概念尚需具体表象支撑。学生在第2节已能识别完整电路，会画简单的电池、灯泡、开关符号，但普遍存在两大迷思概念：一是认为“开关必须接在正极附近才能控制电路”，二是认为“两个灯泡同时亮、同时灭就一定是串联”（【难点】根源）。此外，学生对于“节点”概念极为陌生，这是并联电路识别障碍的核心症结。

（二）技能储备与缺口

多数学生具备基本的动手连接兴趣，但缺乏规范操作意识（如接线前断开开关、导线顺时针压接、避免电源短路）。安徽地区初中物理实验开设率较高，但部分农村薄弱学校仍存在“黑板上画实验”现象，本设计在确保普适性的同时提供分层器材预案。

三、教学目标体系：三维向核心素养的升级表达

依据“教—学—评”一致性原则，制定如下可观测、可测量的学习目标：

1.【观念建构】通过自主搭建双灯泡电路，能用自己的语言描述串联和并联电路在连接方式、电流路径、用电器独立性的本质差异；能识别生活中20种以上常见用电器的连接方式（如节日小彩灯、家庭插座、楼道双控开关），准确率不低于90%。

2.【思维进阶】通过“开关迁移”实验，归纳出串联电路开关控制所有用电器且与位置无关，并联电路干路开关控制全局、支路开关仅控本支路的规律；能运用“拆除法”“节点法”快速识别含多用电器的混联电路中的局部串并联关系。

3.【探究创新】能根据给定的电路功能要求（如：前门来人铃响、后门来人灯亮），独立设计并连接出符合要求的并联电路，并画出规范的电路图。

4.【态度责任】在小组实验中主动承担操作员、记录员、检查员等角色，遵守“先接线、后通电，先断开、后拆线”的安全规程；通过分析身边电学实例，形成“生活中处处有物理”的自觉意识。

四、教学重心锚定与破局策略

（一）教学重点（【非常重要】【高频考点】）

1.串、并联电路的本质特征判别（电流路径法、用电器是否相互影响法）。

2.根据电路图连接实物电路及根据实物电路绘制电路图的规范画法。

3.开关在串、并联电路中的控制规律。

确立依据：上述内容是电学入门的核心技术，是后续所有电学计算的读图前提，也是课程标准明确要求的学生必做实验。

（二）教学难点（【难点】【热点】）

1.并联电路实物连接中“分支点”的确定与接线柱合理分配（尤其是单刀双掷开关介入后）。

2.对“同时亮灭不一定串联”这一反直觉现象的逻辑接纳。

3.根据实际生活需求设计电路（如医院呼叫电路、电冰箱压缩机和照明灯电路）。

成因剖析：学生对“路径”缺乏拓扑学直观感受，易将时间上的同步误判为结构上的串联。

（三）难点突破策略

1.具象类比突破“节点”：引入“Y型水管分流”演示教具，水流对应电流，干管对应干路，分管对应支路，视觉化呈现“分岔路口”。

2.认知冲突实验：教师演示“拔掉一个灯泡，另一个依然发光”的并联实验，颠覆学生“同时灭才是并联”的错误归因。

3.规范建模：从“手拉手串成串”到“手拉手肩并肩”的游戏活动，将身体姿态转化为电路符号，建立心理模型。

五、实验器材与媒体资源：多层次保障

（一）分组器材（12组）

电源（3V电池组）、小灯泡（2.5V）2只、开关3个、灯座2个、导线若干、电流表（演示用，暂不要求学生使用）、红蓝双色记号笔（画路径用）。

分层准备：针对学有余力小组加发光二极管、小电动机、单刀双掷开关。

（二）演示器材

教学用大型电学演示板（磁吸式元件）、Y型玻璃管水流演示装置、自制“电路功能魔盒”（内部封装串并联组合，外接两个灯泡，通过拔插灯泡让学生猜内部结构）。

（三）数字化赋能（安徽专享资源建议）

充分利用皖教云平台及安徽省基础教育资源应用平台中的“虚拟电学实验室”仿真软件。对于动手能力稍弱的小组，可先进入虚拟实验室模拟连接，再转化为实物操作，降低器材损耗率，提高成功率。

六、教学实施过程深描（核心篇幅，约4800字）

本设计采用“一境到底·任务驱动·学评共生”的课堂结构，全程约45分钟，共分三大环节、九个小节。

（一）启航·情境浸润与问题生成（约5分钟）

【任务情境】城市灯光师的烦恼

【师】多媒体展示安徽芜湖长江大桥灯光秀及合肥天鹅湖万达广场节庆彩灯视频，特写镜头聚焦缠绕在树干上同时明灭的满天星彩灯，以及桥体轮廓独立闪烁的LED灯带。提问：设计师想实现两种效果——效果A：一串灯坏一颗，整串全灭；效果B：一盏灯坏一颗，其他灯依然璀璨。你能用桌上两盏灯泡、电池和导线，模拟实现这两种效果吗？

