综合实践活动教学案例
——探究家庭用电的几个问题
教学目标
1、知识与技能
    研究家庭电路的组成，会画电路图，并进行简单的电路设计和制作，理解影响家庭消耗电能多少的因素。
    学会使用电能表，并能应用电能表测量用电器消耗的电能和计算用电器的实际电功率。
2、过程与方法
经历用电能表测量用电器的电能和电功率的过程，分析实际功率与额定功率不同的原因。
3、情感、态度与价值观
探究分时电价的意义，能通过计算电费，说明分时电价对家庭的好处，通过数据调查和查阅资
料，理解分时电价对整个社会的意义，培养学生的节约用电、合理用电的意识和社会责任感。
在综合实践活动过程中，培养学生的动手制作能力、收集和处理信息能力、交流与合作的能力。
教学资源分析
本章的教学内容来源于日常生活中，学生具有一定的实际生活体验，并有浓厚的兴趣和探究欲望。他们对家庭电路的组成与安全用电已经有了一定的了解，已经具备了电功、电功率的基本知识，这些都是学生进行综合实践活动的重要资源。
教学策略分析
根据学生的生活体验，采用课外调查实践与课堂探究相结合，学生汇报与讨论交流相结合的形式进行。在学生自主探究和调查研究的基础上，课堂就其中一部分问题展开深入的研究和讨论，注重对学生活动过程中问题的挖掘，通过讨论和交流，让学生对问题的认识有进一步的提高。
教学重点及难点
重点：应用电能表测量用电器消耗的电能并计算电功率，进一步理解用电器的实际功率和额定功率的区别。探究分时电价的意义，培养学生学以致用的综合实践的能力。
难点：学生自主探究方案的确立，探究过程的设计，制作方案的实施，对实验数据的计算和分析，通过调查研究和查阅资料对研究过程的总结和评价。
教学器材
演示用电路板、学生制作的电路板、有高、低两个不同挡位的取暖器、秒表
课前准备：
1、 每个学生调查自己家的用电线路，画出电路图，并分小组进行有关制作和问题研究
2、 熟悉电能表的使用方法，会根据电能表的参数计算电路中消耗的电能
3、 掌握电功率的计算方法
4、 理解用电器的实际功率与额定功率的关系
5、 观察自己家一天内不同时段消耗电能的情况，记录数据并作出直方图
6、 收集自己家的电费发票，了解有关信息
7、 查阅有关资料，了解分时段定电价的意义
教学过程设计：
引入新课：
师：通过本章的学习，同学们对家庭用电有了一定的了解。在熟悉自己家用电线路的基础上，大家利用课余时间，在家长的指导下各自制作了模拟电路板。请同学们把自己的作品摆放到课桌上，互相展示一下。
（板书：综合实践活动——探究家庭用电的几个问题
一、研究自己家的用电线路）
进行新课：
问题1：研究自己家的用电线路（8分钟）
一、 展示所有学生制作的家庭电路模拟电路板（1min）   
学生将自己制作的电路板放在课桌上，互相展示，教师巡视，并对学生的作品做简单的评价。
二、从三种不同类型的制作中各选一个电路板，派代表上台进行展示。（6min）
师：大家的制作都很不错，有没有同学愿意上台给大家介绍一下你的作品？
学生代表上讲台演示电路板的功能并汇报制作过程。
展示内容： （1）介绍所制作电路板的组成并演示实际效果（1min）
          （2）制作过程中遇到的问题及解决方法，收获和体会（1min）
    三、每位学生介绍完，其他学生对其展示的作品做出简要评价。
1、学生介绍制作的“家庭中某一房间内的调光灯电路”
（1）将电路板面向其他学生放置（从安全角度考虑，可以放置在支架上），介绍电路组成，有闸刀开关、插座、一个调光开关和一盏灯；闸刀开关控制整个电路，插座和灯并联，调光开关和灯串联接入电路。
演示效果：接通电路后，将闸刀开关向上推，旋动调节开关，灯由亮变暗，达到调光的目的。
（2）我在制作电路板的过程中，对家庭用电线路有了进一步的认识，我体会到学习物理不仅仅是掌握课本上的知识，还要与生活实际联系起来，才能学的更好。
2、学生介绍制作的“有声控和光控开关的楼道灯电路”
（1）将电路板面向其他学生放置，介绍电路组成，有一个声、光控延时开关和一盏灯串联接入电路。
演示效果：插上插头，拍拍手，怎么灯不亮呢？对了，这是个声、光控开关，白天不起作用。
只有到了晚上，有人走动，发出声音灯才会亮。（一只手轻轻盖住开关，另一只手敲击讲台，灯亮了。）为什么灯不立即熄灭呢？它还是个延时开关，要过一段时间才会灭。
（2）我在制作过程中遇到的最大问题就是器材的购买，我一开始询问了几家店都没有，后来在银桥市场淘了很久才买到的。
3、学生制作的“利用两个双控开关实现任何一个开关都能开灯或关灯的楼梯灯电路”
（1）将电路板面向其他学生放置，介绍电路组成，有两个双控开关和一盏灯串联接入电路。
演示效果：这是个常见的楼梯灯电路，插上插头后，按下楼下的开关，灯亮，到了楼上按下开关，灯就灭了。
师：在城市里，大部分家庭没有楼梯，这个电路还有其他应用吗？
我们的房间里也可以设计这样一个电路，在门口按下开关，灯亮，要休息了，按下床头的开关，灯就灭了，非常方便。
（2）我认为这个电路板在制作过程中最困难的就是两个开关的连接，一定要先设计好电路图然后再连线不容易错。
四、教师小结并引入下一问题（1min）
