■龔敏

小學科學實驗需要科學的精神與方法
——“不聽話”的電路檢測器引發(fā)的教學思路變化

■龔敏

在教學四年級《導體與絕緣體》時，按照教材要求，為了檢測物體是否導電，學生要組裝一個電路檢測器。電路檢測器由一節(jié)電池（裝在電池盒里）、一個小燈泡（安在小燈座上）、三根導線組成，如下圖所示：

用兩個檢測頭接觸橡皮的兩端，小燈泡不亮，檢測表明，橡皮不容易導電……學生要按這樣的操作步驟檢測身邊的20種材料?？墒牵敊z測到鉛筆芯是否導電時，電路檢測器卻變得“不聽話”了。

現(xiàn)象之一：鉛筆芯怎么會不導電？

“老師你快來看看，鉛筆芯怎么不導電啊？”一個小組的同學七嘴八舌地向我求助。原來他們將電路檢測器的兩頭接在鉛筆芯上，結果卻發(fā)現(xiàn)燈泡沒亮。“哎，這是怎么回事？”我腦子里飛速地想著?！皶粫请娐窓z測器壞了？”我提出了我的設想?！安粫?！剛才接鐵片的時候還好好的呢！”學生們急得紅著臉一邊說著還一邊測試給我看，試圖用行動告訴我，剛才我的猜測是錯誤的。果然，接上鐵片燈泡就可以正常地發(fā)光，顯然電路檢測器沒有問題。這個實驗我在課前做過，鉛筆芯是可以導電的，怎么這個小組同學的檢測結果和我不一樣呢？學生們小聲嘀咕：“鉛筆芯里有石墨呀。”“石墨不是導電的嗎？”“怎么我們的燈泡就是不亮呢？”此時，孩子們小聲議論著自己的想法，而我的心里也存在著和他們一樣的疑問。

作為科學老師，我先肯定了孩子的想法?！澳銈兌谜娑?，鉛筆芯的主要成分就是石墨！”目光卻開始打量起他們做實驗用的筆芯來。等等！我發(fā)現(xiàn)這盒自動鉛筆芯盒子上印著“HB”。而我在課前實驗時用的是繪圖用的“6B”鉛筆。會不會是因為鉛筆芯中石墨含量的高低導致了實驗結果的不同呢？有了這個大膽的猜測后，我對學生說：“先聽聽別的小組用鉛筆芯做實驗的情況吧！”

通過匯報我得知，有四個小組的鉛筆芯能使小燈泡發(fā)亮。拿燈泡發(fā)亮小組做實驗的鉛筆芯一看，是“晨光”和“晨立”牌的“HB”和“2B”鉛筆芯，而燈泡不發(fā)亮的另外四個小組使用的是別的品牌，如“美達”和“浪木”的“2B”鉛筆芯。面對這種涇渭分明的局面，我問道：“鉛筆芯容易導電嗎？”孩子們有的說“容易”有的說“不容易”，互相都不能說服對方。于是我在板書時，就在“鉛筆芯容易導電嗎”后打了個大大的問號。我相信這個問號在孩子們的心中已經開始生根發(fā)芽了。

由于課前估計不足，我沒有考慮到材料的因素會對實驗結果造成這么大的影響，以至于在課上沒有很好地解答學生的疑惑。為了更好地研究鉛筆芯是否為導體這個問題，我與學生約定好，課下繼續(xù)研究，下次上課再來解決這個難題。

回到家后，我又買了一些鉛筆繼續(xù)做實驗。我發(fā)現(xiàn)電路檢測器在檢測“HB”和“2B”的鉛筆芯時不亮，檢測“3B”的鉛筆芯時，只有仔細分辨才能看出燈泡的燈絲有一點點發(fā)紅，檢測“6B”的鉛筆芯時燈泡最亮，檢測“8B”和“9B”的鉛筆芯時反倒沒有檢測“6B”時的效果好。

通過查找資料，我得知鉛筆芯中的石墨是被碾碎后與黏土混合而成的，所以原子結構被打亂，因此導電性能并不十分出眾，必須提高電路檢測器中的電壓，才會獲得明顯的實驗效果。于是我往電路檢測器中多加入一節(jié)電池，再進行檢測，原來不亮的“HB”和“2B”鉛筆芯都能使燈泡發(fā)亮了。這下，電路檢測器“不聽話”的問題似乎解決了。

