楊瑩瑩
(江蘇省蘇州市立達中學校 215000)
蘇科版九年級下冊第15章第4節《家庭電路與安全用電》中的第二大塊內容安全用電其實是整個初中物理電學知識中最具有普及意義的內容,初中教學作為義務教育,是為絕大數人服務的.而絕大數人只要不是以后涉及物理專業的,更需要學習掌握的就只是日常用電中注意點以及基本檢修方法.因此這一節的內容雖然不是中考的重點卻絕不容忽視.筆者為了能讓初中學生對本節內容留下更深刻的印象,在將內容生動化和精確化上動了很多的腦筋,并做了幾點嘗試.
作為本節的重點,教材的安排是先介紹熔斷器,再讓學生觀察熔斷器熔斷的兩個演示實驗.再根據實驗現象得到熔絲熔斷的原因.筆者認為,學生雖然能夠根據“焦耳定律”推導得到結論,但首先熔絲作為一個學生并不熟悉的電學器材,這個實驗并不能讓學生與家庭電路產生聯系,現實意義較小;其次作為一個演示實驗,學生并不能通過自己動手自主探究,因此只能“授人以魚”.
對此,筆者作了如下調整:首先將引入改成每個學生都見過的“入戶配電箱”中空氣開關的介紹,同時將演示實驗改成很多學生都知道的“跳閘”現象.(該實驗無法在課堂上直接演示,因此筆者提前錄制成視頻在課堂上播放,圖1左圖為“短路”視頻截圖,圖1右圖為“過載”視頻截圖)

圖1
接下來再由學生自行猜想“跳閘”的原因,并且將“探究熔絲熔斷的原因”的實驗器材全部交給學生,由學生設計電路——在沒有空氣開關的情況下,如何保護電路不因電流過大而燒壞甚至引發火災.
在作了如此調整以后,雖然課堂的容量變小了很多,但在課堂中,學生卻有了更多的機會去動手探究與體驗,并且有了更多的時間去思考與創新. 同時,學生也更加能夠將所學的知識應用于生活,真正學以致用.
當然,在播放視頻時一定要重點提醒視頻中的實驗有風險,不可模仿.將用電安全的教育融入在課堂教學中.
筆者在進行“觸電”這一內容的教學時,發現一個現象:當筆者展示圖2請學生挑出哪些不會觸電時,(a)圖必然會被學生們果斷挑出來,理由是“雖然構成回路,但沒有電壓”.

圖2
其實學生們會這樣想的原因非常簡單,初中的物理教學中,導線通常被理想化地認為電阻為0,因此學生們習慣性就會默認導線兩端的電壓當然也為0.
學生在解題應對初中階段的考試時,有這樣的認知是無可厚非的.但這樣的認知一旦真的刻在了腦海中形成一個固有認知,對學生在生活中的安全用電來說,卻是一個不容小覷的問題.因此,筆者認為,非常有必要將這個問題講清楚.

圖3
其實上圖中(a)圖與“麻雀站在高壓線上”這個情況一樣,都是與“跨步電壓觸電”的情況非常類似的.高壓線斷線觸地時,人如果在落地點周圍10米左右的范圍內兩條腿跨步接觸地方,就會觸電.這是因為人的兩腳間距離較大,存在較高的電壓,而麻雀雖然雙腳站在高壓線上,但由于麻雀體型較小,雙腳間的距離也較小,所以雙腳間的電壓并不高.
有了“跨步電壓觸電”的知識鋪墊和“麻雀站在高壓線上不會觸電”的原因講解,筆者作了以下嘗試:請學生自行設計實驗探究圖(a)中的人是否會觸電,以及這種情況下保證人不觸電的條件是什么.部分學生設計出了如圖3所示的電路圖.
雖然在保證安全的前提下實現該實驗設計還需要動更多的腦筋,但筆者認為,在設計過程中,學生已經在相當程度上完成了理論知識到實際應用的過渡.而這正是這一節內容教學最重要的意義.
從教材中表格列出的“當不同強度的電流通過人體時人體的反應”以及筆者查閱的大量資料顯示,當人體發生觸電事故時, 更直接的是對電流的反應,而非電壓.
根據歐姆定律I=U/R可知,影響電流的除了電壓,還有電阻,可是不同的人,甚至同一個人在不同的時間,電阻也可能大不相同.在身體出汗、身體上存在傷口或是在潮濕的環境下,電阻阻值都可能會大大降低,那么,在相同的電壓下,通過人體的電流便會大大增強,觸電的危險便也會大大地增加.而未成年人則需要更加重視這一問題,由于多種因素, 未成年人的電阻常常是小于成年人的,并且由于未成年人還未完全發育,觸電后受到的傷害也會更加嚴重.
因此,筆者在教學過程中向學生強調了書本中所說的安全電壓是“不高于36V”只是因為電壓在生活中比較容易判斷,而不是說僅知道電壓大小便能判定人體會否觸電.要求學生不盲目信任數據標注,嚴格遵守各項安全用電守則.
教材中對“單線觸電”的定義是:人體接觸火線或漏電的用電器等,使人體、大地和電網中的供電設備構成回路.但這只適用于入戶線路正常的情況下,在正常情況下,由于零線對大地的電壓是0 , 所以只接觸零線是安全的,但是如果入戶的零線發生了斷路,那么從斷路的位置開始一直到用電器,這一段零線就會變成危險的“火線”, 一旦接觸便會觸電.
因此,筆者在教學過程中對此種情況進行了說明,并強調“不接觸低壓帶電體”的原則應始終遵守,不能因火線零線而有所改變.
筆者在教學過程中根據自己的思考以及學生的部分反應作出了以上的嘗試,但由于初中學生的理論知識以及筆者自身水平和有限的參考資料所限,本文仍存在不當和很多不全面之處,期待編者、專家及廣大同仁的補充指正.