——《串联电路》教学案例

周芳

一、 教学背景

（一） 学情分析

本次授课的班级是一个全盲与低视力混合班，共有6名学生。其中，低视力学生4人，全盲生2人。4位学生物理基础、理解能力、数学推理能力较好；低视力学生的实验动手操作能力较强，能使用iPad拍照放大功能读取电压表的读数，2位全盲生在实验过程中需要个别化辅助。

（二） 教材分析

本节课是上海教育出版社九年级《物理》第七章《电路》第三节《串联电路》的第二课时，主要内容是串联电路的电压特点，《上海市初中物理学科教学基本要求》中规定的学习水平为理解。串联电路的特点既是电路的基本规律之一，与生活有着紧密的联系，也是高中进一步学习电学知识不可或缺的一块基石。在本节课之前，学生已经学习了欧姆定律、串联电路的电流特点等知识。

二、 教学设计

（一）教学目标

1.通过“探究串联电路的电压特点”的实验过程，知道串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和。

2.在运用串联电路的电流特点、电压特点和欧姆定律等知识解释简单电路问题的过程中，知道串联电路的分压作用及其公式。

3.感受“猜想、验证、归纳”的科学思维方法，逐步养成与人合作的意识和实事求是的科学态度。

（二）教学重点

串联电路的电压特点。

（三）教学难点

串联电路分压作用公式的推导。

（四）教学媒体资源选择

1.学生实验器材：电源、电键、小灯、蜂鸣器、电压表和导线若干等。

2.其他：演示课件、实物电路和iPad资源等。

三、 教学过程

（一）引入情景

1．教师演示两只小灯串联的电路，学生观察并描述两只灯的亮暗情况并回顾串联电路电流特点；

2．教师提出问题：小灯L1两端的电压U1、L2两端的电压U2、L1和L2串联电路两端的总电压U又有什么关系呢？学生思考。

【设计意图】从现象观察中产生新的疑惑、提出问题，激发学生继续学习的兴趣，引入新课。

（二）新授课程

1.活动I：实验与分析

（1）猜想假设

学生根据已有知识和经验提出关于U1、U2和U之间关系的猜想假设。

（2）设计方案

教师引导：要设计什么电路？需要哪些实验器材？怎么连接？实验数据表如何设计？实验需要注意哪些事项？

学生：小组讨论、交流实验方案。

（3）动手实验

学生连接电路，观察实验现象，并向同组全盲组员描述实验现象，记录实验数据。（低视力学生小组选用两个规格不同的小灯泡，在有盲生的小组中，选用两个规格不同的蜂鸣器，全盲生可以通过听觉察知部分实验现象。）教师巡视实验情况并个别辅导。

（4）分析归纳

学生小组分析实验数据、归纳得出结论。教师巡视并个别辅导。

（5）交流完善

学生大组交流、汇报实验数据及实验结论。教师进行评价总结。

【设计意图】通过猜测假设—设计方案—动手实验—分析归纳—交流完善的全过程体验，让学生对物理实验探索问题的方法有感性认识，提高学生实验动手能力，增强合作学习意识，养成事实求是的科学态度，感受分析、归纳的科学思维方法。

2．活动II：计算与推导

教师出示题目，引导学生思考、计算、讨论并推导串联电路的分压作用公式。

题目：（1）有两个规格不同的小灯L1和L2组成一串联电路，电源电压为4V，闭合电键，测得L1两端电压U1为2.5V，电路中的电流I为0.2A。求：L2两端电压U2；小灯L1和L2的电阻R1和R2；为什么两只小灯两端的电压会不同？

（2）尝试运用欧姆定律、串联电路的电流特点和电压特点公式推导L1和L2两端的电压与它的电阻R1和R2的关系。

【设计意图】通过实例计算引导，初步认识串联电阻两端电压与电阻有关；通过理论推导感受从定性到定量认知事物规律的科学思维方法；提高运用已有知识解决实际问题的能力。

（三）知识应用

活动III：设计与应用

出示题目，教师引导学生思考、交流。

题目：小李同学发现实验室有一盏小灯，灯丝电阻为10欧，能使它正常工作的电压为6伏，现只有电压为9伏的电源，请你帮助小李设计一个能使这盏小灯正常工作的电路。

【设计意图】提高运用已有知识解决实际问题的能力；感受物理与生活的紧密联系；激发学以致用、勇于创新、实践的意识。

（四）小结

教师引导，学生小结，提高知识梳理和表达能力。

（五）作业

1．小灯L1和L2串联后接在某电源两端，若它们两端的电压分别为5伏和3伏，L1的电阻 R1为50欧，则求：（1）通过电路中的电流I；（2）L2的电阻R2；（3）电路两端的总电压U；

