九年级物理上册《电路连接的基本方式》教学设计

九年级物理上册《电路连接的基本方式》教学设计

一、教学背景分析

（一）教材分析

本节内容选自苏科版物理九年级上册第十三章第二节，是电学部分的奠基性内容。在知识序列上，学生已学习了简单电路的基本组成、电流与电压的初步概念，本节将从静态识别转向动态连接，系统研究电路连接的两种基本方式——串联与并联。教材以“如何使两个小灯泡同时发光”为核心任务驱动，通过对比实验引导学生发现不同连接方式下电路的结构特征、电流路径及用电器工作状态，为后续学习电流规律、电压规律、欧姆定律以及复杂电路分析奠定关键基础。从课程标准的维度审视，本节承载着物理观念建构、科学探究能力培养、科学态度养成的三重功能，属于【核心素养·重点】模块，是【中考高频考点】密集呈现的章节，在全国各地中考试卷中几乎年年必考，通常以实验探究题、作图题、电路故障分析题等形式出现。

（二）学情分析

九年级学生处于形式运算思维发展阶段，具备一定的观察、归纳能力，但对抽象电路模型的理解尚需具体经验支撑。学生在日常生活中对家庭电路、节日彩灯等有模糊感知，但尚未形成科学概念。前概念中常见的迷思包括：认为用电器越多越亮一定是因为串联、开关必须靠近电源正极、电流会消耗等。本节将通过大量的动手连接、可视化电流路径演示，帮助学生实现从生活经验向科学概念的跨越。学生首次接触规范的电路连接操作，对电学实验仪器的使用规范、安全事项均需强化，因此在教学实施过程中必须将操作规范与原理认知并重，这是【学习难点】的集中体现。

（三）课程理念体现

依据《义务教育物理课程标准（2022年版）》“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，本设计以真实问题为情境，以探究实践为主线，以思维进阶为暗线，以数字技术与传统实验融合为手段。课程定位为“探究研讨型”实验课，力求通过“连接—观察—对比—归纳—应用”的完整认知链条，使学生在动手动脑中实现科学思维的自然生长，体现“做中学、学中悟”的课改精髓。

二、教学目标设计

（一）物理观念

1.能说出串联电路和并联电路的结构特征，能准确绘制两种电路的规范电路图。【重要】

2.理解串联电路中电流路径唯一、各用电器相互影响的本质；理解并联电路中电流路径分叉、各用电器独立工作的本质。【核心素养·重点】

（二）科学思维

1.通过对比实验，运用控制变量法和归纳法概括串联与并联的特点，培养模型建构能力。【高频考点】

2.能根据实际需要设计简单串、并联电路，并分析生活中常见电路的连接方式，发展迁移应用能力。

（三）实验探究

1.会正确使用电池、小灯泡、开关、导线等器材连接串、并联电路，养成规范的实验操作习惯。

2.经历“问题—假设—实验—证据—解释”的科学探究全过程，能记录、分析实验现象并得出可靠结论。【热点·探究能力】

（四）科学态度与责任

1.在小组合作中培养分工协作、交流反思的团队意识。

2.认识安全用电的重要性，形成规范操作、尊重证据的科学伦理。

三、教学重点与难点

（一）教学重点

1.串联电路和并联电路的结构特点及电流路径。【核心素养·重点】

2.规范绘制串、并联电路图并动手连接实物。【高频考点】

（二）教学难点

1.并联电路中分支点与汇合点的识别，干路与支路的区分。【学习难点】

2.对“用电器独立工作”这一本质特征的深度理解及应用。【思维进阶难点】

四、教学策略与方法

本设计采用“境脉引领—任务驱动—探究生成—评价嵌入”四阶循环教学模式。宏观策略上：以“为学校设计模型楼道照明电路”为大情境，将知识点问题化，将问题任务化，将任务活动化。微观方法上：融合直观演示法、对比实验法、小组合作研讨法，并引入数字电流传感器实时显示电流路径，实现抽象概念具象化。全课贯穿“教—学—评”一致性原则，通过嵌入式评价量规即时反馈学习状态。

五、教学资源与准备

1.教师资源：多媒体课件、数字电流传感器演示系统、电路连接示教板、实物展台。

2.学生资源：四人一组，每组配备电池盒（含2节干电池）、小灯泡2只、开关2只、导线若干、实验记录单、彩色贴纸（用于标记电流路径）。

3.环境准备：实验桌布置呈岛式，便于小组围坐交流；电源总控台设有漏电保护器。

六、教学实施过程

（一）创设情境激趣导入

上课伊始，教师展示一张学校新教学楼走廊的实拍照片，照片中声光控感应灯在无人时熄灭，有人经过时两盏灯同时亮起。“工程师在设计电路时，如何实现两盏灯同时亮起？”学生凭借生活经验猜测是并联或串联。教师顺势出示一组节日彩灯实物——其中一串是传统串联式小彩灯（一颗坏则整串灭），另一串是新型并联式LED灯带（个别灯珠损坏不影响其余）。教师随机拧松其中一颗传统彩灯灯泡，整串熄灭；再剪断LED灯带某处，其余部分依然发光。强烈的认知冲突瞬间激发探究欲望。教师将两组彩灯悬挂于黑板两侧，提出问题：同样是两只灯泡、一个电源、若干导线，连接方式不同会导致效果如此悬殊，这背后的电路原理究竟是什么？从而自然揭示课题。本环节约5分钟，旨在唤醒前概念、制造悬念、明确任务，【情境创设·热点】。

