4电路出故障了（教案）-2023-2024学年科学四年级下册教科版

4电路出故障了 教材分析 本节课主要是在学生能够设计简单电路的基础上，进一步让学生探索电路的故障并加以排除，从而培养学生的动手能力。在“聚焦”中，从“小灯泡不亮”这一问题入手，激发学生探索电路故障，从而引入新课的内容。在“探索”中，主要包括三个活动：第一个活动是让学生讨论小灯泡不亮的原因，主要是让学生了解常见的电路故障，并想办法排除故障；第二个活动是做一个电路检测器，为解决电路故障奠定基础；第三个活动是动手排除电路故障，解决实际问题。在“研讨”中，主要是交流检测的情况，了解如何排除电路故障，让学生把推测与解决实际问题相对照，从而提升他们解决问题的能力。在“拓展”中，主要是让学生想到用其他的办法检测电路问题，从而拓展学生的思维。在本节课的教学中，从发现问题、分析问题和解决问题的思维入手，让学生经历一个又一个检测和完善电路的过程，培养学生发现问题、解决问题的技能。 学情分析 通过对简易电路知识的学习，学生已经初步建立了电路的概念。同时，四年级学生已经具备了一定的自主探究能力，他们可以制订并实施简单的实验设计。因此，引导学生讨论小灯泡不亮的情况，让他们经历发现问题、分析问题和解决问题等一系列实践活动，有利于发展学生解决问题的能力。但在具体的学习中，还需要教师进行引导和指导，让学生经历完整的探究过程，从而促进学生的全面发展。 教学目标 科学观念 认识到利用电来点亮小灯泡需要一个完整的电路；知道电路出故障了，一般是电的流通路径中断了。 科学思维 迁移应用电路知识和技能，培养学生分析问题和解决问题的能力。 探究实践 能够制作简单的电路检测器，并能用它来检测并排除电路中的故障。 态度责任 培养尊重他人意见、乐于合作与交流的态度；通过用电路检测器检测并排除电路中的故障的活动，体会科技进步对社会发展的影响。 重点难点 重点 鼓励学生大胆猜测电路出故障的原因，并利用电路检测器检测电路故障。 难点 应用电路检测器检测并排除电路中的故障。 案例一 教学准备 教师准备 多媒体课件、小灯泡、导线、电池、电池盒、灯座、坏的小灯泡、没有剥皮的导线、废电池、接触不良的电池盒、做电路检测器的材料等。 学生准备 实验记录表、学生活动手册等。 教学设计 一、导入新课 1．谈话：我们已经学会了用导线、电池、电池盒、灯座和开关连接一个简单电路。断开开关时，电路处于断路状态，小灯泡不亮；闭合开关时，电路处于通路状态，小灯泡点亮。为什么闭合电路中的开关时，小灯泡会亮起来呢？ 提示：闭合开关后，形成了闭合的回路，有电流流过灯丝，所以小灯泡会亮起来。 2．引导：在闭合一个电路中的开关后，我们发现电路中的小灯泡不亮。你知道是怎么回事吗？我们今天就一起来研究一下。 设计意图：通过具体的电路，引导学生思考电路中的灯泡为何不亮，从而引入了所要学习的内容，自然地导入新课。 二、新知探索 ［探索1］讨论电路出现的故障 1．提问：小灯泡为什么不亮呢？这个电路的连接方法正确吗？ 提示：引导学生先检查电路的连接方法，以排除连接方法的原因。 2．引导：如果电路的连接方法是正确的，但小灯泡却不亮呢？会是电路的什么地方出现故障了呢？ 3．讨论：整理造成小灯泡不亮的各种原因。 4．整理记录：给予学生充分的讨论时间，让学生尽可能多地分析电路出故障的原因，并做好记录。 可能出现的故障 检测部件 排除故障的方法 小灯泡坏了 小灯泡与灯座接触不良 电池没电了 电池盒没连接好 5．提问：这些故障大致可以分为连接问题或者是某个元件坏了。我们怎样才能准确地找出电路中的故障并把故障排除呢？ 提示：换一个小灯泡或电池，看小灯泡能否点亮；再次检查电路中的连接是否完好。 6．小结： （1）检查法：检查电路中的连接是否完好。例如，电池盒两端的导线是否夹紧，电池是否放好，小灯泡是否拧紧等。 （2）替换法：用另外的小灯泡、电池、导线等来替换原电路中的材料，看看小灯泡是否能亮。 （3）检测法：利用电路检测器检测电路故障。 设计意图：让学生讨论灯泡不亮的原因，找出电路的故障，进而激发学生解决问题的欲望。 ［探索2］制作电路检测器 1．制作方法：将简单电路中的开关拆除，就形成了一个电路检测器，原来接在开关两边的两根导线就是检测头。 