滕衍紅

(江蘇省南京市浦口區(qū)第三中學(xué),江蘇 南京 211800)

物理課程改革強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，核心素養(yǎng)是一種內(nèi)在的品質(zhì)，在應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)情境時(shí)表現(xiàn)為解決問題的能力,又稱之為物理學(xué)科關(guān)鍵能力，主要包括概括理解能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、實(shí)踐應(yīng)用能力和求實(shí)創(chuàng)新能力。

蘇科版物理九年級(jí)第十五章第四節(jié)“家庭電路與安全用電”與學(xué)生生活聯(lián)系緊密,是培育學(xué)生關(guān)鍵能力的良好載體?！凹彝ル娐放c安全用電”的知識(shí)點(diǎn)多而雜,若不能抓住明晰的邏輯主線,整個(gè)課堂教學(xué)就會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生凌亂的感覺，這最終會(huì)影響到學(xué)習(xí)效果。此外,本節(jié)課涉及的電壓為220 V,存在實(shí)驗(yàn)安全隱患,設(shè)計(jì)既形象、又安全的實(shí)驗(yàn)是本節(jié)課需要解決的現(xiàn)實(shí)問題。經(jīng)過認(rèn)真思考與教學(xué)實(shí)踐，筆者將本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行重新編排與整合,以家庭電路的三根電線為主線,圍繞“安全用電”原則展開,安排了“你會(huì)換嗎”“你會(huì)辨嗎”“你會(huì)接嗎”與“你會(huì)診嗎”的四“會(huì)”活動(dòng),自制教具，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),很好地解決了上述問題,取得了良好的教學(xué)效果。

1 以“換”開啟活動(dòng)之旅

情境創(chuàng)設(shè)：家里有一只燈泡壞了,需要更換新的燈泡，“你會(huì)換嗎?”

師:你為什么不會(huì)換，不敢換?

生:家庭電路用的是交流電,不會(huì)接線，怕觸電。

師:我們?cè)谧觥坝梅卜y(cè)電阻”等實(shí)驗(yàn)時(shí)也用到了電，你為什么不怕?

生:在用伏安法測(cè)電阻等實(shí)驗(yàn)中，所用電源是干電池,電壓低、不會(huì)觸電。

師:那你知道家庭電路的電壓是多少嗎?

生:220 V。

學(xué)生閱讀教材的“信息快遞”欄目,了解家庭電路火線、零線和地線間的電壓值，并討論以下幾個(gè)問題。

師:觸電是怎么一回事?

生:有電流通過人體。

師:有電流通過人體就一定會(huì)觸電嗎?

生:電流強(qiáng)度需要達(dá)到一定數(shù)值。

師:滿足什么條件?

生:要有電壓,還要構(gòu)成閉合回路。

師:在圖1中哪種情形下人體會(huì)觸電?

圖1

圖2

通過師生交流、辯論,分析出圖1中的A、B兩種情形人體會(huì)觸電。為了加深學(xué)生的印象,幫助學(xué)生進(jìn)一步理解觸電現(xiàn)象,可以做一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)：在假人身上裝兩條電路,其上串聯(lián)了多個(gè)LED燈泡，一條從左手到兩腳,一條從左手到右手(圖2)。然后從學(xué)生電源引出三根導(dǎo)線,模擬家庭電路的火線、零線和地線,按照?qǐng)D1中的A、B兩種情形分別模擬單線觸電(圖3)和雙線觸電(圖4)。

圖3

圖4

2 以“辨”開啟思維之路

人體一旦接觸了火線,很容易發(fā)生觸電現(xiàn)象,為了防止觸電現(xiàn)象的發(fā)生,辨別家庭電路中的火線很重要。

2.1 測(cè)電筆之辨別

師:生活中辨別火線的工具是什么？

生:測(cè)電筆。

學(xué)生閱讀課本中“活動(dòng)15.4 練習(xí)使用測(cè)電筆”。

師:測(cè)電筆在使用時(shí)氖管會(huì)發(fā)光,電流路徑是怎樣的？

生:電流從火線到測(cè)電筆,再經(jīng)過人體流向大地形成回路。

師:使用測(cè)電筆時(shí),為什么人體安然無恙？

生:此時(shí)通過人體的電流較小。

師:測(cè)電筆內(nèi)部哪個(gè)部件使得通過人體的電流較??？

生:測(cè)電筆內(nèi)有一個(gè)阻值很大的電阻。

師:如果在測(cè)量時(shí),手直接接觸到測(cè)電筆筆尖,會(huì)導(dǎo)致什么后果？

生:人體可能直接接觸火線,導(dǎo)致觸電。

利用上述問題，由淺入深、由點(diǎn)及面地引導(dǎo)學(xué)生思考,啟發(fā)思維深入。

2.2 插座插孔之辨別

教師演示測(cè)電筆的使用方法之后,請(qǐng)學(xué)生利用測(cè)電筆檢測(cè)雙孔插座，辨別火線。圍繞操作過程,設(shè)計(jì)下列問題，并結(jié)合必要的演示操作,啟發(fā)學(xué)生思考。

師:兩孔插座是如何連線的？

生:左側(cè)是零線,右側(cè)是火線。

師:生活中還見到三孔插座,中間那個(gè)插孔接哪條線？

生:接地線。

師:如果家用電器沒有接地線,它還能工作嗎？

演示:用去掉中間插腳的三孔插頭連接電水壺?zé)?發(fā)現(xiàn)電水壺正常工作。

師:根據(jù)上述現(xiàn)象,你認(rèn)為三孔插頭的中間插孔是將用電器的什么部位與大地相連？

教師出示課本22頁(yè)的圖15-23,向?qū)W生介紹生活中用電器外殼接地線的原理及好處,提醒學(xué)生注意用電安全。

3 以“接”養(yǎng)成安全之意識(shí)

