基于开发学生自主设计能力的教学设计

总结：进户线（火线、零线）：进户线由火线和零线两根线组成.火线和零线之间的电压是220V（如图1所示）.

【问1】为什么触摸火线会触电？（引导需要形成闭合的回路）

预设：火线、人体、大地之间形成闭合的回路.

火线和大地之间的电压是220V，零线和大地之间的电压为0V.

【问2】根据上面的火线、零线、大地之间的电压，分析可能出现的基本的几种触电情况.（引导需要形成电压差）

预设：站在地面上单手摸火线（如图2所示）、双手分别摸火线和零线（如图3所示）.

实验演示：利用自制的器材，模拟人体中电流经过的路线（如图4、图5所示）.

教学现场图：

5.2 第二模块：测电笔的使用——深入体验测电笔的使用

【迁移思考】 同学们知道家庭电路中我们有直接观察到火线和零线的机会吗？——两孔插座

【问3】用什么检测两孔插座中哪边是火线？哪边是零线呢？

预设：用手触摸，触摸火线有明显的触电感觉，而零线没有.

利用与大地形成回路的思路介绍：测电笔的构造（如图6所示）.

【问4】高电阻和氖管的作用？

预设：高电阻保护人体安全，氖管显示电流.

【问5】根据刚才的分析，我们要如何使用测电笔呢？

预设：学生演示测电笔的使用动作.

老师结合方法总结演示检测两孔插座的火零线，总结出左零右火的普遍规律，画出相应的电路图.

【问6】家庭电路中的插座有时配有开关控制，开关应与其串联，串联在火线的一端还是零线的一端？为什么？（引导从安全的角度分析考虑）

预设：开关应串联在火线的一端，这样断开开关就可以保障电路的安全，插座与零线直接相连对人体安全不构成伤害.

【问7】 三孔插座呢？我们往往还会观察到三孔插座，它的哪个孔接的是火线呢？还有一孔接在了哪里？

【体验活动】 利用手里的各种测电笔和实验台上的插座，在正确的操作下以此检测出火线.发现依旧是右侧接火线，猜想还是左零右火，那中接的一孔接在了哪里呢？（引导回顾刚刚的触电实验，想想还有什么能够在电路中对电流形成回路起到一定的作用？）

预设：大地.（即地线，归纳总结出左零右火中接地的规律并画出对应的电路图）

介绍生活中用电器接地线的作用：防止因为用电器漏电对人体造成不必要的伤害（如图7所示）.

5.3 第三模块：灯泡开关的连接——相似迁移，合理设计

【问8】家庭电路中除了插座提供家用电器的正常使用外，还有最常见的家用电器：灯泡，它是直接连在火线和零线两端的，且和插座、其他灯泡等并联，那你能合理设计出灯泡和控制灯泡的开关在电路中的连接方式吗？（引导在灯泡灯丝断路的情况下，跟换灯泡的过程中开关和灯泡哪个接零线更安全？为什么？）

预设：灯泡接零线更安全，只要通过开關的断开就可以保证灯泡不与火线连接，更换灯泡时人体处于安全状态.

【问9】对于螺口灯泡，在安装的过程从安全的角度分析，螺旋部分接入零线安全还是灯泡尾部的金属块接零线安全？（引导通过螺旋灯泡实物（如图8所示），体验旋灯泡的过程，感受哪一部分跟容易更人体接触，造成危险.）

预设：螺旋接零线更安全.（完成电路图连接）

5.4 第四模块：熔断器的作用——理论分析，观察熔断器熔断

【问10】 除了在细节设计上的安全考虑外，家庭电路中你还知道有什么是专门保障电路安全的？电路中一经出现危险状况，自动实现熔断.

预设：保险丝图片展示熔断器（保险丝，如图9所示）.

【问11】家庭电路中出现什么情况下，熔断器中的熔丝会自动熔断呢？（引导结合焦耳定律的内容）

预设：通电一定的时间，电路中电流很大或者电阻很大.

进一步追问：什么情况下电路中会电流很大？什么情况电路中电阻会变大？

【实验演示】探究熔丝熔断的原因（如图10、图11所示）.

【问12】根据熔断器在电路中的作用，在选择熔丝时，选择电阻大一点好还是小一点好？熔点高一些还是低一些才能起到很好的保护作用？

预设：熔丝电阻大，熔点低.（教师演示实验：用打火机将熔丝烧断）

电路中因接触不良导致的电阻过大（如图12所示）.

【问13】 保险丝安装在哪里，才能保障家庭电路众用电器的安全？

预设：安装在所有用电器、插座的前面.

5.5 第五模块：总开关，电能表——完善家庭电路设计

【问14】 如果电路中保险丝烧断了，灯泡所在支路的开关或者是插座所在支路的开关还能保障我们更换保险丝时的安全吗？如果不能应该怎么办？

预设：不能，在保险丝之前再安装一个总开关.（完善电路图）

【问15】 家庭电路中的耗电量用什么测量？安装在哪里合理？

预设：电能表，安装在最前面.

6 结语

在深度学习的理念下，坚持对知识进行整合、迁移和应用的思想，利用学生对电学知识的认识，通过问题的引导和对生活实际的联系，让学生能够自主设计出家庭电路的连接方式，让学生体验物理来源于生活的同时，感受到学以致用的快乐.在苏科版教学中，除了家庭电路与安全用电可以使用这样的方式，对于热机各部分的构造以及工作循环也可以通过这样的教学思路帮助自主设计，实现思维能力的提升和物理核心素养的培养.

参考文献：

[1]卢斌.初中物理教学中问题设计培养学生质疑能力[J].新智慧，2018（22）：129.

[2]胡小荣.在初中物理教学中培养学生的自主探究能力——《电阻：导体对电流的阻碍作用》教学设计的新探索[J].教师博览（科研版），2015（10）：94-95.

[3]王长江. 初中物理“思维型”课堂教学及其对学生创新素质的影响研究[D].西安：陕西师范大学，2015.

[4]蔡云明. 物理教学中培养学生自主探究能力的研究[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2014.

[5]郑红伟. 物理教学中培养高中生自主探究能力的研究[D].长春：东北师范大学，2012.

[6]刘健智. 物理教学中创新教育的研究与实践[D].湖南师范大学，2001.

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