2．一串由20只规格相同的小灯泡串联组成的节日小彩灯，若把它们接到照明电路中，则每只小灯两端的电压是多少？

四、 教学反思

（一）教学突破点

在本节课中，教师通过生活情景引出了教学主题，学生通过实验探究得出了串联电路的电压特点，并在解决简单电路问题的过程中，知道了串联电路的分压作用。学生通过观察、表述、探究等学习体验，经历自主学习、合作学习、探究学习发现了物理规律、建构物理知识，感受从特殊到一般、从定性到定量认知事物规律的思维方法，培养了学生的物理学科核心素养。

1．量身定制 个性教学

由于视力的障碍，学生在感知实验器材和物理现象时有很大的困难。如何从学情出发，找出学生学习困难之处，然后为每个学生“量身定制 个性教学”，让视障学生也能体验探究性实验的乐趣，品尝成功的喜悦，是教师需要思索的问题。

（1）教学内容太多

困难：《串联电路》包含了串联电路电流、电压和电阻的特点，一节课中探究串联电路的三个特点，对于视障学生而言容量太大。

解决的方法：合理设置课堂容量。将《串联电路》分三课时学习，本课时只探究串联电路的电压特点。

（2）视觉障碍阻碍了视觉输入

困难一：视障学生对于正确分辨实验器材存在困难：如电源的正负极、电压表的正负接线柱及量程等。

解决的方法：制作实物教具的标识，帮助学生认识实验器材。在实验器材上贴上盲文标识和明眼标识，可以辅助视障学生认识实验器材，从而为实验做好铺垫。如在电压表的接线柱、电键、蜂鸣器、电源的正负接线柱上都贴上了相应的盲文标识和明眼放大标识，方便学生获得正确信息。

困难二：低视生设计实物电路图存在困难。

解决的方法：用iPad学习软件可放大拖曳实物电路元件，方便学生绘图建模，完成实验设计。

困难三：在串联电路电压特点的实验探究中，常规器材是小灯，观察小灯的亮暗现象，对于盲生而言存在很大的困难。

解决的方法：优化优选实验器材。在有盲生的小组中，将实验器材小灯改为蜂鸣器，用听觉补偿视觉缺陷的方法让盲生能观察到实验现象，丰富学生的体验和感受，激发学生学习的兴趣。

困难四：低视力学生读取电压表示数存在困难。

解决的方法：用iPad拍照、放大图像的方法辅助低视力学生读取电压表示数。

（3）小组记数不全

困难：小组分享实验数据时，学生往往记住正在分享的一组数据，忘了其他两组数据，不便于大组分析实验数据，得出实验结论。

解决的方法：有效运用信息技术，将三组数据同步呈现在同一屏幕上，学生可通过学生端的电脑获得信息。大组通过分析三组数据，从特殊到一般，得出实验结论。

（4）动手能力差异大

困难：学生既有低视力与全盲的差异，又有学习水平和实验动手能力的差异，如何进行有效分组？

解决的方法：差异化分组、合作学习。根据学生的能力差异和视力差异，进行差异化分组。在小组组员配置时，兼顾低视力学生和全盲学生，将学习能力和实验操作能力较强的低视力学生设为组长，辅助全盲生完成电路图，协作完成实验，合作学习。

2．有效运用信息技术，辅助视障学生学习

iPad作为一种学习工具，其内置辅助功能可以很好地满足学生的特殊需求。低视力学生通过简单的设置可以放大缩小、反转颜色、调整灰度等，有效合理地利用了自身的视觉残余视力；低视力学生用iPad学习软件模拟连接实物电路，方便了绘图建模；低视力学生借助iPad上的照相机功能，将电压表的表盘数据拍摄下来，通过放大方便读取数据信息；盲生用点显器和iPad的组合可以记录实验数据、读取学习资料等；搭建教室局域网络，应用iPad移动教学，即时呈现了学生活动效果，方便了师生互动交流：如低视力学生在iPad上解题，教师通过iTeach和Air Server，实时监控学生的学习进度、收集学习成果，并将任一学生的iPad的屏幕分享给大家，增加了课堂互动性。

（二）教学改进

在整个教学设计中，还有许多欠考虑的地方，今后在进行这一教学课例时，还需在以下地方进行改进：

1.使用拼贴式触摸图，辅助盲生自主设计电路图

在完成实验电路图的环节中，全盲同学如能通过拖动带有磁性的元件点子符号完成实验电路图，则能使盲生在设计电路图环节中由被动性转换为主动性。盲生可将抽象知识落实到具体操作中，方便教师评价和给予指导，抽象到形象的转变过程，有助于全盲学生正确架构电学知识，并体现其学习的主动性。

