教科版（2017秋）四年级科学下册2.4 电路出故障了 实验设计

教科版四年级科学下册第二单元电路出故障了实验设计
一、教材分析：
《电路出故障了》是教科版四年级下册第二单元的第4节课的内容。教材主要开展三个活动。第一个活动：电路的故障可能有哪些；第二个活动：做一个电路检测器；第三个活动：检测故障电路。本节课从“小灯泡不亮”这一问题入手，引导学生分析整理可能造成小灯泡不亮的各种原因，并学习制作一个电路检测器来检测故障电路。
二、学情分析：
四年级的学生已经具备一定的自主探究能力，可以制定并实施简单的实验设计。同时，在本单元前三课的学习中，学生已经初步建立了电路的概念。因此，让他们来讨论小灯泡不亮的原因，经历发现问题、分析问题和解决问题的一系列实践活动，有利于发展学生解决问题的能力。
三、设计思路：
学生是学习科学的主体，科学课程必须建立在满足学生发展需要和已有经验的基础上，提供他们能直接参与的各种科学探究活动，科学学习要以探究为核心，探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。本课旨在让学生当遇到“灯泡不亮”这一问题时，能依照“电路出故障了—哪儿出了故障—如何排查”这样一个渐进的过程，让学生经历思维分析，经历动手实践，有序解决问题的探究过程。长此以往，必将培养学生的探究精神，培养学生认真分析、仔细观察、积极思考、尊重事实、善于动手探究的科学素养。
四、实验设计原理：
利用电路中电流的通路与断路现象，通过改变电路中的元件连接状态，模拟电路故障。通过观察和检测，找出故障所在，并修复电路，使小灯泡重新点亮。
五、实验目的：
1.经历思考电路出故障的各种原因的分析活动过程；
2.让学生经历用电路检测器检测电路故障的原因的活动过程,培养他们解决问题的能力；
3.在学生经历分析电路故障原因和检测电路故障原因的过程中,培养他们注重实是，尊重他人意见，敢于提出不同见解，乐于合作与交流的精神。
六、实验器材：
2-3个小灯泡、导线若干、电池、电池盒、小灯座、坏的小灯泡、没有剥皮的导线、废电池、形成断路的电池盒、一套做电路检测器的材料。
七、实验可达成的效果：
1.学生能够熟练掌握电路的基本组成和工作原理。
2.学生能够独立分析电路故障的原因，并找到解决方案。
3.学生能够熟练使用电路检测器检测故障电路。
4.提高学生的实践操作能力和科学探究精神。
八、实验步骤：
1.在电池盒里安装电池，在电池盒的正极连接一根导线，然后依次连接开关、小灯泡，最后连接电池负极，组成一个完整的回路。
2.检查电路连接是不是正确，闭合开关，观察小灯泡是否点亮。若小灯泡不亮，断开问题电路，预测电路中可能出现的故障，然后用灯座、电池盒、小灯泡、导线、电池制作一个电路检测器。
3.利用不同的方法对故障电路中的各元件进行排查，找出故障原因。例如，可以直接观察小灯泡的灯丝有无断裂，或用电路检测器对小灯泡进行检测。也可以重新拧一拧电路中的小灯泡，使灯座和小灯泡充分接触，闭合电路观察小灯泡是否点亮，以检查是否存在接触不良的问题。如果怀疑电池没有电，可以换一节新的电池，闭合电路，观察小灯泡是否点亮。如果怀疑导线断了，可以用电路检测器进行检测，或更换新导线。
4.根据排查结果，说出故障原因，并且采用替换法把电路重新接亮。
九、实验注意事项：
1.要选择大小合适的电池，并让电池的负极接触电池盒的弹簧夹，正极接触电池盒内部的金属片。
2.灯座的螺口有两个部分要与灯泡接触，一部分接触小灯泡的金属螺纹，另一部分接触小灯泡底部的连接点。
3.连接开关时，开关要保持断开状态，检查电路连接正确后，再闭合开关。
4.每次使用自制电路检测器检测电路故障之前，要进行自检，以确保检测器的正常工作。同时，实验过程中要注意安全，避免触电等危险情况的发生。
十、实验结论：
电路故障的原因大致有电路连接和某个元件出现故障,排除故障的方法分别是重新连接电路和更换元件。