有趣的科學實驗：下雨報警器

下雨報警器【本課程分兩節(jié)課完成，第一次課強調(diào)基礎知識的復習與鋪墊，讓學生設計下雨報警器，第二次課自己制作下雨報警器并提出改進方案】一、教學目標1.了解簡單電路器材的使用2.熟練運用電學知識，讓報警器發(fā)出響聲3.根據(jù)雨水的特性，制作可以感知雨水的裝置二、教學重難點教學重點：讓學生了解簡單電路的連接方法和用電安全知識教學難點：學會利用簡單電路的知識感知雨水并讓報警器發(fā)出響聲三、教學器材教師用學生用/每組備注 不需課前分裝需課前分裝器材簡單電路套件、靈敏電流表、電池、廣口杯電池、下雨報警器套件試劑水、鹽注：器材多備2組四、教學過程1、情景引入：小朋友們，老師這邊有個小故事，小朋友們想不想聽呀？一個周末，小熊遇到個很懊惱的事情，原本周末是個放假的日子，本來應該開開心心的玩耍的，但是發(fā)現(xiàn)并不是，到底發(fā)生了什么事情呢？原來是小熊被媽媽罵了。這天周末，熊媽媽做完家務，然后要出門辦事去，出門前熊媽媽還讓小熊看好家，并囑咐小熊萬一外面下雨，要把曬在外面的衣服給收回來，小熊開心的答應了，因為他覺得很不容易一個人在家，會很自由。這一天小熊邊看電視邊玩玩具，很不巧，外面突然烏云密布，下起了大雨，然而小熊并沒有發(fā)現(xiàn)，仍舊把注意力放在了電視和玩具上。直到熊媽媽氣勢洶洶的回到家，小熊才意識到自己犯了錯，因此被熊媽媽訓斥了一番。之后小熊心里一直有個想法，呆在家中如果不看外面的天氣的話，很容易犯下同樣的錯誤，所以小熊就想著能不能設計一個東西，只要外面一下雨就可以立馬提醒自己的裝置呢？小熊想了很久并沒有想出來，小朋友們能不能想出個好辦法，來幫助小熊呢？（學生思考并回答）小朋友們的想法很多呢，今天我們的任務其實就是要來制作一個可以感知雨水的報警裝置。而且我們要利用的東西就是電學的知識。小朋友們了解電學的知識么？下面讓我們一起來探索吧。2、認識電路基本元件：（如果學生接觸過電學，可以簡單講解，當做復習）認識每一個電路元件之前，先提問學生有什么用處，之后老師總結(jié)。電池：存儲電的一個小容器。先讓學生觀察電池的特點，學生總結(jié)。老師總結(jié)：電池兩端有“+”“-”號標志，這個意思是什么呢？這表示電池的正負極，電池里面的電要出來的話，會從它的正極出來，然后回到負極。電池上面還有個1.5V的標志有沒有同學知道的？它表示電池的電壓，有1.5伏，我們家里教師里面也有電，你們知道這個電壓是多少么？我們能夠隨便去用手接觸么？肯定是不能的，因為它很危險，它的電壓有220V，相當于150節(jié)電池的電壓，是相當?shù)拇蟮?，我們接觸電池的小電壓沒什么危險，但是一旦接觸大的電壓，就會被電死，那么什么電壓是安全的呢？我們?nèi)梭w能夠承受最大的電壓是36V，超過36V我們就會被電死，所以，我們不能輕易的去玩電。導線、開關：導線是運輸電的工具。我們一般所說的電都是運動的，靜止電叫靜電，運動的電才是我們經(jīng)常所說的電，我們可以叫它電流，那么導線就是電運動的地方。如果有同學不好去理解的話，我們可以把電比喻成水，導線比喻成河道，水在河道里面流動，會形成水流，那么電在導線里面流動，就會形成電流。如果河道中間有個水閘，一關閉，水級流不動了，那么就沒有水流了。同樣的，如果我們的導線中間加個開關，把開關斷開，也就相當于電路斷了，電就流不動了，就沒有電流了。