高中物理项目化学习案例分析——以“用电安全”为例

高中物理项目化学习案例分析——以“用电安全”为例

王婵娟

山西省孝义中学校 032300

一、背景与导入

在高中物理选修3-2中围绕“电”的产生原理和应用，教材设计了很多内容，但是内容多偏重理论知识，并没有对“电的”危害进行分析。还有的高中生在学完“交变电流”的知识后，仍不能正确的使用交变电流，认为交变电流始终是安全的，因此实施“用电安全”项目学习旨在帮助高中生对用电知识更深入理解，保护好自己和他人。相关的调查发现，我国每生产约30亿kwh的电能，就有约1人触电身亡，说明在现代社会人的安全用电意识并不高，因此在学习交变电流的知识时，对学生进行用电安全教育非常重要。“用电安全”项目从让学生正确认识和使用电气保护装置、正确使用各类电器、计算家用电器负荷出发，提高学生的物理实践能力，能及时判断可能出现的触电事故，避免火灾发生。项目在实施的时候，树立学生主体地位，让他们根据教材中交变电流的相关知识，与同学交流用电不当可能会出现的一些危险事故，能从能量转化角度去分析和判断，同时分析电感和电流对交流电的影响。

二、项目任务

1.通过合作的方式分析家庭中用电器漏电、外壳带电的原因，用电为什么会引起火灾。

2.借助网络、走访等形式对人体触电知识进行了解，总结避免触电的事项。

3.分析断路器的工作原理，实际如何应用。

4.对自己家中用电器的总功率进行计算，分析下用电峰值时最大电流。

三、合作实践

1.将项目化学习的内容向学生说明，下发项目计划并分配个各个小组，小组选定任务后进行交流学习。

2.项目实施前，组织学生开展用电安全知识的讨论，视频展示触电身亡、火灾等案例，提高学生对本项目学习的重视度。

3．各小组进行家庭用电大调查，包括线路是否老化、是否安装保险丝或断路器，家中电路总共有几条支路，尝试画出负载电器分布图。

四、探究实践

1.调查家用电器漏电外壳带电原因

小组学生以学过的交变电流知识为基础，通过上网查找资料及调查自己用电器情况，得出：电器带电部分和外壳之间的绝缘层被击穿或损坏就会发生漏电，同时电器老化、操作错误、使用伪劣元件等也会出现漏电。另外学生通过对国家标准GB3805-83《安全电压》进行学习，知道安全电压值的等级有42、36、24、12、6V五种，同时还规定：当电器设备采用了超过24V时，必须采取防直接接触带电体的保护措施。

2.交流电短路的原理

很多学生虽然经常听到“短路”知识，但是却不知道短路形成的原理。在任务驱动下，小组积极交流，在学习完交变电流外，对直流短路和交流短路有了更深入的认识。交流电中零线与火线之间，火线与火线之间都会产生短路，短路时与直流短路不同的是，短路时通过导线的电流方向是不断改变的，因为更危险，而直流电随着时间的变化是恒定的。通过了解交流电短路原理，可以提高学生的用电安全观，做出对家中电炉的充分分析。

3.断路器工作原理及应用

断路器是一种重要的用电安全设备，需要学生在学习交变电流的时候进行认识。分配给小组任务，让他们调查一下家庭和办公楼等区域是否有断路器，这些断路器分别和什么设备连接，起到什么作用。学生通过合作探究就会得出断路器主要用来分配电能，不频繁的启动异步电动机，从而对电源线路和电动机等进行保护，当发生过载或短路的时候还能自动切断电路，防止发生火灾和其他事故，最简单的断路器就是保险丝。通过让学生自己搜集资料了解断路器，在任务的驱动下，学生会将断路器的工作原理和应用情况做好总结，这比直接讲解断路器理论知识更有助于学生理解，因此项目化学习更适合学生。

4.家中用电器总功率计算

很多学生对家庭用电知识缺少认识，不能合理安全家用电器的使用时间，导致多种电器使用的时候很容易出现跳闸或电线损坏，产生用电风险事故。为此，在项目化学习中，我们让学生回家调查自己家中用电器的种类、数量、额定功率，计算出用电高峰时的总功率，再与电表额定功率进行比较，看用电高峰家用电器是否超出电表额定功率，以此提高学生的安全用电意识。通过项目化学习，每个学生都能将自己家中用电器功率进行说明，在与同学的交流分享中感受节约用电的重要性。

五、项目成果评价

评价是项目化学习的重要组成部分，通过评价可以分析项目在实施中遇到的问题，有助于教师接下来开展更深入的项目设计。所有小组的项目任务完成后，我们邀请小组长对项目成果进行呈现，有的小组将研究成果以文字的形式展示，有的则采用文字和图片结合的形式，还有的小组则将整个项目的实施过程、小组成员调查图片等分享给了大家，每个小组都付出了很大的努力，对用电知识有了深入的了解。可以说，本项目在选修知识“交变电流”的基础上增强了学生的用电安全观，既是一场用电安全教育课，也是一种学生自发行为的物理实践课，有助于提高学生运用所学物理知识解决实际问题的能力。下一步，在项目化学习设计中，我们将根据高中物理课程改革的要求，不断优化项目内容，将一个个大项目进行分解，每个小组或学生分配一个小任务，这样能提高学生的参与度，由之前的被动学向主动学态度转变，提高对物理知识的探究兴趣。