师：同学们的制作都很不错，如果有时间，我们将请更多的同学来展示自己的作品。老师也制作了一个电路板。
（展示电路板，闭合总开关，打开电灯。）请大家观察一下，跟同学们制作的电路板相比，上面多了什么？
生：电能表。
师：它在电路中有什么作用？
生：电能表可以测量电路中消耗的电能。
问题2：探究家庭消耗电能的多少与哪些因素有关（23分钟）
创设情景：
师：家里的用电器消耗电能就要付电费，请大家拿出自己家的电费发票，看一看“总电量”一栏，再跟同桌家的总电量比较一下，是不是相同？
学生观察自己和同组同学收集的电费发票，比较“总电量”一栏，发现不同。
师：这说明了什么？
生：说明每个家庭消耗电能的多少不同。
（一）提出问题：（1min）
家庭消耗电能的多少与哪些因素有关？
师：下面，我们就一起来探究“家庭消耗电能的多少与哪些因素有关”。
（板书：二、探究家庭消耗电能的多少与哪些因素有关）
师：首先请大家根据生活经验来猜一猜。
（二）作出猜想：（2min）
教师将学生的猜想（用电器的种类、同一用电器处在不同挡位、用电器的数量、通电时间等）归为两类
1、 接入电路用电器的功率
2、 用电器的工作时间
（三）设计实验：（3min）
1、 如何测量用电器消耗的电能？
生：把用电器接入电路后，可以根据一定时间内电能表指示灯闪烁的次数n和电能表的参数N来计算出用电器消耗的电能。
师：我们用的电能表的参数为3200imp/（kW·h）
（板书： n——闪烁次数  N——3200imp/（kW·h））
2、 研究时采用什么方法？控制什么不变？改变什么？
生：控制变量法
（1） 研究与用电器功率关系时，控制通电时间相同，改变用电器功率
（2） 研究与通电时间关系时，控制用电器功率相同，改变通电时间
3、 还需要什么器材？
生：秒表、两个用电器
师：我们用的是有高、低两个挡位的取暖器（改变用电器的功率）
秒表（测量时间）
（四）进行实验：（8min）
1、 观察取暖器的铭牌，将额定功率记录在表格中。
师：（展示给前排学生）我们用的取暖器有两个挡位，高挡的额定功率是1500W，低挡的额定功率是950W。
2、 接入取暖器之前，要关闭其它用电器，观察电子式电能表的指示灯不闪烁。
师：我们把取暖器接入电路，放在低挡，我们可以看到电能表的指示灯在闪烁。
（电灯开着）现在是不是可以开始测量了呢？
生：不能，应该把电灯关闭，再接入取暖器进行实验。
师：（关闭电灯）很好。现在我们把取暖器接入电路，开始进行实验。
3、 将取暖器放在低挡接入电路，让其正常工作。
师：我们要进行两次实验，测量三组数据，大家要分工合作。
第一次：前后四位同学为一大组。前排同学记录取暖器30s内指示灯闪烁的次数，后排同学记录60s内指示灯闪烁的次数。同组两个同学互相配合，一个用秒表测量时间，另一个数指示灯闪烁的次数，并记录在表格中。
4、 将取暖器换成高挡接入电路，让其正常工作。
师：我们把取暖器换成高挡，按照刚才的操作方法，大家一起测量电子式电能表在30s内指示灯闪烁的次数，并记录在表格中。
5、 分别计算出取暖器在不同情况下消耗的电能，并填入表格中。
序号
取暖器额定功率P额/W
工作时间t/min
指示灯闪烁的次数
取暖器消耗的电能W/（kW·h）
取暖器的实际功率P实/W
1
950
1
2
3d综合版
950
2
3
1500
1
师：实验结束，请大家根据记录的数据，用我们讨论得出的计算方法，求出取暖器消耗的电能以及取暖器的实际功率。（关闭取暖器，拔下插头，将电路板的闸刀开关推下，拔下插头）
（五）分析与论证：（2min）
师：我们把同学们的测量结果展示出来，请大家思考：分析什么数据能得出什么结论。
生：我们测量的数据分别是……，分析1和2可以得出：用电器的功率一定时，消耗的电能与通电时间成正比；分析1和3可以得出：通电时间一定时，用电器的功率越大，消耗的电能越多。
（六）得出结论：（1min）
1、消耗电能的多少跟通电时间有什么关系？
（接入电路用电器的电功率一定时，消耗电能与通电时间成正比）
2、消耗电能的多少跟用电器的功率有什么关系?
（用电器的通电时间一定时，电功率越大，消耗电能越多）
（七）讨论与交流：（6min）
1、 计算出的取暖器的实际功率与取暖器铭牌上标出的额定功率相等吗？想一想，这是为什么？（4min）
学生根据数据计算出取暖器的实际功率并与额定功率进行比较。
生：不相等。
学生四人一个小组进行讨论，可能有哪些原因？
（1） 记录时间有误差
（2） 根据指示灯闪烁次数计算消耗电能有误差（并不是正好闪烁整数次，忽略了小数）
（3） 取暖器的铭牌上额定功率的标示可能并不准确
（4） 取暖器的实际电压并不正好是额定电压
2、 结合“家庭消耗电能多少与哪些因素有关”请你谈一谈节约用电的方法和原理？（2min）
（1）减少通电时间，如：人走关灯等
（2）减少大功率用电器的使用，如：夏天如果天不是特别热用电风扇代替空调等
（3）提高用电器的能效，如：换用节能灯等效率高的用电器等
教师补充：我们还要关注一些容易忽视的耗电情况，如：电视机等用电器处在待机状态，没有切断电源等。
（八）教师小结并引入下一问题：（1min）