2．使用方法：使用时，将故障电路的某一部分电路或某一元件连接到检测头之间，如果电路检测器的小灯泡亮了，说明这部分电路或元件没有故障，否则就说明有故障。 3．注意事项： （1）做好电路检测器后，一定要把两个检测头接触一下，看灯泡是否亮起来，即自检。 （2）在检测电路时，应先把故障电路中的电池从电池盒中取出。 （3）检测故障电路中的电池是否有电，应采用取出电路检测器的电池盒里的电池，将故障电路中的电池放在电路检测器的电池盒里，再把两个检测头接触一下，看看小灯泡会不会亮。 （4）应检测2～3次，对故障加以确认。 4．做一个电路检测器：利用实验材料，制作一个电路检测器，并进行自检。 5．提问：你能用电路检测器查找故障产生的原因吗？看看电路是哪个地方出故障了。 提示：引导学生先预测电路可能出现的故障，边检查边做记录。 设计意图：引导学生制作电路检测器，再让学生利用电路检测器去验证自己的推测，从而培养学生的动手能力和解决问题的能力。 ［研讨］ 1．电路中的哪一部分出了故障，你是怎么知道的？又是怎么排除的？ 提示：小灯泡坏了，换上新灯泡后，就亮了；导线松了，重新固定后，就能够点亮小灯泡了。 2．汇报交流：以小组为单位汇报电路中的故障及排除方法。 提示：将检测出来的故障元件进行替换，重新连接电路，使小灯泡重新亮起来。 设计意图：对核心问题进行研究，夯实学生的科学概念，培养学生的科学素养。 ［拓展］ 1．电路检测器只能在实验室中检测简单电路，不能用来检测电压为220伏的家庭电路中的故障。 2．除了用电路检测器，你还知道其他查找电路中故障的方法吗？ 提示：用万用表可以检测电路中是否有故障，还可以用试电笔来检测。 设计意图：丰富学生的科学知识，拓宽学生的视野，培养学生的动手能力，发展学生的创新意识。 三、课堂小结 通过这节课的学习，我们知道了电路中的故障可能是小灯泡坏了、电池没电了、小灯泡和灯座接触不良等。通过制作一个电路检测器检测电路中的各个元件，可以找出是电路中的哪个部分出现故障，进而进行排除，这样就能快速地解决电路中的故障，同时提高我们解决问题的能力，也丰富了我们的科学技能。 板书设计 4 电路出故障了 电路故障：电线松了、电池没电了、小灯泡坏了等 电路检测器：由电池、小灯泡、导线组成 注意：不能用制作的电路检测器检测家庭电路中的故障 教学研讨 本节课的教学设计，注重了学生自主探究学习能力的培养。教学中主要是让学生掌握发现问题、分析问题和解决问题的思路，引导学生分析、整理可能造成小灯泡不亮的各种原因，并学习新的方法来检测电路故障-制作一个电路检测器来检测电路故障。通过让学生自己动手操作，对简单电路中的常见故障进行分析和排除，培养了他们分析问题和解决问题的能力，让学生的科学素养得到了全面的发展。 案例二 教学准备 教师准备 多媒体课件、小灯泡、导线、电池、电池盒、灯座、坏的 小灯泡、没有剥皮的导线、废电池、接触不良的电池盒、做电路检测器的材料等。 学生准备 实验记录表、学生活动手册等。 教学设计 教师活动 学生活动 设计意图 一、导入新课 谈话导人：我们已经知道了电流从电池的一端经导线流出，通过小灯泡，回到电池的另一端，形成一个完整的回路，小灯泡就会亮起来。如果小灯泡不亮，这就说明电路出故障了。那么，该如何找到和排除电路中的故障呢？小灯泡不亮，说明一定是电路中的某个地方出现了故障，电流不能流动，所以小灯泡不亮。查找电路中的故障时，需要沿着电流流动的方向，对每个元件进行检测，找出故障后进行相应的修复或者更换元件。今天，我们就一起对电路中的故障进行研究。 思考并回答 问题。 通过谈话导入新 课，激发学生思考的 兴趣。 二、讲授新课 ［探索1］讨论电路中的故障 1．提问：电路中的故障可能有哪些？如何进行检测？把我们的想法都记录下来。 （1）小灯泡出了故障：小灯泡的灯丝断了；小灯泡的连接点与内部电路断开。 （2）电池出了故障：电池没电了；电池因短路等原因损坏了。 （3）导线出了故障：导线没有和电器元件连接好；导线中间的金属丝断开了。 （4）电池盒出了故障：电池盒内部的金属片和金属弹簧没有与外部连接点连接；电池盒内部的金属片生锈了。 （5）灯座出了故障：灯座松了，无法同时与小灯泡的两个连接点接触；灯座螺口的两个连接点没有与两个接线头连接。 2．总结：电路故障主要包括电器元件问题或者接触等方面出现的问题。电路出现故障后，需要对电路各部分都进行检测。 ［探索2］做一个电路检测器 1．制作电路检测器：把简易电路中的开关拆除后，原来接开关的两根导线作为检测头，这就制成了一个电路检测器，如图所示。 2个 检测头 2．用电路检测器检测小灯泡、导线、电池和灯座： （1）检测小灯泡是否有故障：先把电路检测器的两个检测头互碰，小灯泡亮，说明电路检测器自身没有问题。再用电路检测器的两个检测头分别连接小灯泡的两个连接点，观察被检测的小灯泡是否亮。如果小灯泡亮了，说明这个小灯泡是没有故障的，否则就说明这个小灯泡是有故障的。 （2）检测导线是否有故障：先把电路检测器的两个检测头互碰，小灯泡亮，说明电路检测器自身没有问题。再用电路检测器的两个检测头分别连接被检测导线的两端，观察电路检测器的小灯泡是否亮。如果小灯泡亮了，说明这根导线是没有故障的，否则就说明这根导线是有故障的。 （3）检测电池是否有故障：先把连接完整的电路检测器中的电池换成需要检测的电池，再把两个检测头互碰，如果小灯泡亮了，说明这个电池是有电的，没有故障，否则就说明这个电池已经没电了。 （4）检测灯座是否有故障：检测前一定要切断被检测电路的电源。把电路检测器的两个检测头连接在灯座的两个连接点上，如果小灯泡亮了，说明这个灯座是没有故障的，否则就说明这个灯座是有故障的。 3．注意事项： （1）在检测电路时，一般先用观察法排除明显的故障，然后用电路检测器排除不明显的故障。需要注意的是，运用电路检测器时应先切断被检测电路的电源。 观察，思考，讨论与交流。 动手操作，合作探究。 通过探索电路中的故障，了解其具体原因。 制作电路检测器，检测电路故障，培养学生解决问题的能力。 观察，思考，讨论与交流。 动手操作，合作探究。 通过探索电路中的故障，了解其具体原因。 制作电路检测器，检测电路故障，培养学生解决问题的能力。 （2）检测故障电路中的电池是否有电，应取出电路检测器的电池盒里的电池，再将故障电路中的电池放在电路检测器的电池盒里，把两个检测头互碰，看小灯泡亮不亮。 （3）检测时应利用排除法有计划地进行测试，找出故障的原因，并做好记录。 （4）要注意安全，不能用自制的电路检测器来检测家里的电路的故障。 ［探索3］小组合作检测电路故障并排除 每个小组检测一个有故障的电路，找出故障原因并排除。 1．分工合作，检测电路故障：可以由小组内的一名成员负责设计有故障的电路，其他成员利用电路检测器找出故障原因并排除；也可以两个小组合作，互相给对方设计有故障的电路。 2．将“电路故障检测记录表”补充完整。 思考，讨论与交流。 思考，讨论和交流。 思考，讨论和 交流。 检测电路故障，了解电路发生故障的原因并排除故障。 对核心问题进行研究，夯实学生的科学概念。 发散学生的思 维，培养学生的创新意识。 可能出现的故障 检测项目 无故障画“✓” 有故障画“x” 排除故障的 方法 书设计 4 电路出故障了 电路出现故障，电流中断，小灯泡不亮 造成小灯泡不亮的原因 运用电路检测器检测电路故障 教学研讨 本节课的教学设计，注重了学生自主探究能力的培养。在教学用电路检测器检测电路故障之前，先让学生说说怎样才能把故障找出来，学生提出了自己的检测方案，如果让他们根据自己提出的方法去检测，也能把电路故障检测出来，就能有效地激发学生的思维。那么，该如何引导学生规范、科学地进行检测呢？这就需要教会学生科学地使用电路检测器，让学生进行体验，初步养成严谨、细致的科学态度，从而提高他们解决问题的能力。 备课资料 教学活动设计 在排除电路故障的过程中，还需要渗透安全教育。虽然实验室中的用电较为安全，但在现实生活中用电时必须注意安全，因此，教学中必须要渗透这方面的知识。可以让学生讨论：在检测电路时，先要干什么？让学生明白检测电路前必须先断开电源。同时，还要告诉学生不能用自制的电路检测器检测家庭电路中的故障。 科学知识聚焦 常见的电路故障 1．断路 电路某处断开，电路中无电流通过，用电器不能工作，就是断路。断路包括用电器内部断路、火线断路、零线断路等。