曾暉

摘 要：家庭電路與安全用電的教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)簡(jiǎn)單串、并聯(lián)電路的知識(shí)進(jìn)行整合和遷移、應(yīng)用，結(jié)合問(wèn)題，引領(lǐng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)家庭電路的連接電路，讓學(xué)生對(duì)家庭電路的連接方式和觸電現(xiàn)象等有直觀的認(rèn)識(shí)和深刻的體驗(yàn)，培養(yǎng)安全用電意識(shí)，體現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)理念下的教學(xué)設(shè)計(jì)，有利于學(xué)生自主設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng).

關(guān)鍵詞：自主設(shè)計(jì);體驗(yàn)式;深度學(xué)習(xí)

文章編號(hào)：1008-4134（2019）14-0047中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 教材分析

教材繼第十三章“電路初探”和第十四章“歐姆定律”之后，第十五章“電功和電熱”，分別學(xué)習(xí)了家庭電路中電能表的使用;實(shí)驗(yàn)探究了電流的熱效應(yīng)的因素即焦耳定律的初步驗(yàn)證.

本章中的第一節(jié)“電能表和電功”，介紹了電能表的使用和探究電功大小的影響因素，為家庭電路中測(cè)量消耗電能（既電功）多少埋下伏筆.第三節(jié)“電流的熱效應(yīng)”，通過(guò)探究電流熱效應(yīng)的影響因素為電路故障和安全用電打下基礎(chǔ).該節(jié)從課本的安排來(lái)看，主要分為兩個(gè)模塊：家庭電路和安全用電，課本安排中對(duì)于家庭電路環(huán)節(jié)在于學(xué)生認(rèn)識(shí)家庭電路中的組成和連接，重點(diǎn)觀察三線(xiàn)插座和三線(xiàn)插頭的連接，練習(xí)使用測(cè)電筆，安全用電則探究了電路中因安全事故導(dǎo)致的熔絲熔斷的原因，人體可能出現(xiàn)的觸電現(xiàn)象及家庭安全用電常識(shí)，培養(yǎng)安全用電的習(xí)慣和意識(shí).

2 學(xué)情分析

縱觀這三章的內(nèi)容，都在圍繞電路的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對(duì)電源、電壓、電流、用電器、開(kāi)關(guān)等這些電路中的專(zhuān)業(yè)名詞有一定的認(rèn)識(shí).然而家庭電路中的電源是火線(xiàn)和零線(xiàn)，屬于交流電源，與之前的干電池、蓄電池等直流電源又有所區(qū)別，所以加以聯(lián)系理解的同時(shí)，又要加以區(qū)分.對(duì)于前面焦耳定律公式的學(xué)習(xí)和判斷，可以幫助學(xué)生理性地分析電路中的故障和激發(fā)安全用電的常識(shí).家庭電路是所有電學(xué)內(nèi)容中與學(xué)生最為貼切的部分，學(xué)生在日常生活中對(duì)插座，插頭、燈泡連接在電路中等都有一定的生活經(jīng)驗(yàn)幫助展開(kāi)進(jìn)一步的學(xué)習(xí).

3 設(shè)計(jì)思想

基于教材和學(xué)情分析，本節(jié)教學(xué)應(yīng)注重啟發(fā)學(xué)生根據(jù)家庭電路的需求和安全用電的原則自主進(jìn)行家庭電路的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步建立家庭電路結(jié)構(gòu)的同時(shí)，加強(qiáng)家庭電路用電中的安全意識(shí).

本設(shè)計(jì)對(duì)教材中的內(nèi)容分布進(jìn)行了重組，打破原先兩個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)，以家庭電路中各元件的組成設(shè)計(jì)為線(xiàn)索，同時(shí)穿插設(shè)計(jì)的意圖，無(wú)一例外設(shè)計(jì)過(guò)程中都是從安全的角度去考慮的，所以一舉兩得解決了安全用電的環(huán)節(jié).設(shè)置明線(xiàn)是家庭電路的元件各部分的組成，暗線(xiàn)則是始終遵循安全的原則展開(kāi)的家庭電路連接方式的設(shè)計(jì).

4 教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)和生活經(jīng)驗(yàn)，逐漸構(gòu)建家庭電路電路圖，重點(diǎn)說(shuō)出燈泡、插座、插頭的接線(xiàn)方式以及測(cè)電筆的結(jié)構(gòu)和使用.

通過(guò)焦耳定律分析出電路中可能出現(xiàn)的導(dǎo)致熔絲熔斷的電路故障，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示熔絲在短路和過(guò)載的情況下熔斷的現(xiàn)象.

5 教學(xué)過(guò)程

5.1 第一模塊：認(rèn)識(shí)火線(xiàn)、零線(xiàn)——初步體驗(yàn)觸電現(xiàn)象

【活動(dòng)體驗(yàn)】 黑板上固定兩根銅絲分別模擬火線(xiàn)和零線(xiàn)，讓學(xué)生站立在一塊大的鐵片上，分別觸摸兩根銅線(xiàn)體驗(yàn)觸電的感覺(jué).其中在火線(xiàn)與鐵片之間通過(guò)變壓器施加30V左右的電壓，學(xué)生既能有輕微的觸電感覺(jué)也保證實(shí)驗(yàn)的安全.