【生】分组尝试连接，教师巡视，用手机同屏技术抓拍典型连接方式投屏至白板。

【设计意图】将教材静态插图升级为动态本地化素材，激发民族自豪感与探究欲。不直接给出概念，而是将“结构决定功能”这一跨学科大概念植入任务指令，让学生在“做”中暴露思维原型。

【学评嵌入】观察员记录每组首次连接所用时间及呈现的现象，作为诊断性评价依据。

（二）建构·双线并进的深度探究（约28分钟）

本环节以“辨识特征—归纳规律—应用判别”为明线，以“实验规范养成与思维外显”为暗线。

1.第一层级：初识概念——从实物到定义的提炼（约8分钟）（【重要】）

【展示聚类】教师将巡视抓拍的成功电路照片分为两类：A类——两灯顺次首尾衔接（一字长蛇）；B类——两灯并排，两端分别扭在一起。

【师】这两类电路在连接手法上有何不同？如果用身体动作模仿，你会选什么姿势？

【生】小组讨论后派代表上台表演。学生典型表现为：A类——两人单手依次拉住；B类——两人各伸出一只手握在一起，另一只手自由。

【师】物理学家给这两类电路起了名字。依次连接的是串联（seriesconnection）；两端分别连在一起的是并联（parallelconnection）。在并联中，电源到分支点的部分是干路，分支点之间的部分是支路。

【动手建模】请学生在草稿纸上将刚才连接的实物图转化为电路图。教师投影展示典型错误（如导线横平竖直不规范、元件画在拐角处、并联分支点画成开关接点）。

【纠错点睛】教师示范并联电路图的标准画法：先画一条线表示干路正极出发，遇到第一个节点用实心点标出，分别引出两条支路（各串一灯），在另一端汇合于第二个节点，回到电源负极。强调：节点是并联的灵魂！

【重要等级标记】★★★（节点意识是突破并联识别障碍的第一道关）

【高频考点标记】★★★（电路图与实物互画每年实验操作考试必考）

2.第二层级：规律探寻——开关控制特性的对比实验（约12分钟）（【非常重要】【高频考点】【难点】）

【驱动问题】串联电路中，开关放在哪里才能控制灯泡？并联电路中，需要几个开关才能分别控制每个灯？

【任务支架】各小组领取第二个开关（部分小组领取第三个开关）。

【探究活动1】串联电路开关迁移实验

各组在已连好的串联电路基础上，将开关依次接在正极与灯A之间、灯A与灯B之间、灯B与负极之间。每改接一次，闭合、断开开关，观察两灯反应。

【数据记录】学生口述，教师板书记录：无论开关在何处，闭合开关两灯同时亮，断开同时灭。

【归纳共识】串联电路中，开关控制所有用电器，且控制作用与位置无关。

【认知冲突引爆】教师演示：将一个完好的串联电路中的某盏灯泡拧松半圈（模拟灯丝烧断），全班观察——另一盏灯也灭了。

【师】串联像一根绳上的蚂蚱，一荣俱荣，一损俱损。

【探究活动2】并联电路开关分层控制实验

各组在已连好的并联电路（无开关）基础上，思考：只装一个开关，要想控制整栋楼（整个电路），开关该装在哪？要想只控制左边办公室（L1），开关又该装在哪？

【动手尝试】学生分别在干路、支路接入开关，闭合、断开观察现象。

【数据对比】干路开关切断，全屋停电；支路开关切断，仅该灯熄灭，另一灯照常工作。

【高阶思维追问】（针对学优生）如果给你两个开关，要求每个开关都能独立控制同一盏灯（楼道双控），你能用现有的灯和开关尝试画出电路图吗？（此处不要求实物连接，仅作为思维拓展）

【设计意图】通过开关位置的“变量控制”，让学生深刻体会“结构决定功能”的逻辑链。并联支路开关的独立性是后期分析家庭电路和动态电路的原型经验。

【难点突破贴士】此时约有15%的学生仍存疑：为什么并联中一个灯坏了另一个还能亮？教师再次使用水流类比：你家水管堵塞一个水龙头，会影响隔壁邻居家的水龙头吗？物理规律来源于生活。

【考点标记】★★★（安徽中考填空题常见：街道路灯同时亮灭，但一盏坏不影响其他，连接方式为______）

3.第三层级：辨识强化——反例辨析与本质归纳（约8分钟）（【热点】）

【活动】“我是电路侦探”闯关游戏

第一关：观察教材图15.3-5（冰箱照明灯与压缩机），猜一猜它们是怎样连接的？你的判断依据是什么？（观察：开门灯亮，关门灯灭，压缩机是否工作与门无关→并联）

第二关：教师出示自制“魔盒”教具，表面可见两个灯泡L1、L2，两颗螺丝接线柱。闭合外部开关，两灯均亮。请学生在不打开盒子的前提下，任选一根导线进行“破坏性测试”——拆除一个灯泡，观察另一灯泡状态。

