初三物理电路故障教学的研究

袁宝祥

【摘要】电路故障问题是初中物理课程中相对较难的内容，同时也是中考的重点内容.加强初三物理电路故障教学研究，能够为学生学好电路相关知识、提升课程教学效果提供经验和参考.本文以提高初中物理课程教学效果为目的，采取案例分析等方法对初三物理电路故障教学进行研究，并从以下几个方面提出参考建议：重视教学讲解，夯实知识基础；重视实验指导，促进探究学习；讲解典型习题，培养解题能力.

【关键词】初中物理；电路故障；课堂教学

电路故障问题是初中电学部分的重要知识点，也是中考的常考点和易错点.在考试中，出题者通常会利用选择题、实验题等题型来要求学生根据灯泡亮暗和电表的示数变化，判断电路故障发生的位置.但是，在解题过程中，部分学生由于不会分析电路图、找不到电流的走向、分析不清电路中各元件之间的连接方式而出现错误，导致考试失利.针对此，在初三物理教学指导中，教师应准确把握课程重点、考试要点，整合电路故障教学内容，并采取多元策略对学生进行有效指导.

1 重视教学讲解，夯实知识基础

扎实、准确地掌握基础知识是考试中正确解答问题的前提.在初三电路故障教学指导中，教师应重视基础知识教学，通过新课、复习课等不同课型帮助学生掌握、巩固重点知识，为他们在解题中的灵活运用打好基础.

例如 苏科版初三物理上册“电路初探”这一单元“电路连接的基本方式”这一节内容是在学生学习简单电路的连接方法以及学会画电路图的基础上，进一步学习有关不同电路的连接方式——串联和并联.它既是对前一节内容的深入研究，又为学生学习后面的有关内容做准备，更是为学生分析电路故障问题提供基本原理.因此，教师在新课教学中，应明确教学重点难点，帮助学生准确理解并探究串并联电路的特点.在课堂探究中，教师在讲解基础知识后，为学生提供串并联电路实物，并通过各种操作提出问题，引导学生观察：

（1）闭合开关，观察分析串、并联电路中电流路径有何特点？学生分组实验，并观察灯泡发亮的情况，结合教师绘图，认识到“串联电路只有一条电流路径，并联电路有干路与支路之分”这一特点.

（2）闭合开关，取下其中一只灯泡，观察另一只灯泡是否仍然发光？学生分组实验，教师参与其中，通过分析和讨论，师生共同总结出“串联电路中各用电器互相影响，一个用电器发生断路，所有用电器都不能工作；并联电路中各用电器互不影响，一个支路的通断不会影响其他支路用电器的工作”这一特点.

（3）在串并联电路中，开关控制作用是否相同呢？教师与学生共同展开实验，并观察灯泡发亮情况，进而总结出“串联电路中开关总是控制所有用电器，和它的位置无关；并联电路中，干路上的开关控制所有用电器，支路开关只控制所在支路的用电器.”这一特点.

在新课教学中，教师把握重点内容，结合实物演示进行知识讲解，使学生对串并联电路中用电器的工作特点以及开关的控制作用的不同形成了更加形象直观的认识和理解.同时，教师与学生根据实验现象共同规范总结串并联电路的特点，促使学生通过感性认识实现理性总结，提高对电路连接的基本方式相关知识的把握，为分析电路故障问题奠定了知识基础.

在完成新知教学后，教师还可以利用复习课引导学生回顾、巩固电路知识，帮助学生初步总结电路故障问题，引导学生构建知识体系.

例如 在复习“串联电路和并联电路的特点”时，教师利用多媒体展示两种最基础的电路图，并引导学生结合图示，按照一定的逻辑来回顾、总结电路故障现象及故障判断的方法.

其中关于串联电路，总结如下：（1）当两灯都不亮，则判断电路断路.这时可采用电压表判断法，即若电压表有示数，接近电源电压，则与电压表并联的用电器断路；若电压表无示数，则另外一个用电器断路.还可以采用导线判断法，即用一根导线连接在电路的两点间，检查电路故障.电路中原来无电流，用导线连接在电路的两点间后，若电路中有电流，说明导线连接的两点间断路；若电路中仍无电流，则导线连接的两点以外的电路断路.（2）当一灯亮一灯不亮，则说明不亮的灯短路.对于并联电路，若两灯都不亮，则电路短路或干路断路；若一灯亮一灯不亮，则不亮的灯断路.针对串并联电路中的每一種故障情况，教师都附上相应的习题加以说明，以强化学生记忆，巩固学生对知识的把握.

综上，新课讲解过程中，教师采取多种方法引导学生感知、生成电学知识，奠定理论基础；在知识复习中，教师结合电路故障问题引导学生有意识地梳理回顾知识，将理论知识与实际应用初步结合，促使学生有条理地运用所学知识探究判断电路故障的方法.这样的教学实践主要从“双基”层面对学生进行指导，为他们解决更加复杂的电路故障问题做好准备.

2 重视实验指导，促进探究学习

实验是物理学的基础.在考试中，电路故障问题通常以实验的方式出现，因此，利用实验引导学生探究电路、分析电路则是提高教学有效性的必然选择.在电路故障问题教学中，教师引导学生通过动手实验找出电路故障并解决问题，可以提高学生学习物理的兴趣，提升学习的效率.同时，也可以丰富学生的学习方式，让学生经历科学探究过程、掌握科学研究方法、提升创新精神和实践能力，实现核心素养的综合发展.