所以電流的形成，必須從電源的正極出發(fā)，經(jīng)過一些導線、用電器等最后回到負極，形成一個回路，才會有電流，電路中任何一個地方斷開了，就不會有電流生成。燈泡：燈泡就是我們平常見到的用電器，諸如風扇、空調(diào)、冰箱等，都是用電器。用電器如果想要正常工作的話，只需要有電流通過它們就行。我們一開始所說的報警器也是用電器，所以，想讓它們正常工作，一定要記住電流的形成條件。接下來，我們就嘗試著去連接一個最簡單的電路。3、點亮小燈泡：老師演示：點亮一個小燈泡需要怎么連接剛剛介紹的幾種材料呢？首先燈泡如果要亮必須滿足有電流通過它，電流怎么產(chǎn)生呢？再次對比水流，水從高處往低處流動，就會有水流，那電流的形成條件就是要有一根線，讓電從電池的正極往負極流即可。然后把燈泡加在其中間就好了。老師演示效果。4、雨水導電實驗：通過剛剛的實驗，相信同學們對于電學已經(jīng)有了初步的認識，那么接下來，我們要繼續(xù)深入探究，本次的重點是雨水的感應裝置，老師剛剛演示的實驗，怎么把雨水利用進去呢？小朋友們思考一下。小朋友們知道雨水可不可以導電呢？你能用實驗來驗證一下么？（學生思考并回答）有小朋友提出，我們把導線換成鹽水，如果鹽水導電的話，燈泡依然會亮的。我們來試一試吧。實驗發(fā)現(xiàn)燈泡沒有亮，這是為什么？是不是雨水不導電呢？其實并不是，老師手里有個工具，（拿出靈敏電流表）它叫做靈敏電流表，它可以檢測出電路中是不是有電，我們把靈敏電流表加入剛剛的實驗中，發(fā)現(xiàn)靈敏電流表指針動了，這就說明其實電路中是有電的，但是燈泡為什么不發(fā)光呢？學生思考并回答。老師總結(jié)：這是因為電流通過水后，水也阻礙了一部分的電，讓原本足以讓燈泡發(fā)光的電流變?nèi)趿?，燈泡就不發(fā)光了。所以如果我們要制作一個下雨報警器，水的導電性不能夠讓我們的報警器正常工作怎么辦？學生思考并回答，其實我們可以改變水的導電性。往水中加入一點點的鹽就可以，加完鹽后，再試試鹽水的導電性吧，實驗結(jié)果很明顯，它的導電性比水高多了。5、利用水的導電性讓蜂鳴器報警接下來嘗試利用鹽水的導電性把電路中的二極管小燈泡點亮和讓蜂鳴器報警，學生自己設計方案，在連接好的電路基礎上，利用鹽水使電路接通。6、感知雨水電路我們基本上已經(jīng)熟悉了，下面我們怎么感知這個雨水呢？這個感知裝置要怎么設計呢？（學生思考）設計案例：銅片銅片兩個銅片之間用一個紙巾蓋住，雨水一旦落到紙巾上，打濕紙巾，兩個銅片就會連通，電路就會連通。在一個杯子中插入兩根未連通的導線，把插孔密封住，杯底預先加入少量鹽，一旦雨水落入杯中，鹽水就會使得兩根導線連通 報警器報警器紅色部分用雨水可溶解材料連接，一旦接觸到雨水，此部分就會溶解而導致斷開，報警器才會從短路狀態(tài)回復正常。此方案僅僅是老師作為參考，課堂上學生利用自己的想法設計感知裝置，并把想法記錄到實驗記錄紙上。老師要分析其可行性。并提供材料在課堂上當堂檢測其可行性。7、動手操作現(xiàn)在小朋友們會制作一個完整的下雨報警器了么？一起來試試吧。（提供的器材里面有二極管燈泡，這個需要用并聯(lián)電路的方法連接，此處不做要求，學生在時間充足的情況下，可以嘗試挑戰(zhàn)加入燈泡）五、課后總結(jié)：學生分享老師總結(jié)拓展創(chuàng)新：制作創(chuàng)意實用型下雨報警器我們制作的下雨報警器模型，這種模型用滴管滴幾滴水就能使它報警，但是它在顯示生活中不能夠直接使用，提問學生存在哪些問題。把存在的問題一一記錄，