◇張大端

《導(dǎo)體與絕緣體》是小學(xué)科學(xué)（教科版）四年級下冊第一單元《電》5課。本課中的原型實驗存在材料太簡單、可靠性差等不足，不能對鉛筆芯、人體、大地、自然界的水等身邊的材料做出是絕緣體還是導(dǎo)體的正確判斷。實驗改進(jìn)涉及的材料有觸摸開關(guān)、導(dǎo)線、燈泡等。實驗改進(jìn)之后效果明顯、易于觀察，能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性，將安全教育變得形象直觀。

一、教材分析及原型實驗

本課分為兩部分，第一部分“檢測身邊的物體是否導(dǎo)電”。通過將身邊的物體接入“電路檢測器”，觀察小燈泡是否發(fā)光，區(qū)分哪些物體是導(dǎo)體，哪些物體是絕緣體。第二部分“教室里電器設(shè)備的絕緣體”。這部分是對第一部分內(nèi)容的理解和應(yīng)用，其中強調(diào)了用電安全教育，提出了“不要用濕布擦拭，也不能用濕手觸摸電器和開關(guān)”。

二、原型實驗不足及需要改進(jìn)的地方

“為什么不能用濕布去擦拭，也不能用濕手觸摸電器和開關(guān)”是一個安全教育常識，也告訴我們?nèi)梭w和水（濕的東西）是導(dǎo)體。由于教材中“電路檢測器”太簡單、可靠性差，只能證明電阻小的金屬材料是導(dǎo)體，而對電阻稍大的鉛筆芯是不是導(dǎo)體的實驗效果不明顯。更沒辦法證明人體、自然界中的水是不是導(dǎo)體（以下實驗中所說的水均指自然界中的水）。對“為什么不能用濕布去擦拭，也不能用濕手觸摸電器和開關(guān)”這個對學(xué)生來說很重要的安全教育也不能用實驗來證明。這就為我們對科學(xué)教學(xué)的探究留下了更多空間。針對以上問題在完成了第一部分的教學(xué)后，我用自制的“導(dǎo)體絕緣體檢測器”對本課的實驗進(jìn)行了改進(jìn)，在教學(xué)中取得了明顯的效果。

三、實驗器材和工作原理

這個實驗改進(jìn)的關(guān)鍵是將一種靈敏度非常高的新型材料“觸摸開關(guān)”運用到教學(xué)中。把觸摸開關(guān)、導(dǎo)線、燈泡等組成一個“導(dǎo)體絕緣體檢測器”，接入照明電路中。其工作原理是將這個“導(dǎo)體絕緣體檢測器”接通電源，只要是導(dǎo)體接觸觸摸開關(guān)，電路接通，燈泡發(fā)光。反之，用絕緣體接觸觸摸開關(guān)，燈泡則不會發(fā)光。

四、實驗操作

（一）檢查設(shè)備“導(dǎo)體絕緣體檢測器”的可靠性

用橡皮等絕緣材料接觸觸摸開關(guān)，燈泡不會發(fā)光；用回形針等金屬物體接觸觸摸開關(guān)，燈泡發(fā)光。

（二）證明人體是導(dǎo)體的實驗

用手接觸一下觸摸開關(guān)，燈泡發(fā)光。我們可以用身體的任何一個地方接觸這個開關(guān)，效果是一樣的。

（三）證明自然界中的水是導(dǎo)體的實驗

用一張紙巾，讓它一頭保持干燥、一頭沾水，分別接觸觸摸開關(guān)，觀察實驗現(xiàn)象。我們會看到：用干燥的紙巾接觸觸摸開關(guān)，燈泡不會發(fā)光；而用沾了水的紙巾接觸觸摸開關(guān)開關(guān)，燈泡會發(fā)光。我們注意到這組對比實驗中：相同的條件都是同一張紙巾，改變的條件是水，就會出現(xiàn)一個發(fā)光另一個不發(fā)光的現(xiàn)象。這個實驗充分證明了自然界中的水是導(dǎo)體。

（四）證明鉛筆芯是導(dǎo)體的實驗

用教材中的“電路檢測器”檢測出的導(dǎo)體是金屬材料，而檢測鉛筆芯的效果不明顯，學(xué)生會造成一種錯誤的認(rèn)識：鉛筆芯不是金屬，也不是導(dǎo)體?？赡苡械膶W(xué)生會做出用鉛筆芯去捅插座、開關(guān)等危險行為，引發(fā)觸電事故。那么怎樣證明鉛筆芯是導(dǎo)體呢？那我們來觀察一下實驗現(xiàn)象。用鉛筆芯接觸觸摸開關(guān)，我們發(fā)現(xiàn)燈泡也會發(fā)光。

（五）我們用“導(dǎo)體絕緣體檢測器”檢測出大地、活樹枝等身邊的物體是否導(dǎo)體

學(xué)生親自參與了這個實驗之后，就不會做出用鉛筆芯去捅插座、開關(guān)等行為了。也不會用濕布去擦拭電器和開關(guān)了。

（六）本實驗改進(jìn)的價值

通過對該實驗的改進(jìn)，既證明了人體、自然界中的水、鉛筆芯是導(dǎo)體，又將簡單空洞的安全教育變得形象直觀，學(xué)生更易于接受。很好地解釋了為什么不能用濕布去擦拭，也不能用濕手去觸摸電器和開關(guān)了。

（七）其他的改進(jìn)方法

關(guān)于本課的實驗改進(jìn)，我注意到有兩種方法。

1.用萬用表代替教材中的“電路檢測器”，來證明人體、水、鉛筆芯是導(dǎo)體。這種方法存在的問題一是需要將萬用表放在展臺上，再通過投影到大屏幕上；二是對小學(xué)生來說還是顯得有點抽象不直觀。

2.也有老師用二極管、小喇叭等材料做成的“聲光電路檢測器”也取得了很好的效果。這種方法的優(yōu)點是形象、直觀，它存在的問題是不易制作，也不便于推廣。

（八）推廣與運用

由于用觸摸開關(guān)等材料組裝的“導(dǎo)體絕緣體檢測器”具有成本低、材料易找、組裝簡單、效果明顯等優(yōu)點，所以它更具有推廣的價值。