造成断路的主要原因有电线断开、线头脱落、接触不良、用电器损坏等。 2．短路 发生短路是电路中电流过大的原因之一，电流没有经过用电器而直接构成通路就是短路。短路包括用电器外导线的短路和用电器内部的短路。 造成短路的主要原因有火线和零线用导线直接接通；用电器内部火线和零线直接接通；电线或用电器的绝缘皮由于老化而破损，致使火线和零线直接接通等。发生短路时，电路中的电流会很大，很容易发生火灾。 3．过载 当同时使用的用电器过多（多个用户集中同时使用多个大功率的用电器或在一个插座上使用多个大功率的用电器）时，用电器的总功率过大，使电路中的电流过大，超过电路允许通过的电流，致使保险丝熔断或烧坏电能表或造成用电器两端电压低于额定电压而不能正常工作。 4．漏电 用电器由于长期使用或接线不当，造成火线和其他不能带电的导体直接或间接接触，就是漏电，容易造成触电事故。如果导线外层或用电器的绝缘性能下降，则会有电流不经用电器而直接漏入地下。漏电会造成用电器实际 功率下降，也能造成人体触电，使用漏电保护器能预防漏电的发生。 家庭电路故障维修判断技巧 1．检修断路 先用试电笔检查总闸刀开关处，如果有电，再用校火灯头（一盏好的白炽灯，在灯座上引出两根线就成为校火灯头）并联在闸刀开关下的两个接线柱上，如果灯亮，说明进户线正常，如果灯不亮，说明进户线断路，只需要修复进户线即可；如果进户线正常，再用试电笔检查各个支路中的火线，如果氖管不发光，表明这个支路中的火线断路，应修复接通火线，如果氖管都发光，则再用校火灯头分别接到各个支路中检查，如果灯不亮，就表明这个支路的零线断路了，需修复这个支路的零线。 如果是专业电工师傅，基本上用电压表测量一下火线与地线之间的电压、零线与地线之间的电压，就能判断出是哪根线路断开了。然后找到具体的断点，除去虚连打火氧化层，重新接驳好，再用多层绝缘胶布处理，就可以正常使用了。 2．检修短路 对于短路故障的维修，一般需要用到专业的工具，如万用表或钳型电流表、摇表等。电工师傅会先打开配电箱，拆卸下负载端，用万用表的电阻挡分别测量火线对地阻值、零线对地阻值，如果指针不发生偏转，说明阻值为无穷大，表示线路完好，如果电阻挡的指针有一定偏转，说明线路绝缘有损坏，需要换线。短路也多发生在灯具电子元器件、各种配件电路板上，在电阻挡无法测量的情况下，只有通过逐步送电的方式，找到故障点再分拆排查。 3．检修漏电 线路漏电是电路短路的前奏，出现隐患则必须根除，处理方式等同于短路维修。 课后实践活动 ［活动主题］“家中电路跳闸时如何检查问题及进行处理”实践活动 ［活动目标］进一步让学生认识家庭电路，认识空气开关的重要作用，理解闭合回路，提升解决问题的能力。 ［活动步骤］ 1．当像往常一样使用家用电器时，家庭电路中的空气开关突然跳闸了，首先要确定的是空气开关的好坏。方法是先断开总开关，然后检查空气开关能否自由闭合，若能自由闭合，说明空气开关没有故障。 2．若确定空气开关没有故障，则要看看是不是家里同时使用了大功率的用电器。若是，可以把家用电器的插头都拔掉、只留照明电路，再看空气开关能否闭合。如果能闭合空气开关，说明照明电路没有故障，故障的原因可能发生在家用电器的电路中；如果无法闭合空气开关，那可能是照明线路出现了故障。 3．若故障是发生在家用电器的电路中，可逐个把家用电器分别接入电路，接入一个用电器，就去闭合一次空气开关，若能闭合，说明该家用电器所在的电路没有故障；若接入某个家用电器后，空气开关无法闭合或闭合后马上再次跳闸，说明故障发生在此家用电器所在的电路中。可能是此家用电器内部或是它所在的电路某处出现了短路，可用试电笔等其他工具确定故障原因。若所有家用电器所在的电路都没有故障，那故障的原因就是同时使用的用电器太多了，需要更换能通过更大电流的空气开关或避免同时使用大功率的用电器。 4．若是照明线路出现了故障，则应先将所有灯具的开关都关掉，看空气开关能否正常闭合。如果能正常合闸，那就证明线路并没有出现问题，出现的问题极有可能是灯具或者灯具接线头处有短路，可用试电笔等其他工具确定故障原因。 ［注意事项］需要在家长的辅助下开展该项活动，活动时要注意用电安全。 学科网（北京）股份有限公司 $$