完成上述活動(dòng)后,學(xué)生已具備了一定的家庭電路知識(shí),此時(shí)教師再次提問:你會(huì)連接家庭電路嗎？

學(xué)生們躍躍欲試,嘗試在學(xué)案上畫出電路圖,將燈泡和開關(guān)接在家庭電路中,要求能實(shí)現(xiàn)開關(guān)對(duì)燈泡的控制作用?？墒?開關(guān)和燈泡到底哪個(gè)要與火線相連？哪個(gè)要與零線相連？學(xué)生中出現(xiàn)了意見分歧。

教師用自制器材分別演示開關(guān)和燈泡的兩種不同的連接方式(圖5、圖6),通過操作來進(jìn)行檢驗(yàn),以增加可信度與說服力。

圖5

圖6

學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩種連接方式都可以控制燈泡的亮滅，課本中強(qiáng)調(diào)：“必須把用電器的開關(guān)裝在火線上”，這是為什么?

師:如果燈泡壞了,要更換新的燈泡,哪種接法更安全呢？

學(xué)生討論后形成共識(shí):在更換新燈泡時(shí),如果采用圖6的接法,斷開開關(guān)后,燈泡仍然與火線相連,此時(shí)人體若接觸燈泡相當(dāng)于接觸到火線,容易引發(fā)觸電事故,相當(dāng)危險(xiǎn)。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證,筆者拍攝了一段視頻:將燈泡按照?qǐng)D6連接,此時(shí)斷開開關(guān),用測(cè)電筆檢測(cè)燈泡的兩個(gè)觸點(diǎn)D和E,發(fā)現(xiàn)測(cè)電筆的氖管都發(fā)光了。從而進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)開關(guān)和燈泡連接情況的正確認(rèn)識(shí),凸顯了安全用電的科學(xué)性，讓學(xué)生養(yǎng)成安全用電意識(shí)。

4 以“診”突破教學(xué)難點(diǎn)

在家庭用電時(shí)常會(huì)出現(xiàn)電路故障,學(xué)生對(duì)于電路故障的檢測(cè)與分析普遍感到困難。考慮到家庭電路電壓為220 V,實(shí)驗(yàn)操作具有一定的危險(xiǎn)性,而且生活中學(xué)生接觸家庭電路的機(jī)會(huì)不多,體驗(yàn)不夠,為了突破這一難點(diǎn),筆者嘗試通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),模擬家庭電路,通過診斷電路故障的活動(dòng)，突破教學(xué)難點(diǎn)。

筆者自制了家庭電路板，將開關(guān)和燈泡接在家庭電路中,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮(事先讓電路某處斷路)。

師：你會(huì)診斷此電路的故障嗎？

教師提供一支自制的模擬“測(cè)電筆”(圖7),讓學(xué)生利用該測(cè)電筆進(jìn)行電路檢測(cè),并根據(jù)檢測(cè)的現(xiàn)象判斷電路可能出現(xiàn)的故障。

圖7

師:測(cè)電筆在A點(diǎn)發(fā)光(圖8),說明了什么？

圖8

生:A點(diǎn)接的是火線,說明火線完好,沒有斷路。

師:此時(shí)的電流路徑是什么？

生:電流從火線經(jīng)過A點(diǎn)、測(cè)電筆、人體和大地,形成回路。

師:測(cè)電筆在B點(diǎn)也發(fā)光(圖9),說明了什么？

圖9

生:說明AB段是通路。

師:此時(shí)的電流路徑又是什么？

生:電流經(jīng)過AB段、測(cè)電筆、人體和大地,形成回路。

師:測(cè)電筆在C點(diǎn)也發(fā)光(圖10),又說明了什么？

圖10

生:說明AC段也是通路。

問題6:此時(shí)的電流路徑又是什么？

生:電流經(jīng)過AC段、測(cè)電筆、人體和大地,形成回路。

師:測(cè)電筆在D點(diǎn)不發(fā)光(圖11),這說明了什么？

圖11

生:說明CD間斷路。

至此，學(xué)生已成功判斷出電路故障所在,教師可進(jìn)一步追問:如果此時(shí)測(cè)電筆接觸E點(diǎn)和F點(diǎn),你認(rèn)為會(huì)發(fā)光嗎？

生:不會(huì),因?yàn)镃D間斷路了,測(cè)電筆在E、F點(diǎn)不會(huì)發(fā)光。

該學(xué)生邊回答邊自信地進(jìn)行演示,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象果然不出其所料，獲得了同學(xué)們的一致認(rèn)可。

接著教師進(jìn)行揭秘，將CD段背后的導(dǎo)線連接好,發(fā)現(xiàn)燈亮了,佐證了學(xué)生們檢測(cè)結(jié)果。通過以上實(shí)踐活動(dòng),學(xué)生已經(jīng)初步學(xué)會(huì)運(yùn)用測(cè)電筆檢測(cè)家庭電路故障,達(dá)成了“會(huì)診”的目標(biāo),其實(shí)踐能力得到了提升。

5 結(jié)語(yǔ)

在課堂教學(xué)中,教師必須改變某些固有的習(xí)慣,優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu),對(duì)知識(shí)進(jìn)行整合、遷移與應(yīng)用,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),從不可視向可視化轉(zhuǎn)變,從抽象向形象轉(zhuǎn)變,從復(fù)雜向簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)變,并通過問題串的設(shè)計(jì),由淺入深、由易到難,循序漸進(jìn)地啟發(fā)學(xué)生思考,從生活走向物理，再?gòu)奈锢碜呦蛏鐣?huì)，從而培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。