例如 在电路故障复习中，为了让学生更加准确地掌握串联电路故障的分析方法，把握串联电路故障的规律，教师准备了电源、电阻、小灯泡（1个正常、2个断路、1个短路）、2个定值电阻、电压表、电流表、导线等实验器材，引导学生通过分组实验操作进行具体探究.在实验导入环节，教师先向学生进行演示：连接好串联电路，闭合开关后发现小灯泡不亮，检查电路并未发现连接问题.然后提出问题：“根据所学知识，如果一个电路中连接并未出现问题，那么就应该是用电器发生故障.现在请同学们猜测一下，这一串联电路可能是发生了什么故障呢？”学生根据实验现象做出猜测，有的认为是小灯泡断路，有的则认为小灯泡可能短路.针对学生的不同回答，教师引导他们利用提供的电路元件分组实验，找出电路的具体故障，并将实验方法、实验现象、实验结论填写在学案上.

其中负责断路故障分析的一组按教师给出的电路图连接完成后，闭合开关，观察电流表和电压表的示数、灯泡状态，最后做出分析：电流为零，电压为零，小灯泡不亮，则电路故障判断为小灯泡断路.根据学生的判断，教师继续提问：如果电阻断路会出现怎样的情况.学生按要求调整电路，并观察实验现象：电流为零、电压有示数，小灯泡不亮.教师对此进行提示：对比两种情况，我们发现，只要是断路故障，电流表都没有示数.那你们还能具体判断出是哪一个用电器故障吗？对比以下两种情况有什么不同？”学生通过实验操作继续观察分析电压表的示数，并确定可以通过电压表有无示数来确定具体的故障元件是在所测范围以内还是以外.教师肯定了学生的实验结果，并与学生共同总结：在串联电路中，当电路中没有电流时，电路出现断路故障，再根据电压表示数情况判断具体的故障对象.基于同样的教学思路，教师对负责短路故障分析的各小组进行了指导，让学生通过实验也总结出判断串联电路故障的规律.

综上，整堂课在设计上以实验为主，让学生自主探究，发挥学生的主观能动性，探究电路故障的具体情况.通过实验教学既培养了学生的实验操作能力，又借助实验平台进行实验操作、展示实验现象，增强演示实验的可视性，提高实验的效果，提高学生对电路故障问题的认识.

3 讲解典型习题，培养解题能力

在初三物理备考过程中，有些教师为提高教学效果，强化学生对电路故障问题的掌握情况，常常采用“题海战术”，为学生安排大量习题，希望他们在机械的训练中形成解题能力.这种教学方法的弊端在于学生虽然能够掌握知识原理，却难以实现灵活运用，在面对同类问题时依然无法准确判断和解答.针对此，教师在电路故障问题教学指导中，要积极调整教学思路，减少安排習题的数量，提高习题质量，利用典型习题，培养学生的解题能力，让学生能够自主灵活地运用物理知识.

例如 在电路故障问题分析中，常会出现“根据灯泡亮暗和电表的示数变化来判断电路故障发生的位置”这一类问题，针对此，教师通过设计复习专题，引导学生对这一类问题进行集中分析，并利用典型习题指导学生进行深度学习.

习题 实验课上，学生把两个相同规格的小灯泡连接在如下图1，甲所示的电路中，闭合开关后，两灯泡发光.此时，一学生不小心把L₁的玻璃外壳打破了，结果L₁熄灭，L₂却更亮了.这是为什么呢？他们提出猜想：猜想一：可能L₁处发生断路；猜想二：可能L₁处发生短路.根据题意回答问题：（1）根据（选填“串联”或“并联”）电路的特点，可知猜想一是不正确的；（2）针对猜想二，学生找了一只电压表，分别并联在L₁，L₂两端，如图乙所示，假如猜想二成立，则两次读数有何特点？（3）实验发现两次电压表均有明显读数，且L₁两端电压比L₂两端电压小，说明猜想二也不正确，你认为L₁熄灭、L₂更亮的原因可能是什么？

这一题目属于相对开放且具有一定难度，在习题讲解中，教师首先要引导学生放平心态，耐心地梳理题目中的信息，并由易到难逐个突破.其中，在引导学生解答问题（1）时，教师引导学生回顾串联电路的特点，分析电路图的具体情况，从而认识到在这一电路图中，当处发生断路时，整个电路中就不再有电流，灯泡也不会发光，这与题意不符，所以猜想一是不正确的.在讲解问题（2）时，教师启发学生运用之前所学的分类假设的方法，对乙图中电器的电压表的示数作出判断.在讲解问题（3）时，教师启发学生结合串并联电路特点进行分析，结合电阻、电流知识来判断电路故障的原因.

综上，典型习题不仅能够帮助学生梳理总结重点知识，更能够学到相应的解题方法，从而达到举一反三的效果.所以，在初三物理电路故障问题的教学指导中，教师应精心挑选习题，突出习题的典型性，让学生通过对习题的深挖，建构解题思路，形成知识运用能力.

4 结语

总之，加强初三物理电路故障教学指导，能够促使学生有效掌握电学知识，提高学生备考水平.本文结合初三物理电路故障教学内容提出了几点教学建议，为相关研究提供参考，但是其中依然存在诸多不足.所以，教师应继续深入研究课程标准和考试大纲，把握中考的出题方向，强化学生对电路故障相关知识的理解和运用，为学生更好地应对中考提供助力.

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