（二）问题驱动自主建构

1.任务发布与器材认知

教师通过实物展台展示每组桌上的器材：电池盒两个（已装电池）、小灯泡2只（2.5V）、开关2只、导线7根。强调电学实验第一铁律——连接电路时开关必须断开，经检查无误后方可闭合。学生迅速清点器材，组长领取实验记录单。记录单首栏设置自评区：是否已断开开关？全组确认后进入下一步。

2.初次连接·生成原型

任务1：请你用桌上器材，让两个小灯泡同时发光。你有多少种不同的连接方法？每找到一种，立即将实物连接方式用红蓝笔在记录单的方格纸上画下来（不要求规范电路符号，先用草图记录）。

学生开始分组尝试。此时教师巡视，捕捉典型连接方式：有小组将两灯首尾相连成一串（串联）；有小组将两灯并列排开，分别用导线连接在电池两极（并联）；还有小组试图用两根导线将两灯直接夹在电池同极（短路）。教师不急于纠正，而是用手机拍摄典型错误电路投屏。3分钟后，各组基本完成1至2种连接。教师示意暂停，请两组代表用示教板向全班展示连接方式。第一组展示的是典型串联：从电池正极→开关→L1→L2→电池负极。第二组展示的是典型并联：电池正极分为两条支路，分别经过L1、L2后汇合回到负极。教师将两组实物连接摆放在讲台两侧，分别标记为A组、B组，并用数字电流传感器探头接入A、B电路，大屏幕上实时显示电流流动光点轨迹——串联电路中光点如列车过隧道般依次穿过L1、L2；并联电路中光点则在分支点一分为二，如两条溪流，过用电器后在汇合点重聚。全班发出惊叹。此时教师追问：这两类电路在结构上最本质的区别是什么？学生初步归纳出“一条路还是两条路”。【核心素养·重点】首度浮现。

3.深度探究·解构特征

任务2：请各小组重新连接串联电路，围绕以下问题开展对比实验，并将现象记录在表中。

（1）串联时，电流路径有几条？若取下其中一只灯泡，另一只灯泡是否发光？

（2）并联时，电流路径有几条？若取下其中一只灯泡，另一只灯泡是否发光？

（3）若改变开关在串联电路中的位置（正极与L1之间、L1与L2之间、L2与负极之间），开关的控制作用是否改变？

（4）若两个开关分别与两只灯泡串联后再并联（即支路各有一个开关），闭合或断开其中一个支路开关，对本支路及另一支路有何影响？

实验活动有序展开。教师强调每改变一次连接都要断开开关，小组内两人操作、一人记录、一人汇报预演。15分钟内，各组完成四组对比实验。此时教师组织全班进行证据共享：串联电路电流路径唯一【高频考点·必考】，任意位置断开用电器全部停止工作；并联电路电流路径至少两条，支路用电器独立工作，互不干扰，且干路开关控制整个电路，支路开关只控制所在支路【高频考点·易错】。教师顺势引出规范术语：节点、干路、支路，并在黑板板书区域用三色磁扣模拟分支点与汇合点。

1.概念建模·符号转化

在充分实验感知基础上，教师引导：“物理学家为了简洁、精确地描述电路，创造了电路符号。今天我们也来做一回电路语言的设计者。”学生自主阅读教材电路元件符号规范。随后教师发出挑战：请将刚才绘制的实物草图转化为规范的电路图。教师以串联为例，板演规范画法——横平竖直、拐角直角、元件不置于角落。学生当堂在学案上完成串联、并联两种电路图的绘制，小组交换互评。教师用实物展台展示两份典型作业：一份是开关画在转角处，另一份是交叉连接未用实心点。师生共同修正，强调连接处实心点、导线交叉不连接时跨线画法。此环节将实验操作抽象为符号模型，是科学建模能力的关键跃升，【重要·建模思维】。