2. 继续创新实验。

将iPad和DIS数字实验系统相结合，学生能使用传感器测量电路两端的电压，通过专用软件平台读取到电压表示数的语音信息，能将数字信息转化成图像信息，同步呈现几组的实验信息等等，则更能方便视障学生进行实验探究。

（作者单位：上海市盲童学校）

【专家点评】

王玉钊（长宁区教育学院初中物理教研员）

周芳老师“以人为本”的教学，体现在她的教学行为上：

1．课堂容量的设置。周老师充分考虑盲校学生的视觉困难和学习能力水平的差异，她把《串联电路特点》一部分的教学内容、合理分为三课时实施完成，这是以人为本的考量。

2．实验器材的选择。电路中的用电器有小灯泡也有蜂鸣器，既照顾到全盲生也考虑到低视力，低视力用视觉感受小灯的亮暗，全盲生用听觉感受蜂鸣器的响度，周老师通过实验器材的选择，尽量丰富学生的体验和感受，激发学生学习的兴趣，真的是以人为本！

3．信息技术的使用。本节课合理使用信息技术辅助教学，iPad拍照放大功能弥了补低视力同学的视觉困难；利用iPad软件画电路图，方便学生绘图建模、交流评价，充分体现了技术手段为人服务。

4．合作学习的组织。本节课周老师采取了差异化分组、合作学习的模式，这里面既有低视力与全盲的差异配置，也有学习水平和实验动手能力的差异配置，体现了周老师充分理解学生学习的困难，从他们的实际需要出发，合理配置组员。

周老师“以人为本”的教学行为源于她的“用心教学”，充分展现了她“发展学生学科核心素养”和“转变教学方式”的教育理念。

本节课周教师精心设计了一个情景和三个学生活动，都是以两个导体串联的电路为场景，情景很简单，让学生容易看得清楚、看得明白。虽然看似简单，但是用意却很深。

首先，我们来看周老师创设的“情景”：两只小灯串联在电路中，闭合电键后，请学生观察并描述现象（小灯亮了，一只灯较亮，另一只灯较暗）。“小灯亮了说明什么？”“为什么会有电流通过小灯？”“小灯L1两端的电压U1、L2两端的电压U2与L1、L2串联电路两端的总电压U又有什么关系呢？”通过一系列问题的引导和对话交流，激发起学生的疑问和进一步学习的兴趣，自然引入新课的学习。

通过之前的学习，虽然学生已经知道了“电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因”，知道了“某导体中的电流与导体两端的电压成正比”，但是部分学生对于“不同导体两端的电压相同时，通过它们的电流大小不同”仍然缺乏清晰的认识，而且，部分学生对于上节课学习得到的“串联电路中的电流处处相等”这一规律存在一知半解的现象。基于这些情况，有些学生可能会猜想：“串联电路中各用电器两端的电压是不是也相等呢？”也有些同学会猜想“两个串联的、不同的导体两端电压可能不相等”，所以周老师创设的这一问题情景看似简单，但却是基于学生原有的认知基础、容易激发学生产生不一样的疑问，相异的猜想更能激发学生探究学习的热情。

再来看三个学生活动。活动1是学生通过实验探究串联电路各部分的电压关系，感受科学探究的过程；通过初步分析实验数据、交流归纳，形成统一认识之后，再进一步观察比较活动1的实验数据，又发现新的问题：“为什么串联的两个不同导体两端的电压大小不相等？”从而进入活动2的学习，根据活动2的问题引导，学生利用活动1归纳得出的“串联电路的电压特点”、结合之前学习的“欧姆定律”和“串联电路的电流特点”等知识进行简单的数值计算，通过交流计算的结果，让学生初步感受到串联的导体有分压作用，并得出“导体电阻越大，分担的电压越大”这一定性结论，从而激发学生理论推导“电阻分压大小与电阻大小之间定量的关系”、归纳得出分压作用公式。活动3是要求学生综合运用所学知识完成电路设计，让学生感受解决同一问题的不同思维路径，激发学生的创新意识，体验学以致用取得成功的喜悦。

总之，本节课的活动设计既有实验探究、又有思维探究，还有实践应用；从形象到抽象、从定性到定量、从特殊到一般、从归纳到演绎，在周教师的主导下，以学生为主体，层层展开，有序推进，充分调动学生的学习热情、激活学生的思维，提高科学探究的能力，激发学生勇于实践、敢于创新的意识。在周老师的带领下，学生们经历了观察描述、小组实验、大组交流归纳等科学探究的过程，进行了自主学习、合作学习和探究学习，组员之间充分感受着需要与被需要，体验着合作学习的快乐，也感悟到应该担当的同伴互助的责任。