科學課《導體與絕緣體》實驗改進報告

◇張大端

《導體與絕緣體》是小學科學（教科版）四年級下冊第一單元《電》5課。本課中的原型實驗存在材料太簡單、可靠性差等不足，不能對鉛筆芯、人體、大地、自然界的水等身邊的材料做出是絕緣體還是導體的正確判斷。實驗改進涉及的材料有觸摸開關、導線、燈泡等。實驗改進之后效果明顯、易于觀察，能充分調動學生學習科學的積極性，將安全教育變得形象直觀。

一、教材分析及原型實驗

本課分為兩部分，第一部分“檢測身邊的物體是否導電”。通過將身邊的物體接入“電路檢測器”，觀察小燈泡是否發光，區分哪些物體是導體，哪些物體是絕緣體。第二部分“教室里電器設備的絕緣體”。這部分是對第一部分內容的理解和應用，其中強調了用電安全教育，提出了“不要用濕布擦拭，也不能用濕手觸摸電器和開關”。

二、原型實驗不足及需要改進的地方

“為什么不能用濕布去擦拭，也不能用濕手觸摸電器和開關”是一個安全教育常識，也告訴我們人體和水（濕的東西）是導體。由于教材中“電路檢測器”太簡單、可靠性差，只能證明電阻小的金屬材料是導體，而對電阻稍大的鉛筆芯是不是導體的實驗效果不明顯。更沒辦法證明人體、自然界中的水是不是導體（以下實驗中所說的水均指自然界中的水）。對“為什么不能用濕布去擦拭，也不能用濕手觸摸電器和開關”這個對學生來說很重要的安全教育也不能用實驗來證明。這就為我們對科學教學的探究留下了更多空間。針對以上問題在完成了第一部分的教學后，我用自制的“導體絕緣體檢測器”對本課的實驗進行了改進，在教學中取得了明顯的效果。

三、實驗器材和工作原理

這個實驗改進的關鍵是將一種靈敏度非常高的新型材料“觸摸開關”運用到教學中。把觸摸開關、導線、燈泡等組成一個“導體絕緣體檢測器”，接入照明電路中。其工作原理是將這個“導體絕緣體檢測器”接通電源，只要是導體接觸觸摸開關，電路接通，燈泡發光。反之，用絕緣體接觸觸摸開關，燈泡則不會發光。

四、實驗操作

（一）檢查設備“導體絕緣體檢測器”的可靠性

用橡皮等絕緣材料接觸觸摸開關，燈泡不會發光；用回形針等金屬物體接觸觸摸開關，燈泡發光。

（二）證明人體是導體的實驗

用手接觸一下觸摸開關，燈泡發光。我們可以用身體的任何一個地方接觸這個開關，效果是一樣的。

（三）證明自然界中的水是導體的實驗

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，觀察實驗現象。我們會看到：用干燥的紙巾接觸觸摸開關，燈泡不會發光；而用沾了水的紙巾接觸觸摸開關開關，燈泡會發光。我們注意到這組對比實驗中：相同的條件都是同一張紙巾，改變的條件是水，就會出現一個發光另一個不發光的現象。這個實驗充分證明了自然界中的水是導體。

（四）證明鉛筆芯是導體的實驗

用教材中的“電路檢測器”檢測出的導體是金屬材料，而檢測鉛筆芯的效果不明顯，學生會造成一種錯誤的認識：鉛筆芯不是金屬，也不是導體。可能有的學生會做出用鉛筆芯去捅插座、開關等危險行為，引發觸電事故。那么怎樣證明鉛筆芯是導體呢？那我們來觀察一下實驗現象。用鉛筆芯接觸觸摸開關，我們發現燈泡也會發光。

（五）我們用“導體絕緣體檢測器”檢測出大地、活樹枝等身邊的物體是否導體

學生親自參與了這個實驗之后，就不會做出用鉛筆芯去捅插座、開關等行為了。也不會用濕布去擦拭電器和開關了。

（六）本實驗改進的價值

通過對該實驗的改進，既證明了人體、自然界中的水、鉛筆芯是導體，又將簡單空洞的安全教育變得形象直觀，學生更易于接受。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了。

（七）其他的改進方法

關于本課的實驗改進，我注意到有兩種方法。

1.用萬用表代替教材中的“電路檢測器”，來證明人體、水、鉛筆芯是導體。這種方法存在的問題一是需要將萬用表放在展臺上，再通過投影到大屏幕上；二是對小學生來說還是顯得有點抽象不直觀。

2.也有老師用二極管、小喇叭等材料做成的“聲光電路檢測器”也取得了很好的效果。這種方法的優點是形象、直觀，它存在的問題是不易制作，也不便于推廣。

（八）推廣與運用

由于用觸摸開關等材料組裝的“導體絕緣體檢測器”具有成本低、材料易找、組裝簡單、效果明顯等優點，所以它更具有推廣的價值。