余敏佳
(浙江省寧波市李興貴中學(xué))
在組織教學(xué)九年級上第四章電能的量度時講到安全用電,給學(xué)生介紹對人體不會造成危險的安全電壓值是24伏。當(dāng)時就有學(xué)生提出來,他在課外資料中看到人的安全電壓值是36伏,即電壓36伏以下不會對人體造成危害。我愣住了,回想備課時其實我已經(jīng)注意到了這個問題:以前的科學(xué)教材中介紹人體的安全電壓值是36伏,與現(xiàn)在教材中講到的24伏有出入。但當(dāng)時沒有深入地去思考:為什么新教材要做這一變動,是對原來錯誤的糾正,還是有了新的規(guī)定,或者是兩者的標(biāo)準不同?我只是照本宣科地告訴學(xué)生,對人體不會造成危險的安全電壓值是24伏。學(xué)生的問題難住了我,我只能和學(xué)生實話實說。
下課后我馬上去查找資料,原來人的安全電壓是有等級的,在1983年頒布的《中華人民共和國國家標(biāo)準》中,安全電壓的等級分為42伏、36伏、24伏、12伏、6伏。正常情況下人體的安全電壓不超過50伏;在潮濕環(huán)境中,人體的安全電壓是12伏。為什么會有不同的安全電壓等級呢?原來安全電壓(即允許接觸電壓)和人體的電阻有關(guān)。人體的電阻在不同的環(huán)境條件下會發(fā)生改變。一般人體的電阻分為皮膚的電阻和內(nèi)部組織的電阻兩部分,由于人體皮膚的角質(zhì)外層具有一定的絕緣性能,因此,決定人體電阻的主要是皮膚的角質(zhì)外層。人的外表面角質(zhì)外層的厚薄不同,電阻值也不相同。一般人體承受50伏的電壓時,人的皮膚角質(zhì)外層絕緣就會出現(xiàn)緩慢破壞的現(xiàn)象,幾秒鐘后接觸點即生水泡從而破壞了干燥皮膚的絕緣性能,使人體的電阻值降低。人體出汗、身體有損傷、環(huán)境潮濕、接觸帶有能導(dǎo)電的化學(xué)物質(zhì)、精神狀態(tài)不良等情況都會使皮膚的電阻值顯著下降。人體內(nèi)部組織的電阻也不穩(wěn)定,不同的個體內(nèi)部組織的電阻也不同。相同電壓由于人體電阻的不同對人體會產(chǎn)生不同程度的傷害。
當(dāng)我把自認為合理的解釋講給學(xué)生聽時,他們雖然能跟著我的思路理解和接受,但始終帶著一些困惑:人體的電阻會因為環(huán)境條件的不同而不同嗎?師者,傳道授業(yè)解惑也,該如何來為學(xué)生解開這個疑惑呢?我想到了科學(xué)教學(xué)中最常用也最直觀有效的方法——實驗。
下面是我設(shè)計并讓學(xué)生完成的實驗:
材料準備:4節(jié)干電池、一個靈敏電流計、導(dǎo)線若干、蒸餾水和一定濃度的食鹽水。
實驗過程:
1.將干電池、靈敏電流計用導(dǎo)線連接起來,如右圖所示。
2.讓胖瘦相近、高矮不同的個體左右手分別握住A、B兩處,觀察并比較靈敏電流計偏轉(zhuǎn)的程度。
個體對比
學(xué)生甲
學(xué)生甲對應(yīng)的示數(shù)
學(xué)生乙
學(xué)生乙對應(yīng)的示數(shù)
3.讓高矮相近、胖瘦不同的個體左右手分別握住A、B兩處,觀察并比較靈敏電流計偏轉(zhuǎn)的程度。
4.同一個體,分別用干燥的和用蒸餾水濕潤過的手握住A、B兩處,觀察并比較靈敏電流計偏轉(zhuǎn)的程度。
學(xué)生丙干燥時的示數(shù)
學(xué)生丙用蒸餾水濕潤后的示數(shù)
5.同一個體分別用蘸過食鹽水和蒸餾水的手握住A、B兩處,觀察并比較靈敏電流計偏轉(zhuǎn)的程度。
學(xué)生丙用蒸餾水濕潤后的示數(shù)
學(xué)生丙用食鹽水濕潤后的示數(shù)
6.同一個體分別用蘸過不同濃度食鹽水的手握住A、B兩處,觀察并比較靈敏電流計偏轉(zhuǎn)的程度。
通過以上5組對比實驗:不同高矮胖瘦的個體接入同一電路中時,靈敏電流計的示數(shù)不同;同一個體的手上皮膚分別在干燥和濕潤的條件下接入同一電路中時,靈敏電流計的示數(shù)不同;同一個體的手上皮膚分別沾有食鹽水和自來水后接入同一電路中時,靈敏電流計的示數(shù)不同;同一個體的手上皮膚分別沾有不同濃度食鹽水后接入同一電路中時,靈敏電流計的示數(shù)不同。學(xué)生通過實驗操作過程以及所觀察到的實驗現(xiàn)象,完全接受了人體電阻會因為環(huán)境條件的不同而不同的事實。從而也進一步說明了安全電壓的不確定性,安全電壓不是絕對安全的。不同個體的安全電壓有差異,同一個體在不同的情況下如出汗等,安全電壓也會有差異。換句話說,同一個電壓值對不同個體會帶來不同的傷害,同一個電壓值對同一個體不同情況下也可能會帶來不同的傷害。教師在組織教學(xué)時應(yīng)教育學(xué)生要安全用電,特別是不能用濕的或出汗的手對一些電器進行操作。
通過這個實驗不僅解決了學(xué)生心中的疑惑,同時還培養(yǎng)了學(xué)生的興趣愛好,激發(fā)他們的求知欲,更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的實驗操作技能,以及觀察問題、分析問題和解決問題的能力,為全面提高每個學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)服務(wù)。
參考文獻:
[1]陳曉周.山區(qū)學(xué)校如何有效加強實驗教學(xué)[J].新課程導(dǎo)學(xué),2012(8).
[2]趙玉紅.中小學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀及影響因素[J].中國教育技術(shù)裝備,2011(23).