2.辨析深化·破除迷思

教师出示一组判断题，通过互动答题系统即时反馈全体掌握情况：

（1）马路两旁的路灯，晚上同时亮、早晨同时灭，它们一定是串联。（错误，并联，由干路开关控制）【高频·生活应用】

（2）家庭电路中各用电器互不影响，因此是并联。（正确）

（3）串联电路中，开关位置改变，控制作用一定改变。（错误，串联电路开关无论在哪，都控制整个电路）

（4）并联电路中，支路越多，干路电流越大。（正确，此处仅定性感知，为后续欧姆定律埋下伏笔）

学生针对第（1）题辩论激烈，教师适时播放路灯控制柜内部结构视频，清晰展示多个并联支路及总开关，迷思得以澄清。

（三）应用迁移深化理解

1.设计思维挑战

情境升级：学校为教学楼每层设计照明模型，要求如下——

①楼层入口一盏灯，由总开关控制；

②左右两间教室各一盏灯，分别由两个独立开关控制；

③三盏灯互不影响，且总开关能同时切断所有灯。

任务3：请在学案虚线框内设计该电路图，并选用桌面器材（增加1只灯泡、1个开关）连接实物模型验证设计的可行性。

这是一个典型的混联电路初级应用（并联后与总开关串联），对学生是挑战性任务。教师不直接告知答案，而是提供思维支架：先确定三盏灯的关系（独立工作→并联）；再思考总开关与三者的关系（同时控制→置于干路）。小组研讨氛围浓厚，部分小组设计出将总开关放在干路、三个支路各有一个开关的正确方案。教师邀请一个小组上台展示，并让其他小组对照本组方案找差异。通过实物连接验证，学生发现：只要干路有开关，无论支路开关如何，断开干路则全灭；闭合干路，支路开关独立控制对应灯。至此，学生对串、并联的本质区别已从记忆水平上升为理解与综合应用水平，【难点·突破】。

2.生活视野拓展

教师展示汽车大灯控制面板示意图、冰箱压缩机和照明灯内部电路图、高铁车厢同侧顶灯布线逻辑等真实工程案例，引导学生运用本节课所学解释设计意图。学生发现：车灯并联可避免一盏损坏全车黑；冰箱门开关是控制照明灯支路的；高铁车厢顶灯采用冗余设计——每节车厢内同侧顶灯分为两组并联支路，一组故障仍能保证基本照明。学生不禁感叹物理原理就在宏大的工程之中。本环节不追求定量计算，重在建立物理观念与技术应用的联结，【一般·素养积淀】。

（四）总结提升拓展延伸

1.概念图共建

教师通过智慧白板发起全班共建概念图活动。白板中央呈现“电路连接方式”，学生通过平板推送关键词：串联、并联、电流路径一条、电流路径多条、相互影响、独立工作、干路、支路、节点、开关控制作用等。师生共同拖拽、连线、分层，生成全班共识的思维结构化图示。教师将高清概念图一键发送至学生端，纳入电子笔记。

2.前呼后应释疑

回到课前情境：节日彩灯为何一串中一颗坏全灭，另一串剪断某处依然亮？学生脱口而出：前者是串联，后者是并联！教师追问：LED灯带内部究竟是全部并联吗？抑或存在串并联混合？教师出示一段柔性LED灯带解剖实物——铜箔导带上清晰地显示出多个并联单元，每个单元内若干LED灯珠串联后与电源并联。学生惊叹之余初步感知串、并联的复合应用，为下一节课“混联电路”打开一扇窗。

3.实验素养评价

各小组根据实验记录单的自评、互评项，统计本组本次实验的规范操作得分。教师聚焦两项高频失误：连接时未先断开关、导线在接线柱上松动导致接触不良。通过正向示范与反面案例对比，强化“电学实验第一意识”——安全、规范。

4.分层作业设计

【基础类】必做：绘制家中卧室照明电路（至少两盏灯、分别控制）的电路图，并与父母交流是否符合实际布线。【核心素养·应用】

【拓展类】选做：利用Tinkercad或PhET仿真平台搭建一个具有三个并联支路、且干路支路均带开关的电路，仿真验证开关的控制逻辑，生成电路截图分享至班级论坛。【创新·数字素养】

【探究类】课题：为何圣诞树小彩灯常采用串联方式，而普通室内照明必须并联？从经济性、安全性、维护成本等角度撰写一篇300字微科普短文。【跨学科·工程思维】

七、板书设计

板书以“知识树”形式动态生成，主板书分为三栏：

左栏——串联电路特征树：电流一条路、开关控全程、用电器共生死。配图：节点电路图及电流流向箭头。

中栏——并联电路特征树：电流有分支、支路独立行、干路总开关、支路自分明。配图：三色粉笔分别绘制干路红、支路蓝、汇点绿。

右栏——核心对比格：串联VS并联，从结构、电流路径、工作影响、开关作用、生活实例五维度以短句对比呈现，底部留白“生活发现”区，供后续课时补充实例。

整个板书不追求完整罗列，而是突出核心概念的视觉对比与思维进阶路径。

八、教学评价与反思

本设计秉持“评价即学习”理念，将评价嵌入实验操作、草图绘制、电路图规范、方案设计、问题应答等全链条。量规采用等级描述法：操作规范维度分A（每次断开开关、导线压紧）、B（偶尔提醒）、C（多次违规）；电路图绘制维度分A（完全规范）、B（1处失误）、C（多处错误）。课后通过问卷星采集学生关于“本节课最有趣的实验”“尚未完全清楚的概念”“还想探究的问题”等数据。从以往教