科學(xué)課《導(dǎo)體與絕緣體》實(shí)驗(yàn)改進(jìn)報(bào)告

◇張大端

《導(dǎo)體與絕緣體》是小學(xué)科學(xué)（教科版）四年級(jí)下冊(cè)第一單元《電》5課。本課中的原型實(shí)驗(yàn)存在材料太簡(jiǎn)單、可靠性差等不足，不能對(duì)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(shí)驗(yàn)改進(jìn)涉及的材料有觸摸開關(guān)、導(dǎo)線、燈泡等。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)之后效果明顯、易于觀察，能充分調(diào)動(dòng)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(shí)驗(yàn)

本課分為兩部分，第一部分“檢測(cè)身邊的物體是否導(dǎo)電”。通過將身邊的物體接入“電路檢測(cè)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(duì)第一部分內(nèi)容的理解和應(yīng)用，其中強(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(gè)安全教育常識(shí)，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(cè)器”太簡(jiǎn)單、可靠性差，只能證明電阻小的金屬材料是導(dǎo)體，而對(duì)電阻稍大的鉛筆芯是不是導(dǎo)體的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中所說的水均指自然界中的水）。對(duì)“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(gè)對(duì)學(xué)生來說很重要的安全教育也不能用實(shí)驗(yàn)來證明。這就為我們對(duì)科學(xué)教學(xué)的探究留下了更多空間。針對(duì)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(cè)器”對(duì)本課的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，在教學(xué)中取得了明顯的效果。

三、實(shí)驗(yàn)器材和工作原理

這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(yùn)用到教學(xué)中。把觸摸開關(guān)、導(dǎo)線、燈泡等組成一個(gè)“導(dǎo)體絕緣體檢測(cè)器”，接入照明電路中。其工作原理是將這個(gè)“導(dǎo)體絕緣體檢測(cè)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(huì)發(fā)光。

四、實(shí)驗(yàn)操作

（一）檢查設(shè)備“導(dǎo)體絕緣體檢測(cè)器”的可靠性

用橡皮等絕緣材料接觸觸摸開關(guān)，燈泡不會(huì)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(shí)驗(yàn)

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(gè)地方接觸這個(gè)開關(guān)，效果是一樣的。

（三）證明自然界中的水是導(dǎo)體的實(shí)驗(yàn)

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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。我們會(huì)看到：用干燥的紙巾接觸觸摸開關(guān)，燈泡不會(huì)發(fā)光；而用沾了水的紙巾接觸觸摸開關(guān)開關(guān)，燈泡會(huì)發(fā)光。我們注意到這組對(duì)比實(shí)驗(yàn)中：相同的條件都是同一張紙巾，改變的條件是水，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)發(fā)光另一個(gè)不發(fā)光的現(xiàn)象。這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)

用教材中的“電路檢測(cè)器”檢測(cè)出的導(dǎo)體是金屬材料，而檢測(cè)鉛筆芯的效果不明顯，學(xué)生會(huì)造成一種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)：鉛筆芯不是金屬，也不是導(dǎo)體?？赡苡械膶W(xué)生會(huì)做出用鉛筆芯去捅插座、開關(guān)等危險(xiǎn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。用鉛筆芯接觸觸摸開關(guān)，我們發(fā)現(xiàn)燈泡也會(huì)發(fā)光。

（五）我們用“導(dǎo)體絕緣體檢測(cè)器”檢測(cè)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(gè)實(shí)驗(yàn)之后，就不會(huì)做出用鉛筆芯去捅插座、開關(guān)等行為了。也不會(huì)用濕布去擦拭電器和開關(guān)了。

（六）本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的價(jià)值

通過對(duì)該實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)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(shí)驗(yàn)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(cè)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(tái)上，再通過投影到大屏幕上；二是對(duì)小學(xué)生來說還是顯得有點(diǎn)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(cè)器”也取得了很好的效果。這種方法的優(yōu)點(diǎn)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(yùn)用

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