可當我第二天興沖沖地來到學校，用學生的自動鉛筆芯做實驗時，卻發(fā)現(xiàn)即使用有兩節(jié)電池的電路檢測器檢測，有的鉛筆芯依然不會亮。

問題似乎又回到了原點，依舊沒有得到徹底解決，而我再度陷入了思考……此時，我不禁聯(lián)想起另外一件令我困惑的事：一般說來，人是導體，連幾歲的小朋友都這樣被家長告知過：不能用手去摸電源插座！但是在上課做實驗時，學生將手，甚至是濕手連入電路檢測器時，小燈泡都亮不了。此時的我不由得把疑惑和怒氣全投向了這個多事的電路檢測器。電路檢測器，你怎么這么不“給力”呢？

現(xiàn)象之二：難道人不是導體？

電路檢測器在檢測木頭、塑料、銅鐵鋁等材料時都正常，但人是導體為什么偏偏就檢測不出來呢？

“是不是一節(jié)電池電壓較低，所以小燈泡亮不起來呢？”初步的猜測立刻被現(xiàn)實給說服了：不是的。因為我在電路里串聯(lián)了兩節(jié)電池，都已經超過了小燈泡的額定電壓了，可在檢測人體時燈泡依然不亮。由于按書本的方法組裝的電路檢測器沒法證明人體是導體，我只能對學生進行空洞的說教，學生們沒有通過實驗現(xiàn)象親身感知，教學效果會大打折扣。

下課后，我的心情很不平靜，我心里那個郁悶呀！那個不服氣呀！那個不甘心呀！致使我非要和這個多事的電路檢測器較個真。我狠狠地盯著這個電路檢測器：“你這個壞東西，一點兒也不靈敏！明明是導體的鉛筆芯和人體，你怎么就是測不出來呢？”

咦，問題會不會是出在燈泡上呢？問題的根源沒有解決，我光發(fā)牢騷也沒用，冷靜下來，我做了第二次大膽猜測：“或許是我用的1.5V的燈泡太費電了吧！”想到這里，我急忙翻出六年級學生的科學實驗材料袋，因為我記得那里面有個很小的電珠，它個頭那么小，一定很省電！待我好不容易把線路全部接好，檢測時燈泡卻依然不亮。這樣的結果無疑又給我潑了一盆冷水，弄得我好沮喪?？磥?，作為科學家需要良好的心態(tài)，來面對無數(shù)次失敗帶給人的巨大打擊；作為科學老師，同樣需要良好的心態(tài)，來面對教學過程中無數(shù)失敗給老師帶來的各種壓力。

問題破解：設置科學實驗儀器

萬般無奈之下，最后我使出殺手锏，在教學論壇里向高手們求助，后來終于獲得一位“大俠”的幫助，解開了我的困惑。

人體的確是導體，但是在接入電路中后就成了一個很大的電阻，電路中雖然仍有電流通過，但并不足以使小燈泡亮起來。要使人體接入電路中并看得見燈亮的效果，必須將書本的電路檢測器進行一番大改造——用發(fā)光二極管替換下電路檢測器中的燈座及燈泡。

原來發(fā)光二極管的工作電流很小，3mA就能發(fā)光，0.5mA即有顯示，人們常用它來顯示電路中有沒有電流。因為它比小燈泡節(jié)能，所以對微電流更靈敏。同時在連接電路時要注意，必須將電池的正極連到發(fā)光二極管的長支架上，否則它不亮。當我購齊材料進行組裝后，新的電路檢測器就新鮮出爐了！

懷著忐忑的心情，我拿來一試。新型電路檢測器果然“聽話”得很！效果非常好。測試鉛筆芯，燈亮了！把打濕的紅領巾連上去，亮了！又去試濕手、自來水等，燈都能亮，只是亮度會有區(qū)別。頓時，我心里的那盞燈也隨著一次又一次的點亮而逐漸亮了起來。有了這個法寶，我相信能讓孩子們更好的認清科學領域中的真理！雖然辦法不是我的首創(chuàng)，但是實驗效果太令人滿意了！