總結(jié)：進(jìn)戶(hù)線(xiàn)（火線(xiàn)、零線(xiàn)）：進(jìn)戶(hù)線(xiàn)由火線(xiàn)和零線(xiàn)兩根線(xiàn)組成.火線(xiàn)和零線(xiàn)之間的電壓是220V（如圖1所示）.

【問(wèn)1】為什么觸摸火線(xiàn)會(huì)觸電？（引導(dǎo)需要形成閉合的回路）

預(yù)設(shè)：火線(xiàn)、人體、大地之間形成閉合的回路.

火線(xiàn)和大地之間的電壓是220V，零線(xiàn)和大地之間的電壓為0V.

【問(wèn)2】根據(jù)上面的火線(xiàn)、零線(xiàn)、大地之間的電壓，分析可能出現(xiàn)的基本的幾種觸電情況.（引導(dǎo)需要形成電壓差）

預(yù)設(shè)：站在地面上單手摸火線(xiàn)（如圖2所示）、雙手分別摸火線(xiàn)和零線(xiàn)（如圖3所示）.

實(shí)驗(yàn)演示：利用自制的器材，模擬人體中電流經(jīng)過(guò)的路線(xiàn)（如圖4、圖5所示）.

教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)圖：

5.2 第二模塊：測(cè)電筆的使用——深入體驗(yàn)測(cè)電筆的使用

【遷移思考】 同學(xué)們知道家庭電路中我們有直接觀察到火線(xiàn)和零線(xiàn)的機(jī)會(huì)嗎？——兩孔插座

【問(wèn)3】用什么檢測(cè)兩孔插座中哪邊是火線(xiàn)？哪邊是零線(xiàn)呢？

預(yù)設(shè)：用手觸摸，觸摸火線(xiàn)有明顯的觸電感覺(jué)，而零線(xiàn)沒(méi)有.

利用與大地形成回路的思路介紹：測(cè)電筆的構(gòu)造（如圖6所示）.

【問(wèn)4】高電阻和氖管的作用？

預(yù)設(shè)：高電阻保護(hù)人體安全，氖管顯示電流.

【問(wèn)5】根據(jù)剛才的分析，我們要如何使用測(cè)電筆呢？

預(yù)設(shè)：學(xué)生演示測(cè)電筆的使用動(dòng)作.

老師結(jié)合方法總結(jié)演示檢測(cè)兩孔插座的火零線(xiàn)，總結(jié)出左零右火的普遍規(guī)律，畫(huà)出相應(yīng)的電路圖.

【問(wèn)6】家庭電路中的插座有時(shí)配有開(kāi)關(guān)控制，開(kāi)關(guān)應(yīng)與其串聯(lián)，串聯(lián)在火線(xiàn)的一端還是零線(xiàn)的一端？為什么？（引導(dǎo)從安全的角度分析考慮）

預(yù)設(shè)：開(kāi)關(guān)應(yīng)串聯(lián)在火線(xiàn)的一端，這樣斷開(kāi)開(kāi)關(guān)就可以保障電路的安全，插座與零線(xiàn)直接相連對(duì)人體安全不構(gòu)成傷害.

【問(wèn)7】 三孔插座呢？我們往往還會(huì)觀察到三孔插座，它的哪個(gè)孔接的是火線(xiàn)呢？還有一孔接在了哪里？

【體驗(yàn)活動(dòng)】 利用手里的各種測(cè)電筆和實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的插座，在正確的操作下以此檢測(cè)出火線(xiàn).發(fā)現(xiàn)依舊是右側(cè)接火線(xiàn)，猜想還是左零右火，那中接的一孔接在了哪里呢？（引導(dǎo)回顧剛剛的觸電實(shí)驗(yàn)，想想還有什么能夠在電路中對(duì)電流形成回路起到一定的作用？）

預(yù)設(shè)：大地.（即地線(xiàn)，歸納總結(jié)出左零右火中接地的規(guī)律并畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖）

介紹生活中用電器接地線(xiàn)的作用：防止因?yàn)橛秒娖髀╇妼?duì)人體造成不必要的傷害（如圖7所示）.

5.3 第三模塊：燈泡開(kāi)關(guān)的連接——相似遷移，合理設(shè)計(jì)

【問(wèn)8】家庭電路中除了插座提供家用電器的正常使用外，還有最常見(jiàn)的家用電器：燈泡，它是直接連在火線(xiàn)和零線(xiàn)兩端的，且和插座、其他燈泡等并聯(lián)，那你能合理設(shè)計(jì)出燈泡和控制燈泡的開(kāi)關(guān)在電路中的連接方式嗎？（引導(dǎo)在燈泡燈絲斷路的情況下，跟換燈泡的過(guò)程中開(kāi)關(guān)和燈泡哪個(gè)接零線(xiàn)更安全？為什么？）

預(yù)設(shè)：燈泡接零線(xiàn)更安全，只要通過(guò)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)就可以保證燈泡不與火線(xiàn)連接，更換燈泡時(shí)人體處于安全狀態(tài).