【预设】当学生拆掉L1，若L2灭→盒内串联；若L2亮→盒内并联。教师现场根据学生指令更换内部跳线，呈现不同连接方式。

【生】恍然大悟：原来“同时亮”不能作为判断串并联的唯一标准！必须看它们是否相互干扰。

【本质归纳】串并联的判别金标准只有两条：一看电流路径（唯一还是多条），二看用电器是否独立工作（互相影响还是互不影响）。外观是否同时亮灭是充分但不必要条件。

【重要等级】★★★★★（此为全课认知最核心升级）

（三）应用·跨学科实践与生活迁移（约10分钟）

【任务群组】基于安徽地域特色的项目式学习（PBL）

【子任务1】校园路灯节能改造方案（必做）

我校教学楼楼道有6盏白炽灯，每层2盏。原先设计是一个总闸控制所有楼层，夜间保洁阿姨打扫一楼时需要同时打开整栋楼所有灯，极其浪费。现后勤总务向物理组征集改造方案：如何仅增加少量导线，实现一楼、二楼、三楼各层独立控制本层照明，互不干扰？请画出电路设计图，并说明所需开关数量及安装位置。

【生】小组讨论，绘制电路图。展示典型方案：将6盏灯分为3组，每组并联，各组之间并联接到总干路，每组的干路上各装一个开关。

【师评】肯定并联思想，同时指出工程实际中还需考虑总电流、保险丝匹配，为后续学习伏安特性埋下伏笔。

【子任务2】模拟病房呼叫器（选做，供超前学习小组）

医院护士站需监控四个床位。1号床按铃，红灯亮并响铃；2号床按铃，绿灯亮并响铃；3号床、4号床同理，但共用同一个电铃。要求各床之间独立，互不锁定。请设计电路（用开关模拟床头的呼叫按钮）。

【生】挑战性极高，需综合运用并联支路独立及干路共享元件的思想。教师提供半成品图纸支架。

【设计意图】两道题均来自真实生活场景，第一题普及性强，第二题对接高中“门电路”早期启蒙，体现安徽作为科技创新试点省份对创新人才早期培养的要求。

【学评方式】采用“工程论证会”形式，小组互评方案的经济性（导线用量）与可靠性。评价量规包括：电路正确性30%、绘图规范性30%、方案创新性20%、讲解逻辑性20%。

（四）收束·概念图建构与素养升华（约2分钟）

【师生共建板书思维导图】

以“电路的连接”为中心，发散出串联、并联两大枝干。串联枝干挂载：连接方式（首尾）、电流路径（单一路径）、开关作用（控所有、位不限）、用电器关系（互相影响）。并联枝干挂载：连接方式（首首并尾）、电流路径（多条路径）、开关作用（干路控整体、支路控局部）、用电器关系（独立工作）。

【情感升华】教师总结：今天我们像工程师一样，从功能倒推结构，设计了服务于生活的电路。物理学不仅存在于实验室的精密仪器中，更存在于每一个让城市更明亮、让生活更便捷的细节里。希望同学们永远保持这份“探路”的好奇心。

七、板书设计：思维可视化地图

（提纲式，无表格，严谨层级）

第十五章第3节串联和并联

一、两种基本电路

1.串联

1.定义：元件首尾依次相连

2.电流路径：唯一

3.开关作用：控制所有用电器，与位置无关

4.用电器关系：彼此影响（不能独立工作）

1.并联

1.定义：元件两端分别连在一起

2.电流路径：多条（干路、支路）

3.开关作用：干路开关控整体；支路开关控本支路

4.用电器关系：互不影响（可独立工作）

二、判别串并联的核心方法

1.电流路径法（首选）：从正极出发，若不分叉，一直路径——串联；若分叉后又汇合——并联。

2.拆除法（互扰法）：取下任一用电器，其他用电器若无法工作——串联；若仍工作——并联。

三、生活应用模型

3.家庭电器、路灯——并联（各用电器额定电压相同，需独立控制）

4.节日小彩灯（部分老式）——串联（基于分压原理，现已多采用串并结合）

板贴区：安徽中考高频错题实物图连线示意图（教师手绘节点画法分解步骤）

八、作业设计：减负增效与素养延展

（一）基础巩固（必做，预计时长12分钟）

1.完成教材《动手动脑学物理》第1、2、3题，要求：必须先用铅笔在电路图上用箭头画出电流路径，再判断连接方式。

2.绘制自家客厅一个开关控制三盏吸顶灯的电路图（假设三盏灯并联，开关接干路）。

（二）实践探究（选做一题，鼓励视频提交）

3.【家庭实验室】利用废旧的USB线、发光二极管、纽扣电池，设计制作一个“可切换串并联”的迷你灯牌。要求：通过拨动开关，能使两个LED在串联（较暗）与并联（较亮）模式间切换。拍摄操作视频上传班级群。

4.【社会调查】观察并拍摄学校或居住小区路灯、景观灯的夜间实景，结合所学知识，向物业提出一条节能照明电路改进建议，形成200字左右的微型提案。

（三）安徽中考链接（思维进阶）

（2022·安徽中考改编）如图所示，某同学按照说明书