拿著教材圖上的電路檢測器和我組裝的新型電路檢測器，我走進了四年級另一個班《導體與絕緣體》的課堂……

在對實驗結果進行匯報時，如我所料，出現(xiàn)了預測與實驗結果不一致的情況：許多學生預測鉛筆芯不導電，可實驗結果卻是有的組燈泡能亮，有的組燈泡不亮；還有一部分學生預測濕布、濕手能導電，可每個組的實驗結果都是燈泡不亮。

學生們滿腹疑問，教室里一時炸開了鍋。能引發(fā)學生認知上的矛盾沖突，激起學生繼續(xù)探究的欲望，這可正是我這個科學老師求之不得的教學契機。

雖然學生疑惑不解，但此刻我卻是胸有成竹。我在大屏幕上投影出這個新型電路檢測器，“同學們請看：我發(fā)明了一種新型電路檢測器，也許它能幫助你們解決問題?！?/p>

新型電路檢測器的閃亮登場，暫時鎮(zhèn)住了場子，可孩子們不是可以隨便被糊弄的，他們那歪著的小腦袋、那泛著疑惑的眼神，很明顯是在告訴我他們有些懷疑新型電路檢測器的本領。我趕緊就湯下面，讓學生將它與教材的電路檢測器作比較，他們很快發(fā)現(xiàn)這個新型電路檢測器的不同：電池增多了，燈泡也不一樣，小了很多。我簡單地介紹了一下發(fā)光二極管的特點，并演示了檢測濕布時燈亮的過程。

學生們興奮極了，一個個躍躍欲試，在我的帶動下，他們強烈要求通過實踐操作來檢驗它的性質。于是我將“新型電路檢測器”發(fā)給各小組，由學生再次檢測，并記錄。

這次實驗時，學生不僅檢測了鉛筆芯、濕布、濕手等前次實驗時有疑惑的物體，而且還把木頭、塑料、銅鐵鋁等物體也重新檢測了一遍。課堂上的升溫，讓我也暗暗有些欣慰：這群孩子身上很有點小科學家的品質了。不僅會質疑，而且會通過科學的手段去解疑。在這個過程中，他們能很冷靜地秉承了“實踐是檢驗真理的唯一標準”這一原則。

這一次匯報時，各組的實驗結果趨于一致。我引導學生將這些物體分成兩類：容易導電的（如銅片、鐵片、鋁片、鉛筆芯、濕布、人的濕手等）和不容易導電的（如塑料片、木片、紙片、干布條等），并介紹了導體和絕緣體這兩個名詞。

臨近下課，我問學生：“你們實驗了兩次，在第一次實驗時有幾種物體并不能使燈泡發(fā)亮，而在第二次時才發(fā)現(xiàn)它們是能導電的，你們到底更相信哪一次的結果呢？”學生們紛紛發(fā)言：

有的說：“我相信第二次的結果，因為更準確。”

有的說：“可能那些物體的導電能力不像銅鐵鋁那么強，所以影響了第一次實驗的結果。”

有的說：“老師發(fā)明的這個電路檢測器更先進一些，更靈敏一些，所以才能檢測出來?！?/p>

……

聽到學生的發(fā)言，我心里樂開了花?？磥硌?，我還得多謝這個“多事”的電路檢測器呢！不是它這一折騰，哪來后面的精彩呢？真是“山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村”呀！

直到下課的時候，還有學生圍著我。“老師，你給我們用的這個發(fā)光二極管太神奇了，我也想買一個回去做實驗。你看怎么樣？”

當學生帶著興奮和滿足戀戀不舍地離開試驗室時，我內心感到了由衷的滿足。能夠給學生提供直觀感知、親身體驗的機會，幫助他們建立新的科學概念，所以我所有的付出，都是值得的。

通過這兩次課的教學，我不僅收獲了一個“聽話”的新型電路檢測器，還真切地感受到：在科學的課堂里，教師和學生一樣，都需要有科學的精神，都需要善于思考、勤于動手、善于總結、不斷提高。

讓我們保持一顆敏銳求索的心，從容應對科學課里的各種未知和挑戰(zhàn)吧！

（作者單位：武漢市青山區(qū)鋼城第十一小學）

責任編輯 王愛民