【問(wèn)9】對(duì)于螺口燈泡，在安裝的過(guò)程從安全的角度分析，螺旋部分接入零線(xiàn)安全還是燈泡尾部的金屬塊接零線(xiàn)安全？（引導(dǎo)通過(guò)螺旋燈泡實(shí)物（如圖8所示），體驗(yàn)旋燈泡的過(guò)程，感受哪一部分跟容易更人體接觸，造成危險(xiǎn).）

預(yù)設(shè)：螺旋接零線(xiàn)更安全.（完成電路圖連接）

5.4 第四模塊：熔斷器的作用——理論分析，觀察熔斷器熔斷

【問(wèn)10】 除了在細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上的安全考慮外，家庭電路中你還知道有什么是專(zhuān)門(mén)保障電路安全的？電路中一經(jīng)出現(xiàn)危險(xiǎn)狀況，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)熔斷.

預(yù)設(shè)：保險(xiǎn)絲圖片展示熔斷器（保險(xiǎn)絲，如圖9所示）.

【問(wèn)11】家庭電路中出現(xiàn)什么情況下，熔斷器中的熔絲會(huì)自動(dòng)熔斷呢？（引導(dǎo)結(jié)合焦耳定律的內(nèi)容）

預(yù)設(shè)：通電一定的時(shí)間，電路中電流很大或者電阻很大.

進(jìn)一步追問(wèn)：什么情況下電路中會(huì)電流很大？什么情況電路中電阻會(huì)變大？

【實(shí)驗(yàn)演示】探究熔絲熔斷的原因（如圖10、圖11所示）.

【問(wèn)12】根據(jù)熔斷器在電路中的作用，在選擇熔絲時(shí)，選擇電阻大一點(diǎn)好還是小一點(diǎn)好？熔點(diǎn)高一些還是低一些才能起到很好的保護(hù)作用？

預(yù)設(shè)：熔絲電阻大，熔點(diǎn)低.（教師演示實(shí)驗(yàn)：用打火機(jī)將熔絲燒斷）

電路中因接觸不良導(dǎo)致的電阻過(guò)大（如圖12所示）.

【問(wèn)13】 保險(xiǎn)絲安裝在哪里，才能保障家庭電路眾用電器的安全？

預(yù)設(shè)：安裝在所有用電器、插座的前面.

5.5 第五模塊：總開(kāi)關(guān)，電能表——完善家庭電路設(shè)計(jì)

【問(wèn)14】 如果電路中保險(xiǎn)絲燒斷了，燈泡所在支路的開(kāi)關(guān)或者是插座所在支路的開(kāi)關(guān)還能保障我們更換保險(xiǎn)絲時(shí)的安全嗎？如果不能應(yīng)該怎么辦？

預(yù)設(shè)：不能，在保險(xiǎn)絲之前再安裝一個(gè)總開(kāi)關(guān).（完善電路圖）

【問(wèn)15】 家庭電路中的耗電量用什么測(cè)量？安裝在哪里合理？

預(yù)設(shè)：電能表，安裝在最前面.

6 結(jié)語(yǔ)

在深度學(xué)習(xí)的理念下，堅(jiān)持對(duì)知識(shí)進(jìn)行整合、遷移和應(yīng)用的思想，利用學(xué)生對(duì)電學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，通過(guò)問(wèn)題的引導(dǎo)和對(duì)生活實(shí)際的聯(lián)系，讓學(xué)生能夠自主設(shè)計(jì)出家庭電路的連接方式，讓學(xué)生體驗(yàn)物理來(lái)源于生活的同時(shí)，感受到學(xué)以致用的快樂(lè).在蘇科版教學(xué)中，除了家庭電路與安全用電可以使用這樣的方式，對(duì)于熱機(jī)各部分的構(gòu)造以及工作循環(huán)也可以通過(guò)這樣的教學(xué)思路幫助自主設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)思維能力的提升和物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

[1]盧斌.初中物理教學(xué)中問(wèn)題設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑能力[J].新智慧，2018（22）：129.

[2]胡小榮.在初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力——《電阻：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用》教學(xué)設(shè)計(jì)的新探索[J].教師博覽（科研版），2015（10）：94-95.

[3]王長(zhǎng)江. 初中物理“思維型”課堂教學(xué)及其對(duì)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的影響研究[D].西安：陜西師范大學(xué)，2015.

[4]蔡云明. 物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力的研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學(xué)，2014.

[5]鄭紅偉. 物理教學(xué)中培養(yǎng)高中生自主探究能力的研究[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2012.

[6]劉健智. 物理教學(xué)中創(chuàng)新教育的研究與實(shí)踐[D].湖南師范大學(xué)，2001.